Isalibay nga puthawusa ka grupo sa mga iron-carbon alloy nga adunay carbon content nga labaw sa 2%.Ang kapuslanan niini naggikan sa medyo ubos nga temperatura sa pagkatunaw niini.Ang mga sangkap sa haluang metal makaapekto sa kolor niini kung nabali: ang puti nga puthaw nga puthaw adunay mga hugaw sa carbide nga nagtugot sa mga liki nga makaagi nga diretso, ang gray nga puthaw nga puthaw adunay mga graphite flakes nga nagpatipas sa usa ka lumalabay nga liki ug nagsugod sa dili maihap nga mga bag-ong liki samtang nabuak ang materyal, ug ang ductile nga puthaw adunay spherical. graphite "nodules" nga nagpahunong sa liki gikan sa dugang pag-uswag.

Carbon (C) gikan sa 1.8 ngadto sa 4 wt%, ug silicon (Si) 1-3 wt%, mao ang mga nag-unang alloying elemento sa cast iron.Ang mga puthaw nga haluang metal nga adunay ubos nga carbon content nailhan nga steel.

Ang puthaw nga puthaw lagmit nga brittle, gawas sa malleable nga cast iron.Uban sa medyo ubos nga punto sa pagkatunaw, maayo nga pagka-fluid, castability, maayo kaayo nga machinability, pagbatok sa deformation ug pagsukol sa pagsul-ob, ang mga puthaw nga puthaw nahimong usa ka materyal sa engineering nga adunay daghang mga aplikasyon ug gigamit sa mga tubo, makina ug mga bahin sa industriya sa automotiko, sama sa silindro. mga ulo, mga bloke sa silindro ug mga kaso sa gearbox.Kini makasugakod sa kadaot pinaagi sa oksihenasyon.

Ang labing karaan nga cast-iron nga mga artifact napetsahan sa ika-5 nga siglo BC, ug nadiskobrehan sa mga arkeologo sa karon nga Jiangsu sa China.Ang cast iron gigamit sa karaang China alang sa gubat, agrikultura, ug arkitektura.Sa ika-15ng siglo, ang puthawng puthaw gigamit ingong kanyon sa Burgundy, Pransiya, ug sa Inglaterra panahon sa Repormasyon.Ang gidaghanon sa cast-iron nga gigamit alang sa kanyon nagkinahanglan og dako nga produksyon. Ang unang cast-iron nga taytayan gitukod sa panahon sa 1770s ni Abraham Darby III, ug nailhan nga The Iron Bridge sa Shropshire, England.Ang cast iron gigamit usab sa pagtukod sa mga bilding.

Alloying nga mga elemento

Ang mga kabtangan sa cast iron giusab pinaagi sa pagdugang sa lain-laing mga elemento sa alloying, o mga alloyant.Sunod sa carbon, ang silicon mao ang labing importante nga alloy tungod kay gipugos niini ang carbon gikan sa solusyon.Ang gamay nga porsyento sa silicon nagtugot sa carbon nga magpabilin sa solusyon nga nagporma sa iron carbide ug ang paghimo sa puti nga cast iron.Ang usa ka taas nga porsyento sa silicon nagpugos sa carbon gikan sa solusyon nga nagporma og graphite ug ang paghimo sa gray nga cast iron.Ang ubang mga ahente sa alloying, manganese, chromium, molybdenum, titanium ug vanadium nagkontra sa silicon, nagpasiugda sa pagpadayon sa carbon, ug ang pagporma sa mga carbide.Nikel ug tumbaga sa pagdugang sa kalig-on, ug machinability, apan dili sa pag-usab sa gidaghanon sa graphite naporma.Ang carbon sa porma sa graphite moresulta sa mas humok nga puthaw, makapamenos sa pagkupos, makapaubos sa kusog, ug makapamenos sa densidad.Ang sulfur, kadaghanan usa ka kontaminante kon anaa, nagporma og iron sulfide, nga makapugong sa pagporma sa graphite ug makadugang sa kagahi.Ang problema sa asupre mao nga kini naghimo sa tinunaw nga puthaw nga viscous, nga maoy hinungdan sa mga depekto.Aron makontra ang mga epekto sa asupre, ang manganese gidugang tungod kay ang duha nahimo nga manganese sulfide imbes nga iron sulfide.Ang manganese sulfide mas gaan kay sa matunaw, mao nga kini molutaw gikan sa pagkatunaw ug ngadto sa slag.Ang gidaghanon sa manganese nga gikinahanglan sa pag-neutralize sa sulfur mao ang 1.7 × sulfur content + 0.3%.Kung labaw pa sa kini nga kantidad sa manganese ang idugang, nan ang manganese carbide maporma, nga nagdugang sa katig-a ug pagpabugnaw, gawas sa gray nga puthaw, diin hangtod sa 1% sa manganese nagdugang kusog ug densidad.

Ang nickel usa sa labing kasagaran nga mga elemento sa pag-alloy tungod kay kini nagpino sa perlite ug graphite nga istruktura, nagpauswag sa katig-a, ug nagpakatag sa kalainan sa katig-a tali sa gibag-on sa seksyon.Ang Chromium gidugang sa gamay nga kantidad aron makunhuran ang libre nga graphite, makapabugnaw, ug tungod kay kini usa ka kusgan nga carbide stabilizer;Ang nickel kanunay nga gidugang kauban.Ang usa ka gamay nga kantidad sa lata mahimong idugang ingon usa ka kapuli sa 0.5% nga chromium.Ang tumbaga gidugang sa ladle o sa hudno, sa han-ay nga 0.5-2.5%, aron makunhuran ang katugnaw, mapino ang graphite, ug madugangan ang pagka-likido.Ang molybdenum gidugang sa han-ay nga 0.3-1% aron sa pagdugang sa katugnaw ug pagpino sa graphite ug pearlite nga istruktura;kini sagad idugang inubanan sa nickel, copper, ug chromium aron maporma ang taas nga kusog nga puthaw.Ang Titanium gidugang ingon usa ka degasser ug deoxidizer, apan kini usab nagdugang sa pagka-likido.Ang 0.15-0.5% nga vanadium gidugang sa cast iron aron mapalig-on ang cementite, madugangan ang katig-a, ug madugangan ang resistensya sa pagsul-ob ug kainit.Ang 0.1–0.3% nga zirconium makatabang sa pagporma sa graphite, pag-deoxidize, ug pagpataas sa fluidity.

Sa malleable nga iron melts, ang bismuth idugang, sa sukdanan nga 0.002–0.01%, aron madugangan ang gidaghanon sa silicon nga madugang.Sa puti nga puthaw, boron idugang sa pagtabang sa produksyon sa malleable puthaw;kini usab makapamenos sa coarsening nga epekto sa bismuth.

Gray nga puthaw

Ang gray nga cast iron gihulagway pinaagi sa iyang graphitic microstructure, nga maoy hinungdan sa mga bali sa materyal nga adunay abuhon nga hitsura.Kini ang labing kasagarang gigamit nga cast iron ug ang labing kaylap nga gigamit nga cast nga materyal base sa gibug-aton.Kadaghanan sa mga cast iron adunay kemikal nga komposisyon nga 2.5-4.0% nga carbon, 1-3% nga silicon, ug ang nahabilin nga puthaw.Ang gray nga puthaw nga puthaw adunay dili kaayo tensile nga kusog ug shock resistance kaysa asero, apan ang compressive strength niini ikatandi sa low- ug medium-carbon steel.Kini nga mga mekanikal nga kabtangan gikontrol sa gidak-on ug porma sa mga graphite flakes nga naa sa microstructure ug mahimong mailhan sumala sa mga panudlo nga gihatag sa ASTM.

Puti nga puthaw

Ang puti nga cast iron nagpakita sa puti nga nabali nga mga ibabaw tungod sa presensya sa usa ka puthaw nga carbide precipitate nga gitawag og cementite.Uban sa usa ka ubos nga silicon nga sulod (graphitizing agent) ug mas paspas nga pagpabugnaw rate, ang carbon sa puti nga cast puthaw precipitates gikan sa matunaw ingon sa metastable phase cementite, Fe₃C, kay sa graphite.Ang cementite nga nag-agas gikan sa pagkatunaw naporma nga medyo dagko nga mga partikulo.Samtang ang iron carbide nag-agas, kini nagkuha sa carbon gikan sa orihinal nga pagkatunaw, nagpalihok sa sagol ngadto sa usa nga mas duol sa eutectic, ug ang nahabilin nga bahin mao ang ubos nga iron-carbon austenite (nga sa pagpabugnaw mahimong mausab ngadto sa martensite).Kini nga mga eutectic carbide dako kaayo aron makahatag og kaayohan sa gitawag nga precipitation hardening (sama sa pipila ka mga steel, diin ang mas gagmay nga cementite precipitates mahimong makapugong sa [plastic deformation] pinaagi sa pagpugong sa paglihok sa mga dislokasyon pinaagi sa puro nga puthaw nga ferrite matrix).Hinunoa, gidugangan nila ang kinabag-an nga katig-a sa cast iron tungod lamang sa ilang kaugalingon nga taas kaayo nga katig-a ug ang ilang dako nga tipik sa volume, sa ingon nga ang kadaghanan nga katig-a mahimong mabanabana pinaagi sa usa ka lagda sa mga panagsagol.Sa bisan unsa nga kaso, sila nagtanyag sa katig-a sa gasto sa katig-a.Tungod kay ang carbide naglangkob sa usa ka dako nga bahin sa materyal, ang puti nga puthaw nga puthaw mahimong makatarunganon nga maklasipikar ingon usa ka cermet.Ang puti nga puthaw kay brittle kaayo para gamiton sa daghang structural component, apan adunay maayo nga katig-a ug abrasion resistance ug medyo ubos nga gasto, kini magamit sa mga aplikasyon sama sa wear surfaces (impeller ug volute) sa slurry pumps, shell liners ug lifter bars sa bola. galingan ug autogenous grinding mill, bola ug singsing sa coal pulverisers, ug ang mga ngipon sa backhoe's digging balde (bisan tuod ang cast medium-carbon martensitic steel mas komon alang niini nga aplikasyon).

Lisud ang pagpabugnaw sa baga nga mga casting nga igong kusog aron mapalig-on ang pagkatunaw sama sa puti nga puthaw nga puthaw.Bisan pa, ang paspas nga pagpabugnaw mahimong magamit aron mapalig-on ang usa ka kabhang sa puti nga puthaw nga puthaw, pagkahuman ang nahabilin nga labi ka hinay nga mobugnaw aron maporma ang usa ka uyok sa gray nga puthaw.Ang resulta nga paghulma, gitawag nga agipabugnaw nga casting, adunay mga kaayohan sa usa ka gahi nga nawong nga adunay medyo mas lig-on nga sulod.

Ang high-chromium white iron alloys nagtugot sa dagkong mga castings (pananglitan, usa ka 10-tonne nga impeller) nga mahimong sand cast, tungod kay ang chromium nagpamenos sa gikinahanglan nga cooling rate aron makahimo og mga carbide pinaagi sa mas dako nga gibag-on sa materyal.Naghimo usab ang Chromium og mga carbide nga adunay impresibo nga resistensya sa abrasion.Kini nga mga high-chromium alloys nagpaila sa ilang labaw nga katig-a sa presensya sa chromium carbide.Ang panguna nga porma sa kini nga mga karbida mao ang eutectic o panguna nga M₇C₃carbide, diin ang "M" nagrepresentar sa iron o chromium ug mahimong magkalainlain depende sa komposisyon sa alloy.Ang mga eutectic carbide naporma isip mga bundle sa hollow hexagonal rods ug motubo nga tul-id sa hexagonal basal plane.Ang katig-a sa kini nga mga carbide naa sa sulud nga 1500-1800HV.

Matunaw nga puthaw

Ang matunaw nga puthaw magsugod isip puti nga puthaw nga paghulma nga dayon init-init sulod sa usa o duha ka adlaw sa mga 950 °C (1,740 °F) ug dayon pabugnawon sulod sa usa o duha ka adlaw.Ingon nga resulta, ang carbon sa iron carbide mausab ngadto sa graphite ug ferrite plus carbon (austenite).Ang hinay nga proseso nagtugot sa tensiyon sa ibabaw nga maporma ang graphite ngadto sa spheroidal nga mga partikulo kay sa mga tipik.Tungod sa ilang ubos nga aspect ratio, ang mga spheroid medyo mubo ug layo sa usag usa, ug adunay usa ka ubos nga cross section vis-a-vis sa usa ka propagating crack o phonon.Adunay usab sila blunt nga mga utlanan, sukwahi sa mga flakes, nga nagpagaan sa mga problema sa konsentrasyon sa stress nga makita sa gray nga puthaw.Sa kinatibuk-an, ang mga kabtangan sa malleable nga cast iron mas susama sa malumo nga asero.Adunay limitasyon kung unsa ka dako ang usa ka bahin nga mahimong matunaw sa malleable nga puthaw, tungod kay kini gihimo gikan sa puti nga puthaw nga puthaw.

Ductile cast iron