Ливено гвожђе и ливено челик: објашњено хемијско састав и кључне разлике

Избор између ливеног гвожђа и ливеног челика је фундаментална одлука у инжењерству и производњи. Иако су обе лагере добијене ливком, њихов посебан хемијски састав, углавном садржај угљеника, доводи до веома различитих својстава и примена.

Хемијски састав и микроструктура
Основна разлика лежи у садржају угљеника. Ливеног гвожђа обично садржи 2% до 4% угљеника, заједно са 1% до 3% силицијума. Овај висок садржај угљеника узрокује да вишак угљеника опадне као плочице графита (у сивом гвожђе) или јазбове (у дуктилном гвожђе) унутар гвожђе матрице. Liveni čelik , има много мањи садржај угљеника, генерално испод 0,5%, задржавајући угљеник у раствору или као карбид гвожђа, што резултира претежно перлитимском или мартензитом микроструктуром.

Механичка и перформансна својства
Ова структурна дивергенција дефинише њихове перформансе:

• Тврдост и друктилност:  Liveni čelik нуди врхунску чврстоћу на истезање, отпорност на ударе и гнусност. Може издржати значајну деформацију пре неуспеха, што га чини идеалним за динамичка оптерећења. Ливеног гвожђа , посебно сиво гвожђе, је снажно у компресији, али релативно крхко у напетости, са малим отпорност на ударе.

• Тврдост и зношење: Неки ливени гвожђе, као што је бело гвожђе, имају изузетну тврдоћу и отпорност на шлепљење. Док ливено челик може бити површински оштрено, ливено гвожђе често пружа бољу отпорност на зношење у одређеним апликацијама.

• Ублажавање и обрада:  Ливеног гвожђа има одличну способност за умирање вибрација због својих графитних плочица и генерално је лакше за обраду. Liveni čelik смањује вибрације мање ефикасно, али нуди бољу заваривост и чврстоћу заваривања.

Размишљања о примени и трошковима

• Типичне примене:

  • Ливено гвожђе: Коришћено за блокове мотора, дискове за кочнице, основе за машинске алате, цеви и посуде за кување, где је крутост, пригушење или отпорност на знојење критични.

  • Ливени челик: Коришћен у конструктивним компонентама, зупчаницама, деловима тешке машинерије, посудама под притиском и аутомобилским суспензијама где су потребна висока чврстоћа, чврстоћа и отпорност на умор.

• Трошкови: Уопштено, трошкови сировина и производње за основно ливано гвожђе су нижи него за ливано челик. Процес производње челика је енергетски интензивнији, а ливање челика често захтева више софистицирану технологију калупа и топлотну обраду након ливања како би се постигли жељени својства.

Укратко, ливеног гвожђа је избор за економичне компоненте којима је потребна чврстоћа, амортизација и отпорност на знојење. Liveni čelik одабрана је за делове високих перформанси који су изложени удару, стресу и динамичким оптерећењима где је чврстоћа најважнија. Одлука се на крају састоји од прецизне процене механичких захтева, услова сервиса и укупних трошкова.