Nodularni lijev: Primjena, svojstva i proizvodne tehnike

1. Pregled nodularnog lijeva

Lijevano željezo od nodularnog lijeva, također poznato kao nodularno lijevano željezo ili sferoidno grafitno željezo, vrsta je lijevanog željeza koju karakterizira visoka čvrstoća, izvrsna duktilnost i otpornost na udarce. Za razliku od tradicionalnog sivog lijeva, nodularni lijev sadrži uključke nodularnog grafita koji sprječavaju širenje pukotina i povećavaju žilavost. Naširoko se koristi u industrijama koje zahtijevaju izdržljive i svestrane komponente.

2. Mehanička svojstva

Mehanička svojstva nodularnog lijevanog željeza čine ga prikladnim za širok raspon inženjerskih primjena. Ključna svojstva uključuju:

• Visoka vlačna čvrstoća, obično u rasponu od 400 do 700 MPa.
• Izvrsno istezanje od 10-18%, pružajući vrhunsku rastegljivost u usporedbi sa sivim željezom.
• Dobra otpornost na zamor i udar, što ga čini pouzdanim pod cikličkim opterećenjima.
• Otpornost na habanje, pogodna za komponente izložene trenju ili abraziji.

3. Uobičajene primjene

Lijev od nodularnog željeza visoko je cijenjen za primjene koje zahtijevaju kombinaciju čvrstoće, žilavosti i izdržljivosti. Uobičajene primjene uključuju:

• Cijevi i spojni dijelovi za vodovodne i kanalizacijske sustave.
• Automobilske komponente, kao što su radilice, zupčanici i dijelovi ovjesa.
• Dijelovi teških strojeva, uključujući poljoprivrednu i građevinsku opremu.
• Industrijski ventili i kućišta pumpi, gdje je otpornost na pritisak i habanje kritična.

4. Tehnike proizvodnje

4.1 Taljenje i legiranje

Nodularni lijev proizvodi se taljenjem sirovog željeza i otpadaka u kupolnoj ili indukcijskoj peći. Elementi legure, kao što su magnezij ili cerij, dodaju se kako bi potaknuli stvaranje nodularnog grafita. Precizna kontrola kemijskog sastava osigurava dosljedna mehanička svojstva.

4.2 Postupak lijevanja

Rastaljeno nodularno željezo izlijeva se u kalupe kako bi se stvorile komponente različitih oblika i veličina. Uobičajene metode lijevanja uključuju:

• Lijevanje u pijesak za velike i složene oblike.
• Investicijski lijevi za precizne dijelove s glatkim površinama.
• Oblikovanje ljuske za srednje do male komponente koje zahtijevaju visoku točnost dimenzija.

4.3 Toplinska obrada

Toplinska obrada može dodatno poboljšati svojstva nodularnog lijeva. Uobičajeni tretmani uključuju žarenje kako bi se smanjio stres, kaljenje kako bi se povećala tvrdoća i čvrstoća te normaliziranje kako bi se poboljšala mikrostruktura.

5. Usporedba sa sivim željezom

Lijevani nodularni lijev nudi značajne prednosti u odnosu na tradicionalni sivi lijev u mehaničkim svojstvima. Tablica u nastavku sažima ključne razlike: