co to jest żeliwo szare – żeliwo szare-definicja

w inżynierii materiałowej żeliwo jest klasą stopów żelaza o zawartości węgla powyżej 2,14% wagowych. Zazwyczaj żeliwo zawiera od 2,14% wagowych do 4,0% wagowych węgla i od 0,5% wagowych do 3% wagowych krzemu. Stopy żelaza o niższej zawartości węgla są znane jako stal. Różnica polega na tym, że żeliwo może skorzystać z eutektycznego krzepnięcia w podwójnym układzie żelazo-węgiel. Termin eutektyka jest grecki dla “łatwe lub dobrze topnienia”, a punkt eutektyczny reprezentuje skład na diagramie fazowym, gdzie najniższa temperatura topnienia jest osiągana. Dla układu żelazo-węgiel punkt eutektyczny występuje w składzie 4,26% wagowych C i temperaturze 1148°C.

Zobacz też: Rodzaje żeliwa

Żeliwo szare-żeliwo szare

Żeliwo szare jest najstarszym i najczęstszym rodzajem żelaza i prawdopodobnie tym, o czym większość ludzi myśli, gdy słyszy termin “żeliwo”. Zawartość węgla i krzemu w szarych żeliwach waha się odpowiednio od 2,5 do 4,0% wag.oraz od 1,0 do 3,0% wag.

Żeliwo szare charakteryzuje się grafitową mikrostrukturą, która powoduje, że pęknięcia materiału mają szary wygląd. Wynika to z obecności grafitu w jego składzie. W żeliwie szarym grafit formuje się jako płatki, przybierając trójwymiarową geometrię.

Żeliwo szare ma mniejszą wytrzymałość na rozciąganie i odporność na wstrząsy niż stal, ale jego wytrzymałość na ściskanie jest porównywalna ze stalą o niskiej i średniej zawartości węgla. Żeliwo szare ma dobrą przewodność cieplną i właściwą pojemność cieplną, dlatego jest często stosowane w naczyniach kuchennych i wirnikach hamulcowych.

Streszczenie

Nazwa	szare żelazo
Faza w STP	Nie dotyczy
gęstość	7150 kg/m3
wytrzymałość na rozciąganie	395 Mpa
Granica plastyczności	Nie dotyczy
moduł sprężystości Younga	124 GPa
twardość Brinella	235 BHN
Temperatura topnienia	1260 °C
przewodność cieplna	53 W / mK
pojemność cieplna	460 J / G K
Cena	1.2 zł / kg

Żeliwo szare ma również doskonałą zdolność tłumienia, którą nadaje grafit, ponieważ pochłania energię i zamienia ją na ciepło. Duża zdolność tłumienia jest pożądana w przypadku materiałów stosowanych w konstrukcjach, w których niepożądane drgania są wywoływane podczas pracy, takich jak Podstawy obrabiarek lub wały korbowe. Materiały takie jak mosiądz i stal mają małe możliwości tłumienia, dzięki czemu energia drgań może być przenoszona przez nie bez tłumienia.

właściwości żeliwa szarego-Klasa ASTM A48 40

właściwości materiału są właściwościami intensywnymi, co oznacza, że są niezależne od ilości masy i mogą się różnić w zależności od miejsca w systemie w dowolnym momencie. Podstawy materiałoznawstwa polegają na badaniu struktury materiałów i powiązaniu ich z ich właściwościami (mechanicznymi, elektrycznymi itp.). Gdy materiałoznawca wie o tej korelacji struktura-właściwość, może następnie zbadać względną wydajność materiału w danej aplikacji. Głównymi wyznacznikami struktury materiału, a tym samym jego właściwości, są jego składowe pierwiastki chemiczne i sposób, w jaki został przetworzony do jego ostatecznej postaci.

właściwości mechaniczne żeliwa szarego – ASTM A48 Klasa 40

materiały są często wybierane do różnych zastosowań, ponieważ mają pożądane kombinacje właściwości mechanicznych. W zastosowaniach konstrukcyjnych właściwości materiałów mają kluczowe znaczenie i inżynierowie muszą je wziąć pod uwagę.

wytrzymałość żeliwa szarego-ASTM A48 Klasa 40

w mechanice materiałów wytrzymałość materiału to jego zdolność do wytrzymania przyłożonego obciążenia bez uszkodzenia lub odkształcenia plastycznego. Wytrzymałość materiałów zasadniczo uwzględnia związek między zewnętrznymi obciążeniami przyłożonymi do materiału i wynikającym z tego odkształceniem lub zmianą wymiarów materiału. Wytrzymałość materiału to jego zdolność do wytrzymania tego przyłożonego obciążenia bez uszkodzenia lub odkształcenia plastycznego.

wytrzymałość na rozciąganie

wytrzymałość na rozciąganie żeliwa szarego (ASTM A48 Klasa 40) wynosi 295 MPa.

najwyższa wytrzymałość na rozciąganie jest maksymalna na krzywej naprężenie-odkształcenie. Odpowiada to maksymalnemu naprężeniu, które może być podtrzymywane przez strukturę w napięciu. Wytrzymałość na rozciąganie jest często skrócony do “wytrzymałość na rozciąganie”lub nawet do” ostateczny.”Jeśli ten stres zostanie zastosowany i utrzymany, spowoduje to złamanie. Często wartość ta jest znacznie większa niż wydajność naprężenia (aż 50 do 60 procent więcej niż wydajność dla niektórych rodzajów metali). Gdy materiał sferoidalny osiąga swoją najwyższą wytrzymałość, doświadcza szyjki, w której obszar przekroju zmniejsza się lokalnie. Krzywa naprężenie-odkształcenie nie zawiera większego naprężenia niż najwyższa wytrzymałość. Mimo, że deformacje mogą nadal wzrastać, stres zwykle zmniejsza się po osiągnięciu ostatecznej wytrzymałości. Jest to właściwość intensywna, dlatego jej wartość nie zależy od wielkości badanej próbki. Zależy to jednak od innych czynników, takich jak przygotowanie próbki, obecność lub inne wady powierzchni oraz temperatura środowiska testowego i materiału. Wytrzymałość na rozciąganie waha się od 50 MPa dla aluminium do nawet 3000 MPa dla stali o bardzo wysokiej wytrzymałości.

moduł sprężystości Younga

moduł sprężystości żeliwa szarego Younga (ASTM A48 Klasa 40) wynosi 124 GPa.

moduł sprężystości Younga jest modułem sprężystości dla naprężeń rozciągających i ściskających w liniowym reżimie sprężystości jednoosiowego odkształcenia i jest zwykle oceniany za pomocą testów rozciągających. Do naprężenia ograniczającego ciało będzie w stanie odzyskać swoje wymiary po usunięciu ładunku. Zastosowane naprężenia powodują, że atomy w krysztale przemieszczają się z pozycji równowagi. Wszystkie atomy są przemieszczane w tej samej ilości i nadal zachowują swoją względną geometrię. Po usunięciu naprężeń wszystkie atomy wracają do swoich pierwotnych pozycji i nie dochodzi do trwałej deformacji. Zgodnie z prawem Hooke ‘ a naprężenie jest proporcjonalne do naprężenia (w obszarze sprężystym), a nachylenie jest modułem Younga. Moduł Younga jest równy naprężeniu wzdłużnemu podzielonemu przez odkształcenie.

twardość żeliwa szarego-ASTM A48 Klasa 40

twardość żeliwa szarego Brinella (ASTM A48 Klasa 40) wynosi około 235 MPa.

w nauce o materiałach twardość to zdolność do wytrzymania wgnieceń powierzchni (zlokalizowanych odkształceń plastycznych) i zarysowań. Twardość jest prawdopodobnie najbardziej słabo zdefiniowaną właściwością materiału, ponieważ może wskazywać na odporność na zarysowania, odporność na ścieranie, odporność na wgniecenia, a nawet odporność na kształtowanie lub miejscowe odkształcenia plastyczne. Twardość jest ważna z technicznego punktu widzenia, ponieważ odporność na zużycie przez tarcie lub erozję przez parę, olej i wodę ogólnie zwiększa się wraz z twardością.

test twardości Brinella jest jednym z testów twardości wcięcia, który został opracowany do testowania twardości. W testach Brinella twarde, sferyczne wgłębienie jest wciskane pod określonym obciążeniem w powierzchnię badanego metalu. Typowy test wykorzystuje kulkę ze stali hartowanej o średnicy 10 mm (0,39 cala) jako wgłębienie o sile 3000 kgf (29,42 kN; 6,614 lbf). Obciążenie utrzymuje się na stałym poziomie przez określony czas (od 10 do 30 s). W przypadku bardziej miękkich materiałów stosuje się mniejszą siłę; w przypadku twardszych materiałów kulkę z węglika wolframu zastępuje się stalową kulką.

badanie daje wyniki liczbowe w celu określenia twardości materiału, która jest wyrażona przez numer twardości Brinella-HB. Numer twardości Brinella jest oznaczony przez najczęściej stosowane normy testowe (ASTM E10-14 i ISO 6506-1: 2005) jako HBW (h od twardości, B od Brinella i W od materiału wgłębienia, węglika wolframu (wolframu)). W dawnych normach HB lub HBS były stosowane w odniesieniu do pomiarów wykonanych wgłębieniami stalowymi.

Liczba twardości Brinella (HB) to obciążenie podzielone przez powierzchnię wcięcia. Średnica wycisku jest mierzona za pomocą mikroskopu z nałożoną skalą. Liczbę twardości Brinella oblicza się z równania:

istnieje wiele metod badań w powszechnym użyciu (np. Brinell, Knoop, Vickers i Rockwell). Dostępne są tabele korelujące liczby twardości z różnych metod badawczych, w których korelacja ma zastosowanie. We wszystkich skalach wysoka twardość oznacza Twardy metal.

właściwości termiczne żeliwa szarego – ASTM A48 Klasa 40

właściwości termiczne materiałów odnoszą się do reakcji materiałów na zmiany ich temperatury i zastosowania ciepła. Gdy ciało stałe pochłania energię w postaci ciepła, jego temperatura wzrasta, a jego wymiary rosną. Ale różne materiały reagują na zastosowanie ciepła inaczej.

pojemność cieplna, rozszerzalność cieplna i przewodność cieplna są właściwościami, które są często krytyczne w praktycznym zastosowaniu ciał stałych.

Temperatura topnienia żeliwa szarego-ASTM A48 Klasa 40

Temperatura topnienia żeliwa szarego-stal ASTM A48 wynosi około 1260°C.

ogólnie topnienie jest zmianą fazy substancji z fazy stałej na ciekłą. Temperatura topnienia substancji jest temperaturą, w której zachodzi ta zmiana fazy. Temperatura topnienia określa również stan, w którym ciało stałe i ciecz mogą istnieć w równowadze.

przewodność cieplna żeliwa szarego-ASTM A48 Klasa 40

przewodność cieplna żeliwa szarego – ASTM A48 wynosi 53 W/(mK).

właściwości przenoszenia ciepła materiału stałego są mierzone przez właściwość zwaną przewodnością cieplną, k (lub λ), mierzoną W W / mK. jest to miara zdolności substancji do przenoszenia ciepła przez materiał przez przewodzenie. Zauważ, że prawo Fouriera stosuje się do każdej materii, niezależnie od jej stanu (ciała stałego, cieczy lub gazu), dlatego też definiuje się je również dla cieczy i gazów.

przewodność cieplna większości cieczy i ciał stałych zmienia się w zależności od temperatury. W przypadku oparów zależy to również od ciśnienia. Ogólnie:

większość materiałów jest bardzo prawie jednorodna, dlatego zwykle możemy napisać k = k (T). Podobne definicje są związane z przewodnością cieplną w kierunku y i z (ky, kz), ale dla materiału izotropowego przewodność cieplna jest niezależna od kierunku transferu, kx = ky = kz = k.

mamy nadzieję, że ten artykuł, Żeliwo szare – żeliwo szare, pomoże ci. Jeśli tak, daj nam polubienie na pasku bocznym. Głównym celem tej strony jest pomoc społeczeństwu w zapoznaniu się z interesującymi i ważnymi informacjami na temat materiałów i ich właściwości.