تجزیه و تحلیل کامل از خصوصیات مواد قطعات آهن انعطاف پذیر: استحکام ، چقرمگی و ماشینکاری

1. ویژگی های قدرت آهن انعطاف پذیر
یکی از برجسته ترین ویژگی های قطعات آهنی انعطاف پذیر این است که قدرت مکانیکی آن به طور قابل توجهی بهتر از چدن خاکستری سنتی است که عمدتا به دلیل مورفولوژی گرافیتی ویژه و ساختار ماتریس معقول است.
استحکام کششی
استحکام کششی توانایی یک ماده برای مقاومت در برابر شکستگی کششی است. مقاومت کششی آهن انعطاف پذیر به طور کلی از 370MPa تا 700MPa متغیر است. در مقایسه با استحکام معمول کششی چدن خاکستری در حدود 150 مگاپاسکال ، آهن انعطاف پذیر 2-3 برابر بیشتر است.
این امر به این دلیل است که مورفولوژی گرافیتی از شکل پوسته چدن خاکستری به شکل کروی تغییر می کند و گرافیت کروی باعث کاهش تأثیر متمرکز استرس می شود و گسترش ترک ها در طول گرافیت دشوار است و خصوصیات کششی را به شدت افزایش می دهد.
قدرت عملکرد
قدرت عملکرد نشان دهنده استرس بحرانی است که در آن مواد دچار تغییر شکل پلاستیک می شوند. آهن انعطاف پذیر دارای یک نقطه عملکرد روشن ، معمولاً 250MPa تا 500MPa است. این بدان معناست که مواد در هنگام تحت استرس به طور ناگهانی شکسته نمی شوند ، اما ابتدا درجه خاصی از تغییر شکل پلاستیک را پشت سر می گذارند ، که به تسکین غلظت استرس و بهبود ایمنی ساختاری کمک می کند.
قدرت فشاری
مقاومت فشاری آهن انعطاف پذیر معمولاً به اندازه 1000 مگاپاسکال یا حتی بالاتر است که برای کاربردهای فشار زیاد و بار سنگین مانند قطعات پایه مکانیکی بزرگ ، کشتی های فشار خط لوله و غیره بسیار مناسب است.
عوامل تأثیرگذار
استحکام تحت تأثیر اندازه و کمیت گرافیت انعطاف پذیر ، ساختار ماتریس (نسبت فریت و مروارید) و فرآیند عملیات حرارتی است. گرافیت کروی کوچک و به طور مساوی توزیع شده و محتوای مروارید متوسط ​​می تواند به طور قابل توجهی قدرت مواد را بهبود بخشد.

2. خصوصیات چقرمگی آهن انعطاف پذیر
چقرمگی نشانگر میزان انرژی می تواند قبل از آسیب رساندن به زور باشد ، که دلیل مهمی است که آهن انعطاف پذیر نسبت به چدن خاکستری برتر است.
سختی
توزیع کروی گرافیت به طور قابل توجهی احتمال ریزگردها را برای تولید و گسترش کاهش می دهد و باعث ایجاد سختی اثر آهن انعطاف پذیر چندین برابر بیشتر از چدن خاکستری می شود. آزمایشات نشان می دهد که انرژی جذب ضربه آهن انعطاف پذیر می تواند به 10-20 J/cm² برسد ، که می تواند به طور موثری در برابر شوک مکانیکی و بارهای لرزش مقاومت کند.
سختی شکستگی
آهن انعطاف پذیر دارای سختی شکستگی بالایی است ، که به این دلیل آشکار می شود که این ماده می تواند قبل از شکستن دچار تغییر شکل پلاستیکی خاصی شود و این خطر شکستگی شکننده را به شدت کاهش می دهد. چقرمگی شکستگی بهبود یافته به افزایش عمر خدمات قطعات مکانیکی ، به ویژه در بارهای متناوب و شرایط استرس پیچیده کمک می کند.
عملکرد خستگی
با توجه به وجود گرافیت کروی ، میزان شروع و انتشار ترک های خستگی در مواد تحت استرس متناوب کاهش می یابد و عمر خستگی به طور قابل توجهی گسترش می یابد. این امر باعث می شود آهن انعطاف پذیر به طور گسترده ای در اجزای کلیدی مانند میل لنگ موتور و چرخ دنده هایی که نیاز به تحمل بارهای مکرر دارند ، استفاده شود.
مقررات
با تغییر ساختار ماتریس (به عنوان مثال ، افزایش نسبت فریت) و عملیات حرارتی (عادی سازی ، خلق و خوی) ، می توان برای برآورده کردن نیازهای شرایط مختلف کار ، چقرمگی را بیشتر بهبود بخشید.

3. ماشینکاری آهن انعطاف پذیر
ماشین سازی آهن انعطاف پذیر یکی از دلایل محبوبیت آن است که به طور خاص در نکات زیر آشکار می شود:
عملکرد عالی برش
در مقایسه با فولاد ، آهن انعطاف پذیر دارای مقاومت برش کمتری و سایش ابزار کندتر است. حوزه های گرافیت در روغن کاری و شکستن تراشه در ماتریس فلزی نقش دارند و روند برش را نرم تر می کند. علاوه بر این ، گرمای ایجاد شده با برش آهن انعطاف پذیر نسبتاً کم است که این امر منجر به گسترش عمر ابزار می شود.
دقت ماشینکاری بالا
چدن داکتیل دارای مواد یکنواخت و سختی متوسط ​​است و برای روشهای مختلف ماشینکاری (چرخش ، فرز ، حفاری ، سنگ زنی) مناسب است که می تواند نیازهای ابعاد با دقت بالا و زبری سطح را برآورده کند.
سازگاری قوی با عملیات حرارتی
چدن انعطاف پذیر می تواند تحت انواع فرآیندهای عملیات حرارتی ، مانند عادی سازی ، فرونشاندن و درجه حرارت و درمان پیری قرار بگیرد تا سختی ، استحکام و استحکامات را برای برآورده کردن شرایط مختلف استفاده قطعات تنظیم کند.
موارد احتیاط
با وجود عملکرد خوب ماشینکاری ، هنوز هم لازم است که در طول برش با سرعت بالا ، سرعت برش ، سرعت خوراک و خنک کننده را انتخاب کنید تا از گرمای بیش از حد موضعی جلوگیری شود و باعث تخریب عملکرد مواد یا آسیب ابزار شود.

4. رابطه بین ریزساختار و عملکرد چدن انعطاف پذیر
عملکرد عالی چدن انعطاف پذیر از ریزساختار منحصر به فرد آن ناشی می شود:
مورفولوژی گرافیتی
گرافیت موجود در چدن خاکستری سنتی پوسته پوسته است و لبه های تیز گرافیت پوسته پوسته مستعد تبدیل شدن به منابع ترک است و در نتیجه شکستگی شکننده مواد ایجاد می شود. در چدن انعطاف پذیر ، گرافیت به شکلی تقریباً کروی وجود دارد که باعث کاهش غلظت استرس می شود و قدرت و چقرمگی را بهبود می بخشد.
ساختار ماتریس
ساختار ماتریس آهن انعطاف پذیر می تواند فریت ، مروارید یا ساختار مختلط باشد. ماتریس فریت از سختی و سختی خوبی برخوردار است. ماتریس مروارید از سختی و قدرت خوبی برخوردار است. با تنظیم سرعت خنک کننده و عملیات حرارتی ، می توان نسبت این دو را برای دستیابی به بهترین تعادل خصوصیات مکانیکی کنترل کرد.
کاربید و ناخالصی ها
آهن انعطاف پذیر با محتوای کاربید کم و تعداد کمی از اجزاء دارای خواص مکانیکی بهتری است. فناوری ریخته گری مدرن با کنترل دقیق ترکیب شیمیایی و فرآیند ذوب ، کیفیت مواد پایدار را تضمین می کند.

5. مناطق کاربردی معمولی آهن انعطاف پذیر
آهن داکتیل به دلیل عملکرد جامع آن نقش مهمی در بسیاری از زمینه های مهم دارد:
صنعت خودرو
برای قطعات با استحکام بالا مانند بلوک های سیلندر موتور ، سرهای سیلندر ، میل لنگ و غیره برای برآورده کردن دمای بالا ، فشار بالا و نیازهای بار پویا استفاده می شود.
ساخت ماشین آلات
ساخت قطعات ساختاری مکانیکی مانند چرخ دنده ها ، میله های اتصال ، تختخواب ابزار و غیره ، نیاز به مقاومت در برابر سایش و مقاومت در برابر ضربه دارد.
سیستم خط لوله شهری
لوله ها و لوازم جانبی آهن انعطاف پذیر به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی و مقاومت در برابر فشار ، به طور گسترده ای در تأمین آب ، زهکشی و حمل و نقل گاز مورد استفاده قرار می گیرند.
ماشین آلات کشاورزی و تجهیزات معدن
قطعات با مقاومت بالا از عملکرد پایدار تجهیزات در محیط های خشن اطمینان می دهند.
کشتی های فشار و بدنهای پمپ
استحکام بالا و آب بندی خوب ، ایمنی و قابلیت اطمینان تجهیزات را تضمین می کند. $ $