Dentro da fundição industrial: Podem ser usados ​​elementos “nocivos” como fósforo e enxofre??

Na fundição industrial de metal, as pessoas costumam dizer que fósforo e enxofre são ruins. Geralmente são chamados “impurezas prejudiciais” em livros de regras, e seus valores são estritamente limitados.

Mas em fundições reais, especialmente ao fazer ferro fundido, as coisas são mais interessantes. Ainda vemos ferro com alto teor de fósforo. Ainda encontramos derretimentos com alto teor de enxofre. E em alguns usos, o ferro fundido com esses elementos funcionou bem durante anos. Então precisamos perguntar:

O fósforo e o enxofre são sempre ruins? Ou eles podem ser úteis, dependendo de como e onde os usamos?

Não vamos olhar para eles em um livro didático. Vejamos a partir de uma visão do chão de fábrica, vamos pensar na estrutura do material, o que a peça precisa fazer, e como controlamos os processosé em fundição industrial.

Por que o fósforo e o enxofre são tradicionalmente considerados prejudiciais em Fundição Industrial

Esse pensamento tem razões.

Em ferro fundido e aço, o fósforo gosta de se acumular em certos pontos quando o metal esfria e endurece. Quando há muito, pode formar-se com força, áreas quebradiças entre grãos. Isso torna o material mais fraco contra o impacto e mais propenso a rachar sob força.

O enxofre causa um problema diferente. Forma compostos como FeS, e derrete facilmente. Durante o resfriamento, estes podem permanecer suaves nos limites dos grãos, tornando o material fraco e quebradiço quando quente (nós chamamos isso “falta quente”). É por isso que mantemos o enxofre baixo na maioria dos aços e ferros, a menos que adicionemos manganês suficiente para equilibrá-lo.

Para peças que enfrentam choques ou tensões repetidas, essas preocupações são muito reais. Não podemos permitir áreas frágeis nessas partes.

Mas às vezes, aplicamos essas regras a todas as situações, sem perguntar se a peça realmente precisa disso.

A verdadeira questão não é o elemento, mas sua forma e aplicação

Em elenco real, elementos não agem sozinhos. O que importa é:

Como eles estão espalhados dentro do material

Que tipo de estruturas eles fazem

Onde essas estruturas estão

E, acima de tudo, como a peça é usada quando está funcionando

Fósforo e enxofre nem sempre pioram as coisas. Eles causam problemas apenas se estiverem na forma errada, no lugar errado, ou sob o tipo errado de carga.

Uma peça feita para suportar impactos precisa de coisas diferentes de uma peça feita para se desgastar lentamente, criando atrito, ou mantendo sua forma. Se tratarmos todas as partes da mesma forma, perdemos detalhes importantes.

Na prática, bons engenheiros não perguntam apenas se um elemento é bom ou ruim.”Eles perguntam: “A estrutura do material se ajusta ao trabalho que esta peça deve realizar?”

O que as aplicações de desgaste e fricção realmente exigem dos materiais

Peças que trabalham sob atrito e desgaste seguem regras diferentes.

Eles geralmente precisam:

Resista a ser desgastado ou preso em outra superfície

Tenha atrito constante ao longo do tempo

Livre-se bem do calor

Desgaste lentamente, maneira previsível

Trabalham bem com a superfície que tocam

Ser duro contra golpes repentinos muitas vezes não é o ponto principal. Em freios e muitos sistemas de fricção, o trabalho da peça não é absorver choques. Sua função é transformar movimento em calor de maneira constante., maneira controlada.

Aqui, ter alguma dureza e uma estrutura interna não uniforme pode realmente ajudar. Nem sempre é um problema.

Esta ideia é fundamental quando pensamos em fósforo e enxofre.

Quando as fases ricas em fósforo se tornam uma vantagem de Fundição Industrial

Em ferro fundido, o fósforo cria áreas muito duras dentro do metal. Para resistência, estes são ruins. Mas para desgaste e fricção, eles podem ser muito bons.

Nestes usos, pontos difíceis agem como minúsculos, pilares fortes na superfície. Eles ajudam a carregar a carga, resistir a mudar de forma, e impedir que as superfícies grudem umas nas outras. Em vez de uma grande mancha de material manchado, o contato acontece em muitos pequenos pontos duros.

Isso leva a uma melhor resistência ao desgaste, Fricção mais estável, Menos chance de superfícies emperrarem.

Então, áreas ricas em fósforo podem ajudar uma peça de fricção a funcionar da mesma maneira por muito tempo.

Isso não é novo. O ferro fundido com alto teor de fósforo tem sido usado há muito tempo onde o desgaste é mais importante do que a resistência ao impacto. O segredo sempre foi o controle – não se livrar dele completamente.

Enxofre: Sempre um problema, ou às vezes uma ferramenta?

O enxofre é frequentemente visto como um puro causador de problemas. Em muitos casos, isso é verdade. Mas seu comportamento muda com base no que está ao seu redor.

Se o enxofre se combinar com o manganês para formar MnS (não FeS), torna-se muito menos prejudicial. Em alguns casos, pequenos pedaços de compostos de enxofre podem até ajudar a controlar o funcionamento do atrito.

Em condições de fricção a seco, fases de enxofre podem ajudar a diminuir o atrito e melhorar o desgaste. Isso não significa que devemos usar muito enxofre. Isso significa que com a combinação e o processo certos, o enxofre nem sempre torna o material inútil.

De novo, não se trata de haver enxofre, mas que forma assume.

Controle de Engenharia: Tornando o ferro fundido com alto teor de fósforo confiável

Nada aqui significa que devemos usar ferro com alto teor de fósforo descuidadamente. Para usar bem, precisamos de um controle cuidadoso.

Pontos importantes são:

Controlando cuidadosamente a mistura química

Equilibrando os níveis de carbono e silício

Ter manganês suficiente para lidar com o enxofre

Controlar como ele se solidifica para evitar redes frágeis conectadas

Certificando-se de que a estrutura interna se ajusta à carga esperada

Quando gerenciamos esses, ferro fundido com alto teor de fósforo torna-se uma escolha confiável de engenharia, não é uma aposta.

É por isso que esses materiais não são usados ​​em peças que sofrem fortes impactos, mas são comuns em trabalhos de fricção e desgaste. O mesmo elemento pode ser um problema ou uma ferramenta, dependendo se o engenheiro o entende e controla.

Dos princípios materiais às aplicações do mundo real

Na fundição industrial, ferros fundidos com fósforo têm uma longa história em peças que lidam com fricção. Seus benefícios são comprovados por décadas de uso real.

Esses materiais oferecem:

Boa resistência ao desgaste

Desempenho estável sob fricção seca

Desgaste previsível ao longo do tempo

Eles funcionam bem contra superfícies de aço

Crucialmente, essas peças são projetadas sabendo como o material se comporta. Não pedimos que façam trabalhos que não possam realizar.

Combinar o material com o trabalho é a essência da boa engenharia.

Com base nesta maneira prática de pensar, Luoyang Fonyo Indústrias Pesadas Co., Ltda. faz sapatas de freio de ferro fundido para ferrovias. Isso inclui soluções que utilizam ferro fundido com alto teor de fósforo, onde a resistência ao desgaste e o atrito constante são mais importantes. Você pode encontrar mais sobre esses produtos em www.railwaypart.com

Fabricante de Fundição Industrial

Fósforo e enxofre são frequentemente chamados de prejudiciais, e muitas vezes eles são. Mas o casting não se trata de regras que são sempre verdadeiras. Trata-se de saber onde um material falha e onde é bem-sucedido.

Essa mentalidade prática também é a forma como desenvolvemos produtos em Luoyang Fonyo Indústrias Pesadas Co., Ltda. Como fornecedor de fundições ferroviárias, rodas de locomotiva, e sapatas de freio de ferro fundido, escolhemos materiais não por uma fórmula fixa, mas pelo que as condições reais de trabalho exigem. Em usos regidos por fricção e desgaste, como freios ferroviários, isso nos permite usar os chamados “ruim” elementos de propósito, em vez de apenas evitá-los. Mais detalhes estão em www.railwaypart.com