Jämförelse av grått och vitt gjutjärn | Viktiga skillnader

Gjutjärn är ett av de mest kända materialen för gjutgods. Det kännetecknas av hårdhet, god nötningsbeständighet, värmeledningsförmåga och andra attraktiva egenskaper. Förutom att det inte är metall i sig självt. Det är en legering.

Normalt är detta material en järn-kol-legering. Minst 90 % av metallinnehållet och upp till 6,67 % av icke-metallinnehållet. Förutom kol kan legeringen innehålla andra legeringar – mangan, fosfor, kisel osv. Inte bara kvaliteterna, utan även de fysiska och kemiska egenskaperna hos.

Vitt och grått gjutjärn är de mest använda. De skiljer sig åt i fråga om deras andel av kol. På grund av detta skiljer sig också deras prestationer åt.

I den här artikeln tittar vi på skillnaderna mellan grått och vitt gjutjärn – och vilket som är bäst för specifika tillämpningar.

”Grått gjutjärn

Grått gjutjärn innehåller upp till 3,5 % kol. Denna icke-metall förekommer i grafitform (dvs. i form av hexagonala lamellära tvådimensionella kristaller). GOST 1412 föreskriver dessutom att ämnen som t.ex:

1. Kisel (upp till 2,5 %). Förbättrar gjutningsegenskaperna, ökar mjukheten – men inte tillräckligt för att minska motståndskraften mot deformation;
2. Mangan (upp till 0,8 %). Ökar styrkan, bildar stabila inre spänningar som ökar motståndskraften mot yttre mekanisk påverkan;
3. Fosfor (upp till 0,3 %). En farlig förorening som dock inte helt kan elimineras under produktionen. Koncentrationen i ”grått” gjutjärn är dock minimal.

Materialets totala sammansättning ger utmärkt motståndskraft och slitstyrka. Det är därför som det används mest i tunga maskiner för delar som inte är slagkraftiga. Det används också vid tillverkning av konstruktionsdelar för verktygsmaskiner.

En intressant egenskap hos ”grey” är att den är lättflytande när den gjuts. Ett annat användningsområde är därför tillverkning av konstnärliga produkter. Olika gjutjärnsstängsel med komplex geometri och textur, delar av glasmålningar och dekorativa föremål – alla tillverkade av denna legering.

Dessutom är det lätt att skära av det.

Däremot är dess mekaniska hållfasthet ganska måttlig. Delar som utsätts för slagbelastning och liknande påverkan kan spricka eller spricka. Används sällan i gjutning av kritiska funktioner och strukturella gjutningar, även på grund av dess låga hållfasthet.

Det ”grå materialet” är däremot kompressionsbeständigt och klarar även tunga belastningar. Det används därför vid tillverkning av kolonner, avloppsrör, vatten- och värmerör, maskinbäddar och motorkolvar.

Fördelar

• Tryckhållfasthet som gör att den kan användas under belastning;
• Mekanisk beständighet och slitstyrka;
• Duktilitet vid gjutning.

Nackdelar

• Låg hållfasthet, vilket gör den mindre motståndskraftig mot slagbelastningar;
• Måttlig värmeledningsförmåga;
• Måttlig värmebeständighet.

Grått gjutjärn används nästan aldrig i hushållsmiljöer, och i produktionen används det oftare för ytterligare omvandling till duktila, slitstarka och duktila versioner. Efter legering med andra föroreningar kan den också användas för tillverkning av kokkärl.

”Vitt” gjutjärn

Vitt gjutjärn är en järn-kol-legering där allt kol är bundet (som cementit Fe₃C). Detta icke-metallinnehåll på upp till 3,8 %. Detta förändrar materialets prestanda på ett betydande sätt. Knappt några andra föroreningar.

Vitt gjutjärn kännetecknas av sin hårdhet – men är också mycket sprött. Förstörelse eller deformation av den produkt som tillverkas av materialet kan uppstå till följd av både mekaniska och termiska yttre faktorer. Dessutom har denna legering praktiskt taget inga egenskaper som är viktiga för tillverkningen av färdiga produkter.

Det är således inte duktilt, dåligt gjutbart, motståndskraftigt mot skärning och smidning. Därför kan den inte användas för komplexa eller små tillämpningar.

Och själva det ”vita materialet” används nästan aldrig i produktionen. Det tjänar som bas för andra legeringar – inklusive höghållfasta och duktila. Det omvandlas också ofta till stål – en förening av järn och små mängder kol (upp till 0,6 %) och andra permanenta eller legerande tillsatser.

Låt oss sammanfatta följande.

Fördelar

• Materialets renhet (låg nivå av främmande föroreningar);
• Robust, motståndskraftig mot skärning och andra deformerande påverkan;
• Slitstyrka.

Nackdelar

• Extremt låg bearbetbarhet, knappt bearbetningsbar;
• Låg flytbarhet, vilket gör det svårt att gjuta;
• Bräcklig, den spricker och bryts lätt, även vid mindre påverkan.

Alla dessa nackdelar gör vitt gjutjärn olämpligt för användning inom maskinteknik och andra områden. Därför används den nästan aldrig. Å andra sidan har den legerats med föroreningar från tredje part eller tvärtom renats för att producera andra praktiska och allmänt använda legeringar.

Vilket är bäst – grått eller vitt gjutjärn??

”Grått” är alltså duktilt, starkt och mekaniskt stabilt, men skadas lätt av skärande bearbetning och klarar inte alltid stötbelastningar. Vitt gjutjärn är däremot praktiskt taget oförstörbart genom skärning, men är mycket sprött, duktilt och obrännbart och kan i princip inte användas i sin renaste form.

Men detta är inte den enda skillnaden mellan materialen.

I allmänhet används vitt gjutjärn nästan aldrig för tillverkning av slutprodukter. Det är en råvara för andra legeringar, inklusive stål. Gråjärn är däremot ganska vanligt förekommande. Men inom den inhemska sektorn är det lättare att ”möta” legerade eller specialberedda – till exempel höghållfast, friktionssäkert eller duktilt gjutjärn.