GJUTNA MATERIAL. Ingemar Svensson

Transkript

1 GJUTNA MATERIAL Ingemar Svensson

2 Gjutna material Gråjärn Segjärn Gjutjärn Kompaktgrafitjärn Aducerjärn Järn-kollegeringar Vitjärn Olegerat Gjutlegeringar Gjutstål Låglegerat Högleg. manganst. Rostfr. värmebest Mässingsleg. Icke järnmetaller Tungmetaller Lättmetaller Bronslegeringar Rödmetalleg. Zinklegeringar Aluminiumleg. Magnesiumleg. Titanlegeringar

4 Gjutjärn

5 Gjutjärn

7 Gråjärn * Tonnagemässigt det största materialet * Relativt lågt pris * God gjutbarhet * God skärbarhet * Goda vibrations- och bullerdämpande egenskaper * Struktur: Fjällformig grafit i en metallisk grundmassa

8 Gråjärn Stativ till centerlesslipmaskin Gjutmetod: Handformning Godsvikt: 3260 kg

9 Gråjärn

10 Gråjärn

11 Gråjärn

12 Gråjärn

13 Gråjärn

14 Gråjärn GRÅJÄRN (SS-EN 1561) SS-EN Godstjocklek (mm) GJL (40)-80 (80)-150 (150)-300 GJL (40)-80 (80)-150 (150)-300 GJL (40)-80 (80)-150 (150)-300 GJL (40)-80 (80)-150 (150)-300 GJL (40)-80 (80)-150 (150)-300 R m (Mpa), min i vidgjuten provkropp

15 Gråjärn Gråjärn (SS-EN 1561) Materialbeteckning SS-EN GJL-HB155 GJL-HB175 GJL-HB195 GJL-HB215 GJL-HB235 GJL-HB255 Relevant godstjocklek över t o m Brinellhårdhet HB

16 Gråjärn GRÅJÄRN (SS-EN 1561) Materialbeteckning SS-EN GJL-100 GJL-150 GJL-200 GJL-250 GJL-300 GJL-350 Brotthållfasthet R m 1) (MPa) - 3) Förlängning 2) A (%) - 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3

18 Segjärn * Högre hållfasthet än gråjärn * Segare än gråjärn * Framställs genom tillsats av små mängder magnesium till en järnsmälta * Struktur: Kulformig grafit i en metallisk grundmassa * En speciell form av segjärn är bainitiskt segjärn

19 Segjärn

20 Segjärn Bakaxelbrygga till hjullastare Gjutmetod: Automatisk flaskformning i råsand Godsvikt: 160 kg Släpvagnskoppling till lastbil Gjutmetod: Automatisk flaskformning i råsand Godsvikt: 26 kg

21 Segjärn Nav till vindkraftverk

22 Segjärn Tidigare svensk standard Materialbeteckning EN-GJS LT EN-GJSJ LT EN-GJS EN-GJS SS EN-GJS SS EN-GJS EN-GJS EN-GJS EN-GJS EN-GJS Brottgräns R m (min), MPa Förlängning A(min), (%)

23 Segjärn Bainitiskt segjärn * Bättre hållfasthet än konventionellt segjärn. Speciellt gäller detta utmattningshållfastheten * Framställs genom en värmebehandlingsprocess - Upphettning till ºC under minst en timma - Snabbkylning till ºC. Hålls vid denna temperatur tills austeniten omvandlats till ferrit * God nötningsbeständighet * Bör ej användas vid hög belastning temperaturer över ºC * Benämns även ADI (Austempered Ductile Iron) * Användningsexempel: Kugghjul, pumphus, vevaxlar, kamaxlar, stansar, ledskenor, krankrokar

24 Segjärn Bainitiskt segjärn

25 Brottgräns N/mm 2 Segjärn Bainitiskt segjärn Stål ADI Al Mg-AZ Spec brottgr MNm/ton

26 Segjärn Bainitiskt segjärn Jämförelse med smidd vevaxel enligt Ford Bainithärdat segjärn gav: * 40% högre sträckgräns * 35 % högre brottgräns * 60% lägre vikt * 20% lägre E-modul * Hårdhet och förlängning lika

27 Segjärn Bainitiskt segjärn Materialbeteckning Brotthållfasthet R m (min), MPa GJS GJS GJS GJS Förlängning A(min), (%)

29 Kompaktgrafitjärn * Ett material, som egenskapsmässigt ligger mellan gråjärn och segjärn * Används exempelvis när man vill förena gråjärnets goda värmeledningsförmåga och skärbarhet med segjärnets höga hållfasthet och seghet * Användningsexempel: cylinderhuvuden för fartygsdieselmotorer samt stålverkskokiller * Benämns även vermikulärt gjutjärn

30 Kompaktgrafitjärn

31 Kompaktgrafitjärn Egenskap Gråjärn Kompaktgrafitjärn Brottgräns (MPa) E-modul (GPa) Förlängning A(%) Värmeledning (W/m K) 1) Relativ dämpningskapacitet Hårdhet (HB 10/3000) Utmattningshållfasthet, roterande-böj (MPa) < ca ) ,5 37 0, Segjärn ,

32 Kompaktgrafitjärn Insc gr, seg. kompakt

34 Aducerjärn * Framställs utgående från vitt stelnat gjutjärn genom en värmebehandlingsprocess * Används främst inom transportmedelsindustrin * Kännetecknas av god skärbarhet * Användningen minskande. Håller på att utkonkurreras av segjärn.

35 Aducerjärn

37 Vitjärn * Kolet bundet i form av cementit (järnkarbid), som ligger inbäddad i en grundmassa av martensit * Materialet är mycket hårt och har god nötningsbeständighet * Materialet är sprött och svårt att bearbeta * Användningsområde: T ex slitdelar i mal- och krossmaskiner samt i väghyvlar.

38 Vitjärn Asfaltblandare

39 Vitjärn Pumphus och pumphjul Material: Ni-hard, en vitjärnslegering Gjutmetod: Handformning Blad och väggsegment till betongblandare Material: Ni-hard, en vitjärnslegering Gjutmetod: Maskinformning

41 Gjutstål * Högre hållfasthet än hos andra gjutna material * Högre seghet än hos andra gjutna material vid samma hållfasthet * Bättre svetsbarhet än hos gråoch segjärn * Sämre gjutbarhet och sämre skärbarhet än hos grå- och segjärn

42 Gjutstål

43 Gjutstål Francislöphjul till vattenturbin Material: Höghållfast rostfritt stål Gjutmetod: Handformning Godsvikt: 1200 kg Rosterplatta Material: Gjutmetod: Godsvikt: Värmebeständigt stål Skalformning 15 kg

44 Gjutstål Kranpelare Material: Nickellegerat krom-molyden stål Godsvikt: 155 kg Gjutmetod: Skalformning

45 Gjutstål Turbinhjul Material: Kromstål Godsvikt: kg

46 Gjutstål Genombrottet i den nya St Gotthardtunneln Tunnellängd: 57 km

47 Gjutstål Borr i St Gotthardtunneln

49 Icke-järnmetaller Mässingslegeringar Tungmetaller Bronslegeringar Rödmetalllegeringar Icke järnmetaller Zinklegeringar Aluminiumlegeringar Lättmetaller Magnesiumlegeringar Titanlegeringar

50 Koppargjutlegeringar * God korrosionsbeständighet * Goda glid- och lageregenskaper * Flera olika koppargjutlegeringar förekommer. De vanligaste är: - Koppar - Mässing - Brons - Rödmetall

51 Koppargjutlegeringar Termostatblandare för bidé Material: Mässing Gjutmetod: Lågtryckskokillgjutning Godsvikt: 1,65 kg

52 Koppargjutlegeringar Vattenkran gjuten i en mässingslegering och sedan förkromad

53 Koppargjutlegeringar Glidlager gjutna i tennbrons

54 Koppargjutlegeringar Pepparkaksvalsar gjutna i en rödmetallegering

55 Koppargjutlegeringar Ställbar propeller gjuten i nickelaluminiumbrons

56 Koppargjutlegeringar Kugghjul i aluminiumbrons

58 * Lättgjutna Zinkgjutlegeringar * Låg smälttemperatur. Därigenom lång verktygslivslängd vid pressgjutning * Mycket tunnväggigt pressgjutgods kan gjutas * Används främst inom elektronik och telekomindustrin, t ex för kapslingar. Tidigare stor användning inom bilindustrin

59 Zinkgjutlegeringar Skärmkåpa gjuten i zink. Väggtjocklek: 0,40-0,65 mm

60 Blygjutlegeringar * Dåliga gjutegenskaper * Låg smälttemperatur * Goda korrosionsegenskaper * Hög densitet * Exempel på användningsområden: - Båtkölar - Skydd mot radioaktiv strålning - Galler i blybatterier

62 Aluminiumgjutlegeringar * Låg densitet * God korrosionsbeständighet (varierar mellan olika legeringar) * God elektrisk ledningsförmåga * Goda skärbarhetsegenskaper * Lätta att återvinna

63 Aluminiumgjutlegeringar Flera olika legeringar finns. Bl a följande: * AlSi. God flytbarhet * AlSiMg. Härdbar * AlSiCu. Vanligast vid pressgjutning * AlMg. Anodiseringsbar * AlZnMg. Härdbar * AlSiCuMg. Härdbar * AlCuTiMg. Härdbar

64 Aluminiumgjutlegeringar Hållfastheten påverkas av stelningshastigheten Hög stelningshastighet positivt Lågt DAS-värde positivt

65 Aluminiumgjutlegeringar

66 Aluminiumgjutlegeringar Smältabehandling vanligt: * Flussning * Kornförfining * Avgasning Egenskaperna hos gjutgodset kan förbättras genom utskiljningshärdning, som görs i tre steg: * Upplösning * Släckning * Utskiljning (härdning)

67 Aluminiumgjutlegeringar Fiber- och partikelförstärkning möjligt Partikelförstärkt bromsskiva

68 Aluminiumgjutlegeringar Kornförfining

69 Aluminiumgjutlegeringar

71 Magnesiumgjutlegeringar * Låg densitet * Goda dämpande egenskaper * Goda skärbarhetsegenskaper * Sämre hållfasthetsegenskaper än för aluminiumlegeringar * Lätta att återvinna

72 Magnesiumgjutlegeringar

73 Magnesiumgjutlegeringar Flygplansdetalj

74 Magnesiumgjutlegeringar

76 Titangjutlegeringar * Hög specifik hållfasthet * Goda högtemperaturegenskaper * Goda korrosionsegenskaper * God utmattningshållfasthet * Svårgjutet material * Dyrbart * Användningsområden (bl a): - Petrokemisk industri - Livsmedelsindustrin - Cellulosaindustrin - Flygindustrin