DAFTAR ISI kata pengantar saya.maju Vi.Machinability VII PERLAKUAN PANAS |
Halaman Beranda BAGIAN V. BESI DUCTILE PADUAN PENGENALANSILICON-MOLYBDENUM DUCTILE IRONS Efek Silikon Efek Molybdenum Tinggi Silikon dengan Aplikasi Molybdenum Persyaratan ProduksiAUSTENITIC DUCTILE IRONS Spesifikasi dan Rekomendasi Sifat Mekanik Sifat Elastis Kekuatan dan Pemanjangan Suhu Rendah Sifat Suhu Tinggi Thermal Cycling Resistance Oksidasi Resisten Korosi Tahan Terhadap Keausan dan Galling ErosiOn Resistance Physical Properties ctrical dan Magnetic Properties Persyaratan Produksi Machinability Heat TreatmentREFERENCES |
Perkenalan Tiga keluarga paduan Ductile Irons - austenitic (nikel tinggi - Ni - Resist), bainitik dan feritik (tinggi silikon-molybdenus) - telah dikembangkan baik untuk memberikan sifat khusus atau untuk memenuhi tuntutan kondisi layanan yang terlalu parah untuk Konvensional atau austempered Ductile Irons. Sementara Besi Ductile konvensional dan austempered mengandung persentase terbatas dari elemen paduan terutama untuk menyediakan mikrostruktur yang diinginkan, paduan Besi Ductile mengandung tingkat paduan yang jauh lebih tinggi untuk memberikan peningkatan atau sifat khusus. Tingkat silikon yang tinggi, dikombinasikan dengan molybdenum, memberikan Besi Ductile ferritik sifat mekanik unggul pada suhu tinggi dan meningkatkan ketahanan terhadap oksidasi suhu tinggi. Kandungan nikel yang tinggi dari Besi Saluran austenitik, bersama dengan kromium di kelas tertentu, memberikan ketahanan korosi yang lebih baik, sifat mekanik yang unggul pada suhu tinggi dan rendah dan ekspansi terkontrol, sifat magnetik dan listrik. Besi bainitic digunakan di mana kekuatan tinggi dan ketahanan aus yang baik diperoleh baik dalam keadaan cor atau panas yang diperlakukan menggunakan dari paduan 1 - 3% (Ni dan Mo). Besi bainitik tidak banyak digunakan sebagai Besi Saluran austenitik atau Si-Mo, sehingga mereka tidak akan dibahas dalam bab ini. Pembaca didorong untuk menghubungi kami untuk informasi lebih lanjut atau berkonsultasi dengan publikasi lain seperti "Buku Pegangan Coran Besi" yang tersedia melalui American Foundrymen's Society. Kembali ke Atas SILIKON- MOLYBDENUM DUCTILE BESI Paduan Besi Ductile yang mengandung 4-6% silikon, baik sendiri atau dikombinasikan dengan hingga 2% molybdenum, dikembangkan untuk memenuhi tuntutan yang meningkat untuk Kekuatan tinggi Ductile Irons yang mampu beroperasi pada suhu tinggi dalam aplikasi seperti manifold knalpot atau selongsong turbocharger. Sifat utama yang diperlukan untuk aplikasi tersebut adalah ketahanan oksidasi, stabilitas struktural, kekuatan, dan ketahanan terhadap bersepeda termal. Nilai yang tidak tersalloy ini mempertahankan kekuatan mereka hingga suhu sedang (Gambar 3,21, 3,22, 3,23), berkinerja baik di bawah bersepeda termal tingkat keparahan rendah hingga sedang (Gambar 3,37) dan menunjukkan ketahanan terhadap pertumbuhan dan oksidasi yang lebih unggul daripada Besi Abu-Abu yang tidak terdaftar (Tabel 3. 1). Besi Ductile Ferritik menunjukkan pertumbuhan yang lebih sedikit pada suhu tinggi karena stabilitas mikrostruktur. Paduan dengan silikon dan molybdenum secara signifikan meningkatkan kinerja suhu tinggi Besi Saluran ferritik sambil mempertahankan banyak keuntungan produksi dan biaya dari Besi Ductile konvensional. Kembali ke Atas Pengaruh Silikon Silikon meningkatkan kinerja Ductile Iron pada suhu tinggi dengan menstabilkan matriks feritik dan membentuk lapisan permukaan kaya silikon yang menghambat oksidasi. Stabilisasi fase feri mengurangi pertumbuhan suhu tinggi dengan dua cara. Pertama, silikon meningkatkan suhu kritis di mana feri berubah menjadi austenite (Gambar 5.1). Suhu kritis dianggap sebagai batas atas kisaran suhu yang berguna untuk Besi Saluran feritik. Di atas suhu ini ekspansi dan kontraksi yang terkait dengan transformasi feri ke austenite dapat menyebabkan distorsi pengecoran dan retak lapisan oksida permukaan, mengurangi resistensi oksidasi. Kedua, kecenderungan feri yang kuat dari silikon menstabilkan matriks terhadap pembentukan karbida dan pearlite, sehingga mengurangi pertumbuhan yang terkait dengan penguraian fase-fase ini pada suhu tinggi. Perlindungan oksidasi yang ditawarkan oleh silikon meningkat dengan meningkatnya kandungan silikon (Gambar 5.2). Kadar silikon di atas 4% cukup untuk mencegah kenaikan berat badan yang signifikan setelah pembentukan lapisan oksida awal. Tabel 5.1 Efek silikon dan molipdenum pada tarikan suhu tinggi dan merayap pecah kekuatan besi ductile feritik. Kekuatan MaterialTensi ksi (MPa)Stres Pecah ksi (MPa) 800oF 425oC1000oF 540oC1200oF 650oC1000oh @ 1000oF 540oCGray Besi37(255)25(173)12(83)5,9(41)60-40-18 D.I.40(276)25(173)13(90)8.3(57)4% Si D.I.56(386)36(248)13(90)10(69)4% Si - 1% Mo D.I.61(421)44(304)19(131)14(97)4% Si - 2% Mo D.I.65(449)46(317)20(138)17(117)Besi Abu-abu:Tidak angkuk, stres-lega.Besi Ductile:Sub-Kritis dianilasi pada 1450OF (788OC). Silikon mempengaruhi sifat mekanis suhu ruangan Dari Ductile Iron melalui pengerasan larutan padat dari matriks feri. Gambar 5.3 menunjukkan bahwa meningkatkan kandungan silikon meningkatkan hasil dan kekuatan tarik dan mengurangi pemanjangan. Untuk tingkat silikon di atas 6%, bahan mungkin menjadi terlalu rapuh untuk aplikasi teknik yang membutuhkan tingkat ketangguhan apa pun. Dengan demikian, kombinasi terbaik dari ketahanan panas dan sifat mekanik disediakan oleh isi silikon dalam kisaran 4-6%. Efek penguatan larutan padat silikon bertahan hingga suhu setinggi 1000OF (540OC) tetapi di atas suhu itu kekuatan tarik paduan silikon tinggi berkurang juga (Tabel 5.1). Angka 5,4 dan 5,5 menggambarkan suhu tinggi merayap dan kekuatan pecah stres yang diperoleh dalam Besi Ductile feritik yang mengandung 4% silikon. Kembali ke Atas Pengaruh Molybdenum Molybdenum, yang efek menguntungkannya pada sifat merayap dan pecah stres baja terkenal, juga memiliki pengaruh yang sama pada Besi Ductile. Angka 5,6 dan 5,7 menunjukkan bahwa penambahan 0. 5% molybdenum ke besi ductile feritik menghasilkan peningkatan signifikan dalam kekuatan creep dan stres pecah, menghasilkan sifat suhu tinggi yang sebanding dengan baja cor yang mengandung 0. 2% karbon dan 0. 6% mangan. Kembali ke Atas Silikon Tinggi dengan Molybdenum Penambahan hingga 2% molybdenum hingga 4% silikon Ductile Irons menghasilkan peningkatan signifikan dalam kekuatan tarik suhu tinggi (Tabel 5. 1), kekuatan rekahan stres (Tabel 5.1 dan 5.2 dan Gambar 5.5) dan kekuatan merayap (Gambar 5.4). Penambahan molybdenum dalam kisaran 0-1% hingga Besi Ductile silikon tinggi telah ditemukan sangat efektif dalam meningkatkan ketahanan terhadap kelelahan termal (Tabel 5.3 dan Gambar 3.37). Tabel 5.2 Efek silikon dan molipdenum pada kekuatan stres-pecah dari Besi Saluran feritik. |
Jenis besi | suhu | Stres untuk pecah | |
| 100 jam | 1000 h | ||
2.2% Si | 650 | 40 (5.8) | 20 (2.9) |
4% Si | 650 | 28 (4.1) | |
4% Si | 705 | 19 (2.7) | 12 (1.7) |
4% Si | 815 | 7 (1.0) | |
Kembali ke Atas Tabel 5.3 Pengaruh silikon dan molybdenum pada perilaku bersepeda termal dari Besi Saluran feritik. Jenis bersepeda ironTemperature, oCCycles untuk kegagalan2.1% Si200 - 650803.6% Si 3.6% Si 0.4% Mo200 - 650 200 - 650173 3754,4% Si 0,2% Mo 4,4% Si 0,5% Mo200 - 650 200 - 650209493Kembali ke Atas Aplikasi Besi Ductile silikon-molybdenum tinggi menawarkan desainer dan pengguna akhir kombinasi biaya rendah, kekuatan suhu tinggi yang baik, ketahanan yang unggul terhadap oksidasi dan pertumbuhan, dan kinerja yang baik di bawah kondisi bersepeda termal. Akibatnya bahan-bahan ini telah sangat hemat biaya dalam aplikasi dengan suhu layanan di kisaran 1200-1500OF (650-820OC) dan di mana tingkat keparahan rendah hingga sedang bersepeda termal dapat terjadi. Besi Ductile dengan silikon 4% dan molybdenum 0,6-0,8% saat ini ditentukan untuk berbagai manifold otomotif dan casing turbocharger. Besi silikon tinggi yang mengandung 1% molybdenum digunakan untuk manifold knalpot suhu tinggi khusus dan rak perawatan panas. Kembali ke Atas Persyaratan Produksi Besi Ductile silikon-molybdenum tinggi dapat diproduksi dengan sukses oleh setiap pengemudoan Besi Ductile yang kompeten yang memiliki kontrol proses yang baik, asalkan tindakan pencegahan berikut diambil. karbonlevel harus disimpan di kisaran 2,5-3,4%. Kandungan karbon harus dikurangi seiring dengan meningkatnya tingkat silikon dan ukuran bagian. silikondapat bervariasi dari 3,7 hingga 6% sesuai dengan aplikasi. Meningkatkan kandungan silikon meningkatkan ketahanan oksidasi dan meningkatkan kekuatan pada suhu rendah hingga menengah tetapi mengurangi ketangguhan dan machinability. Molibdenumkonten hingga 2% dapat digunakan. Meningkatkan tingkat molybdenum meningkatkan kekuatan suhu tinggi dan meningkatkan machinability tetapi mengurangi ketangguhan dan dapat memisahkan untuk membentuk karbida batas biji-bijian. Elemen stabilisasi pearlite dan karbida lainnya harus disimpan serendah mungkin untuk memastikan matriks feritik bebas karbida. Praktik nodularisasi dan inokulasi normal harus digunakan tetapi menuangkan suhu harus lebih tinggi daripada untuk Besi Saluran normal. Peningkatan kadar dross membutuhkan praktik gating dan menuangkan yang baik, dan peningkatan penyusutan membutuhkan kenaikan yang lebih besar. Coran harus dikocok dan ditangani dengan hati-hati untuk menghindari kerusakan, dan semua coran harus diperlakukan panas untuk meningkatkan ketangguhan. Casting umumnya diberikan anil subkritik - 4h pada 1450OF (790OC) dan tungku didinginkan hingga 400OF (200OC) - tetapi anil penuh diperlukan jika matriks mengandung karbida dan pearlite dalam jumlah signifikan. Machinability mirip dengan Besi Ductile mutiara /feritik normal dengan nilai kekerasan dalam rentang 200-230 BHN. Kembali ke Atas BESI DUCTILE AUSTENITIC Sebuah keluarga austenitic, paduan tinggi Ductile Irons diidentifikasi dengan nama dagang"Ductile Ni-Resist"telah diproduksi selama bertahun-tahun untuk memenuhi berbagai aplikasi yang membutuhkan sifat kimia khusus, mekanik dan fisik dikombinasikan dengan ekonomi dan kemudahan produksi Ductile Iron. Besi Ductile Ni-Resist yang mengandung 18-36% nikel dan hingga 6% kromium menggabungkan kekuatan tarik 55-80 ksi (380-550 MPa) dan memanjang 4-40% dengan sifat khusus berikut: ● ketahanan korosi, erosi dan aus, ● kekuatan yang baik, mutilasi dan ketahanan oksidasi pada suhu tinggi, ● ketangguhan dan stabilitas suhu rendah, ● ekspansi termal terkontrol, ● sifat magnetik dan listrik yang terkontrol dan ● kebiri dan machinability yang baik. Kembali ke Atas Spesifikasi dan Rekomendasi Tabel 5.4 meringkas spesifikasi ASTM dan ASME untuk Ductile Ni-Resist Irons dan mencantumkan aplikasi khas untuk setiap kelas. Bagian XII berisi informasi lebih lanjut tentang spesifikasi internasional untuk bahan-bahan ini. Aplikasi yang tercantum untuk setiap kelas memanfaatkan karakteristik umum berikut. Tipe D-2, kelas yang paling umum digunakan, direkomendasikan untuk layanan yang membutuhkan ketahanan terhadap korosi, erosi dan keausan gesekan hingga suhu 1400OF (760OC). |
