Materialvetenskap för gjutjärn
Begreppet gjutjärn avser en familj av järnlegeringar som består av järn, kol (med en andel på 2,1 till ca 4,5 %) och kisel (upp till 3,5 %). Tillsatsen av kol sänker metallens smältpunkt och gör den mer flytande, vilket ger den utmärkt gjutbarhet och gör det möjligt att tillverka delar med komplexa former till lägre kostnad.
Om kol förekommer i gjutjärn i form av grafit kallas det gråjärn, som främst används inom maskinbearbetning.
Ytterligare information om gjutmaterial
Det är vanligt att skilja mellan grått gjutjärn med ett grått utseende vid brottet och svartögt gjutjärn med ett vitt utseende vid brottet.
Tack vare sin utmärkta gjutbarhet används vitt gjutjärn ofta för tillverkning av solida föremål (radiatorer, spisar, städ etc.) eller konstverk.
Inom maskinbearbetning används gråjärn främst tack vare att det är lättbearbetat och har lägre produktionskostnader jämfört med andra gjutjärnslegeringar.
I motsats till vad många tror är gjutjärn inte tyngre än stål. Den har till och med en något lägre densitet.
Översikt
Definition av gjutjärn
Gjutjärn är en järn-kol-legering med en kolhalt på mer än 2 % och andra legeringskomponenter som kisel. Gjutjärn smälts och gjuts som tackjärn, återvunnet material eller återvinningsmaterial i kupolugnar eller elektriska ugnar. Till gruppen grått gjutjärn hör gjutjärn med lamellär grafit och kulgrafitgjutgods.
Gjutjärn med lamellär grafit, även kallat GJL, används oftast inom industrin. I detta fall är det fria kolet i huvudsak närvarande i lamellär form. Gjutjärn med lamellär grafit kallas också gråjärn.
I kulgrafitgjutgods (även kallat GJS) är grafiten inbäddad i metallmatrisen i form av kulor. Kulformen förhindrar de spänningstoppar som uppstår på grafitlamellerna.
Egenskaper för gjutjärn
- Korrosionsbeständigt
- God bearbetbarhet
- Vibrationsdämpande
- Temperaturbeständigt
- God dimensionsstabilitet
- Slitstarkt
- God värmeledningsförmåga
- God gjutbarhet
De speciella egenskaperna hos gjutjärn gör att det används kontinuerligt inom en mängd olika områden.
Korrosionsbeständigt – Varför är gjutjärn korrosionsbeständigt?
Gjutjärnsdelar med intakt gjutskal har god korrosionsbeständighet, som kan ökas ytterligare genom tillsats av kisel, krom och nickel eller genom målning eller beläggning.
Slitstarkt – Varför har gjutjärn hög slitstyrka?
Lamellerna bildar en tredimensionell förgrening i gjutjärnet och säkerställer därmed mycket låg duktilitet å ena sidan och hög slitstyrka å andra sidan.
Klassificering Grått gjutjärn
- Gjutjärn med lamellgrafit (GJL): EN-GJL-200, EN-GJL-250, EN-GJL-300
- Kulgrafitgjutgods (GJS): EN-GJS-400
| Klassificering | Översikt | Exempel på produkter |
|---|---|---|
| Gjutjärn med lamellär grafit (GJL) | EN-GJL-200 | |
| EN-GJL-250 | ||
| EN-GJL-300 | ||
| Kulgrafitgjutgods (GJS) | EN-GJS-400 |
Användningsområden för gjutjärn
Gråjärn har utmärkta gjutegenskaper och är mycket ekonomiskt. Alla dessa positiva egenskaper gör att gjutjärn används för insatser inom många olika industrier. Förutom klassisk fixturkonstruktion används gjutjärn inom fordonsindustrin och vid tillverkning av komplexa geometrier.
De enskilda rubrikerna förklarar vilka egenskaper som möjliggör insatser inom respektive användningsområde.
Gjutjärn i fixturkonstruktion
De viktigaste egenskaperna som krävs för bearbetning av gjutjärn är:
- Hög dämpningskapacitet
- Hög korrosionsbeständighet
- Bullerabsorption
- Hög styvhet
Dessa egenskaper gör gråjärn till ett idealiskt material som grundelement i armaturkonstruktioner.
norelems grundläggande element:
Gjutjärn inom fordonsindustrin
Tack vare sin enkla och billiga tillverkning används gjutjärn i ett brett spektrum av industriella tillämpningar. Ungefär hälften av det gjutjärn som produceras används inom fordonsindustrin, till exempel i:
- Vevaxlar
- Kamaxlar
- Tvärgående kärnor
- Bromsok
- Hjulnav
Gjutjärnskomponenter är etablerade inom fordonsindustrin tack vare sin enorma prestanda. De speciella vibrationsdämpande egenskaperna och den mycket goda dimensionsstabiliteten har en positiv effekt på insatserna inom fordonsindustrin.
Gjutjärn för komponenter med komplexa geometrier
- Tack vare sin gjutbarhet är gjutjärn idealiskt för tillverkning av komponenter med mycket komplexa geometrier. Från ömtåliga komponenter med tunna väggar till komplexa delar som väger flera ton. Mycket komplexa geometrier med särskilt motståndskraftiga material kan tillverkas med hög processtabilitet.
- Förutom de många olika formerna och de enastående mekaniska egenskaperna är materialet helt återanvändbart.