Как выбрать подходящие литейные сплавы для ваших приложений

Как выбрать подходящие литейные сплавы для ваших приложений

Литейные сплавы являются составной частью общей отливки, определяющей ее механические и физические свойства. Он оказывает несравнимое влияние на различные процессы литья и целевые приложения. Однако мы уже знакомы с различными процессы литья металлов. В этих руководствах мы упоминали, что выбор подходящих литейных сплавов имеет решающее значение. Поэтому мы сделали эту статью, чтобы решить ее на столе.

Крайне важно, чтобы выбор идеальных литейных сплавов соответствовал конкретному процессу литья металла, а также целевому применению этого конкретного литья. В этой статье описываются основные факторы, которые следует учитывать при выборе подходящих литейных сплавов. Кроме того, в конце этой статьи мы также обсудим некоторые из наиболее популярных литейных сплавов, используемых в большинстве литейных цехов.

Что такое сплав?

Литейные сплавы объединяют металлы с другими материалами, которые изменяют механические и физические свойства конечного продукта. Назначение литых металлических сплавов состоит в том, чтобы сделать их более прочными и легкими, а также подготовить их к требуемому применению. Вещества, используемые для соединения с первичным металлом, называются легирующими добавками. Наиболее распространенным примером литейных сплавов является нержавеющая сталь. Кроме того, стали различаются в зависимости от различных добавленных веществ с основным металлом. Преимущество использования литых сплавов заключается в следующем.

• Литейные сплавы обычно прочны и более стабильны, чем любой другой чистый металл. Это свойство делает их подходящими для любых высокопрочных приложений.
• Процесс легирования улучшает свойства коррозионной стойкости конечного продукта. Такой сплав, как отливка из нержавеющей стали, имеет высокий уровень коррозионной стойкости, что предотвращает коррозию. Это свойство сплава делает его пригодным для различных применений, где существует угроза коррозии.
• Литейные сплавы имеют удельное сопротивление при высоких температурах, что делает их пригодными для применения в условиях высоких температур.
• Некоторые литые металлические сплавы являются магнитными, что делает их подходящими для приложений, требующих магнитов, таких как генераторы.

Как выбрать лучший сплав для литья металлов?

Выбор подходящих литейных сплавов для вашего применения не представляет сложности, если вы знаете основные факторы, влияющие на физические и механические свойства этого сплава. Поэтому очень важно обсудить эти факторы при выборе идеальных литейных сплавов для вашего конечного применения. Кроме того, большинство литейных заводов также подтверждают эти факторы перед окончательным производством. Кроме того, литейные предприятия должны предоставить заказчику документы по таким показателям, как предел прочности при растяжении, коррозионная стойкость, износостойкость, вес, температура и т. д.

Предел прочности на разрыв

Наиболее важным стандартом, используемым для оценки многих конструкционных материалов, является предел прочности при растяжении. Прочность на растяжение относится к способности сплава выдерживать определенное усилие без разрыва. Как правило, литейные сплавы более прочны, чем чистые металлы. Важно отметить, что процесс легирования снижает электропроводность и теплопроводность. Поэтому литые сплавы славятся большинством инженерных конструкций.

При выборе литейных сплавов следует знать наибольшую нагрузку проектируемой системы. Позже вы можете определить идеальную полосу прочности на растяжение, основываясь на следующих факторах.

Вес

Учитывается ли вес в вашем проекте? Было бы лучше, если бы вы подумали о замене существующих литейных сплавов на магний, титан или алюминий. Эти литейные сплавы невероятно легкие и могут выдерживать большие нагрузки. В результате вы можете вычесть часть ненужного объемного веса из системы. Кроме того, вы также можете выбрать тяжелые литейные сплавы, такие как сталь, никель или алюминий соответственно.

С другой стороны, литье из нержавеющей стали, литье из углеродистой стали и литье из легированной стали может подойти для тяжелого машиностроения. Поэтому вес литых сплавов должен играть значительную роль в общей конструкции машины. Итак, прежде чем выбрать литейные сплавы металлов для конечного применения, необходимо пройти определение веса.

Цена

Анализ затрат состоит из двух подфакторов, влияющих на общую стоимость продукта: стоимость сплава и стоимость процесса. Стоимость сплава зависит от состояния рынка. С другой стороны, стоимость процесса относится к стоимости, необходимой для соответствующего процесса литья металла. Оба эти фактора стоимости влияют на общую цену продукта.

В дополнение к стоимости процесса важно отметить, что тип процесса литья металла зависит от сложности конструкции и типа используемого литейного сплава. Различные процессы литья металлов предлагают разные цены, что приводит к различиям в стоимости.

Устойчивость к коррозии

Литейные сплавы могут подвергаться экстремальным температурам и влаге в зависимости от вашего целевого применения. Коррозия является угрозой в любом производственном процессе. Даже в типичных машинах коррозия является наиболее серьезной угрозой, которую следует учитывать. Таким образом, вы должны знать свойства коррозионной стойкости соответствующего сплава, прежде чем выбирать идеальные литейные сплавы.

Разница в коррозионной стойкости может быть разной для большинства сплавов, особенно для алюминия и магния. Важно отметить, что при необходимости можно повысить коррозионную стойкость с помощью экономичного процесса обработки поверхности.

Износостойкость

Износ обычно является поверхностным разрушением из-за динамического контакта между двумя поверхностями. Это одна из наиболее частых причин выхода из строя компонентов машин. Когда возникает коррозия, частицы поверхности конкретного компонента воздействуют на сопрягаемую поверхность, что приводит к серьезному истиранию и заеданию. Наконец, это приводит к тому, что машина останавливается или зависает.

Высокоэффективные литейные сплавы (литейные сплавы высокого давления) обладают высокой износостойкостью. В результате эти литейные сплавы обеспечивают стабильность и долговечность машин. Кроме того, высокопрочные литые металлические сплавы требуют меньшего обслуживания. Поэтому необходимо учитывать свойство износостойкости литейных сплавов.

Термостойкость

Еще одним жизненно важным фактором, который следует учитывать при поиске лучшего сплава литейного металла для вашего проекта, является свойство сопротивления теплопередаче. Жаропрочные литейные сплавы полезны для многих применений, где регулярны высокие температуры. Однако жаропрочные литые сплавы, работающие при температурах выше 1200 градусов Цельсия, обычно изготавливаются на основе элементов железа, никеля или кобальта.

Поэтому ваш литой сплав может подвергаться воздействию высоких температур в зависимости от ваших применений. Следовательно, выбор лучшего литейного сплава, который может выдержать такие температуры и противостоять ржавчине и износу.

Пригодность к сварке

Это последний, но не менее важный фактор, который следует учитывать при выборе идеального литейного сплава для требуемой области применения. Некоторые литейные сплавы непригодны для сварки, а значит, на поверхность этих сплавов нельзя приваривать какие-либо другие детали. С другой стороны, некоторые сплавы идеально подходят для сварки. В этой ситуации вы должны быть достаточно умны, чтобы получить лучшее для требуемого приложения.

Типы сплавов в литье металлов

Как уже упоминалось, литейные сплавы сочетают в себе чистый основной металл и другие элементы, которые изменяют состав и механические свойства. В зависимости от различных комбинаций различается тип сплава, и это количество вариаций практически бесконечно. Однако далее мы обсудим некоторые из наиболее распространенных литейных сплавов и их соответствующие области применения.

1. Литье из нержавеющей стали

Отливка из нержавеющей стали представляет собой сплав железа в качестве основного металла и углерода в качестве легирующего агента. Кроме того, различные виды литья из нержавеющей стали содержат различное количество углерода, которое не может превышать 1.7%. Помимо содержания углерода, в некоторых типах отливок из нержавеющей стали может также присутствовать другой элемент, такой как хром. Эти типы отливок из нержавеющей стали обычно блестящие и устойчивые к коррозии.

Литье из нержавеющей стали идеально подходит для различных применений, где коррозия создает проблемы. Однако литье из нержавеющей стали широко популярно в пищевой, химической и медицинской промышленности. Кухонная техника, посуда, столовые приборы и различные компоненты машин являются известными примерами применения литья из нержавеющей стали.

2. Алюминиевые сплавы

Алюминиевые сплавы не такие прочные, как отливки из нержавеющей стали, но легкие и обладают повышенной прочностью. Хотя добавление других элементов, таких как железо, медь или цинк, увеличивает прочность и долговечность. С другой стороны, процесс легирования делает алюминиевые сплавы пластичными, нетоксичными, отражающими, немагнитными и негорючими.

Алюминиевые литейные сплавы широко используются в производстве корпусов электрических модулей, электроники, автомобильных кузовных деталей, а также в ветровой и солнечной промышленности. В аэрокосмической промышленности необходимы легкие и прочные элементы. Алюминиевые сплавы идеально подходят для таких применений.

3. Никелевые сплавы

Никель также является одним из самых универсальных металлов в периодической таблице. Эти литейные сплавы обычно сочетают в себе никель, железо, медь, молибден или хром. Монель, нихром и инколен — три наиболее распространенных никелевых сплава, которые мы можем найти. Монель представляет собой комбинацию 70% никеля и 30% меди. Кроме того, нихром представляет собой комбинацию 80% никеля и 20% хрома. Наконец, Incolen сочетает в себе 80% никеля, 14% хрома и 6% железа.

Эти сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью, что делает их идеальными для различных применений. Он может отлично работать в условиях минеральных кислот, органических кислот и щелочей. Кроме того, никелевые сплавы обладают превосходной механической прочностью, гибкостью и износостойкостью. Морская трубопроводная система, гидравлические клапаны и валы являются наиболее известным примером компонентов из никелевого сплава.

4. Бронзовые сплавы

Бронзовые сплавы содержат бронзу в качестве основного материала и медь и другие добавки в качестве легирующих добавок. Другие добавки могут включать олово, кремний, марганец, алюминий, фосфор и т. д. Однако эти литейные сплавы чрезвычайно прочны и обладают высокой коррозионной стойкостью. В результате бронзовые сплавы можно увидеть на кораблях и в других морских приложениях. Кроме того, бронзовые сплавы также популярны при изготовлении медалей, скульптур и музыкальных инструментов.

Совет эксперта

Литейные сплавы сочетают металлы с другими материалами, что изменяет механические свойства конечного продукта. Эти сплавы нашли широкое применение в обрабатывающей промышленности. Однако для различных применений требуются определенные свойства сплава. Вы уже знаете вышеперечисленные факторы, но если вы все еще запутались в выборе идеального сплава, не волнуйтесь! Свяжитесь с нами немедленно. Наши опытные инженеры ждут, чтобы предоставить вам лучшее решение.

Литейные сплавы и их классификация

Литейными называются сплавы черных и цветных металлов, обладающие комплексом специфических технологических свойств, обеспечивающих получение различными способами литья бездефектных отливок заданной конфигурации с регламентируемыми физико-механическими и эксплуатационными свойствами.

Выполнение указанных требований определяется полным циклом технологического процесса, но наиважнейшим фактором, при этом, выступает состав и технология приготовления сплава. Учитывая технологические и экономические аспекты, литейные сплавы должны обеспечивать:

1. Низкую температуру плавления (чем ниже температура плавления, тем ниже энергопотребление и затраты на плавку и перегрев сплава, естественно, ниже себестоимость производства)
2. Небольшую усадку при затвердевании и охлаждении (чем ниже усадка, тем ниже объем прибылей на ее компенсацию, что повышает выход годного и снижает затраты на выплавку 1 тонны годного литья)
3. Незначительную способность к поглащению газов в жидком состоянии (что уменьшает вероятность образования дефектов в виде газовых раковин и пористости; исключает затраты на закупку оборудования и материалов для рафинирования расплава)
4. Низкую ликвацию (что исключает различие в химическом составе различных частей отливки)
5. Благоприятное кристаллическое строение (микроструктуру), обеспечивающее высокие физико-механические свойства отливок
6. В состав литейных сплавов не должны входить дефицитные элементы

Классификация литейных сплавов

Промышленные литейные сплавы принято классифицировать на три крупных класса: чугуны, стали и цветные сплавы.

Чугуны

В зависимости от микроструктуры, механических и эксплуатационных свойств, химического состава, чугун для производства отливок подразделяют на следующие виды:

1. Серый чугун с пластинчатым графитом (в котором углерод выделяется в виде прямолинейных или немного искривленных пластинок графита)
2. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (включения графита в нем имеют шаровидную форму, которая в значительно меньшей степени, чем «пластины» ослабляет металлическую матрицу и тем самым повышает механические свойства)
3. Чугун с вермикулярным графитом (характеризуется компактной формой графита, прочностные характеристики занимают середину между серым и высокопрочным чугунами, но замечательные тепло-физические свойства дали ему широкое применение для производства блоков цилиндров двигателей внутреннего сгорания и дизелей в автомобилестроении, судостроении и тепловозостроении)
4. Ковкий чугун (отливается как «белый чугун», который подвергают длительному отжигу, в результате выделяется графит имеющий хлопьевидную форму)
5. Легированный чугун:
   • В зависимости от содержания легирующих элементов подразделяется на: низколегированный чугун (до 2,5% легирующих элементов), среднелегированный чугун (от 2,5 до 10% легирующих элементов), высоколегированный чугун (содержит более 10% легирующих элементов)
   • В зависимости от эксплуатационных свойств легированные чугуны классифицируют на: жаропрочные, жаростойкие, износостойкие, коррозионностойкие, немагнитные, антифрикционные
   • В зависимости от химического состава легированные чугуны классифицируют как: хромовые, никелевые, кремнистые, алюминиевые, марганцовистые, ванадиевые

Стали

Стали, используемые для для производства отливок, классифицируют на:

1. Конструкционные нелегированные (углеродистые) стали
2. Конструкционные легированные стали
   • низколегированные стали
   • среднелегированные стали
   • высоколегированные стали со специальными свойствами

Цветные сплавы

Цветные литейные сплавы обычно классифицируют по металлу-основе:

Источник https://dawangcasting.com/ru/blog/how-to-choose-suitable-casting-alloys-for-your-applications/

Источник https://on-v.com.ua/novosti/texnologii-i-nauka/litejnye-splavy-i-ix-klassifikaciya/