Внутреннее промышленное литье: Можно ли использовать «вредные» элементы, такие как фосфор и сера??

В промышленном литье металлов, люди часто говорят, что фосфор и сера вредны. Их обычно называют “вредные примеси” в книгах правил, и их количество строго ограничено.

Но в реальных литейных цехах, особенно при изготовлении чугуна, все интереснее. Мы все еще видим железо с высоким содержанием фосфора.. Мы до сих пор встречаем расплавы с высоким содержанием серы.. И в некоторых случаях использования, чугун с этими элементами хорошо работает годами. Поэтому нам нужно спросить:

Всегда ли вредны фосфор и сера?? Или они могут быть полезны, в зависимости от того, как и где мы их используем?

Давайте не будем смотреть на них по учебнику. Давайте посмотрим со стороны цеха завода, давайте подумаем о структуре материала, что должна делать эта часть, и как мы контролируем процессыс в промышленное литье.

Почему фосфор и сера традиционно считаются вредными в области промышленного литья

У этого мышления есть причины.

В чугуне и стали, фосфор любит собираться в определенных местах, когда металл остывает и затвердевает. Когда слишком много, оно может стать твердым, хрупкие участки между зернами. Это делает материал менее устойчивым к ударам и с большей вероятностью растрескается под действием силы..

Сера вызывает другую проблему. Образует такие соединения, как FeS, и легко плавится. Во время охлаждения, они могут оставаться мягкими на границах зерен, делает материал слабым и хрупким при нагревании (мы называем это “горячая одышка”). Вот почему мы поддерживаем низкое содержание серы в большинстве сталей и чугунов., если мы не добавим достаточно марганца, чтобы сбалансировать его.

Для деталей, подвергающихся ударам или повторяющимся нагрузкам, эти опасения вполне реальны. Мы не можем допустить появления хрупких зон в таких местах..

Но иногда, мы применяем эти правила в каждой ситуации, не спрашивая, действительно ли это нужно этой части.

Настоящая проблема не в элементе, но его форма и применение

На реальном кастинге, элементы не действуют в одиночку. Важно то,:

Как они распространяются внутри материала

Какие конструкции они создают

Где находятся эти структуры

И, больше всего, как деталь используется, когда она работает

Фосфор и сера не всегда ухудшают ситуацию. Они вызывают проблемы, только если находятся в неправильной форме., в неправильном месте, или под неподходящей нагрузкой.

Для детали, предназначенной для выдерживания ударов, требуются другие вещи, чем для детали, предназначенной для медленного изнашивания., создание трения, или сохраняя форму. Если мы будем относиться ко всем частям одинаково, мы упускаем важные детали.

На практике, Хорошие инженеры не просто спрашивают, хороший или плохой элемент.”Они спрашивают: “Соответствует ли структура материала той работе, которую должна выполнять эта деталь??”

Чего на самом деле требуют от материалов приложения, связанные с износом и трением

Детали, работающие в условиях трения и износа, подчиняются другим правилам..

Обычно им нужно:

Не изнашивается и не прилипает к другой поверхности

Иметь устойчивое трение с течением времени

Хорошо избавьтесь от жары

Изнашивайтесь медленно, предсказуемый путь

Хорошо работать с поверхностью, к которой они прикасаются

Быть стойким против внезапных ударов часто не является главным моментом.. В тормозах и многих фрикционных системах., задача детали не в том, чтобы поглощать удары. Его задача — превратить движение в тепло в устойчивом режиме., контролируемый способ.

Здесь, наличие некоторой твердости и неоднородной структуры внутри действительно может помочь. Это не всегда проблема.

Эта идея является ключевой, когда мы думаем о фосфоре и сере..

Когда фазы, богатые фосфором, становятся преимуществом промышленного литья

В чугуне, фосфор образует очень твердые участки внутри металла. Для прочности, это плохо. Но по износу и трению, они могут быть очень хорошими.

В этих целях, твердые места ведут себя как крошечные, сильные столбы на поверхности. Они помогают нести нагрузку, сопротивляться изменению формы, и предотвращают слипание поверхностей. Вместо большого пятна размазывания материала, контакт происходит через множество мелких твердых точек.

Это приводит к лучшей износостойкости., Более стабильное трение, Меньше вероятность заклинивания поверхностей.

Так, богатые фосфором участки могут помочь фрикционной детали работать одинаково в течение длительного времени..

Это не ново. Чугун с высоким содержанием фосфора уже давно используется там, где износ имеет большее значение, чем ударная вязкость.. Секретом всегда был контроль, а не избавление от него полностью..

сера: Всегда проблема, или иногда инструмент?

Серу часто считают настоящим нарушителем спокойствия.. Во многих случаях, это правда. Но его поведение меняется в зависимости от того, что происходит вокруг него..

Если сера соединяется с марганцем с образованием MnS (не ФеС), это становится гораздо менее вредным. В некоторых случаях, небольшие кусочки соединений серы могут даже помочь управлять механизмом трения..

В условиях сухого трения, Фазы серы могут помочь снизить трение и улучшить износ. Это не означает, что мы должны использовать много серы.. Это означает, что при правильном сочетании и процессе, сера не всегда делает материал бесполезным.

Снова, дело не в том, есть ли там сера, но какую форму это принимает.

Инженерный контроль: Обеспечение надежности чугуна с высоким содержанием фосфора

Ничто здесь не означает, что мы должны небрежно использовать железо с высоким содержанием фосфора.. Чтобы использовать его хорошо, нам нужен тщательный контроль.

Важными моментами являются:

Тщательный контроль химической смеси

Балансировка уровней углерода и кремния

Наличие достаточного количества марганца для обработки серы.

Контроль над тем, как он затвердевает, чтобы избежать связанных хрупких сетей.

Убедиться, что внутренняя конструкция соответствует ожидаемой нагрузке.

Когда мы управляем этими, Чугун с высоким содержанием фосфора становится надежным инженерным выбором, не азартная игра.

Вот почему такие материалы не используются в деталях, подвергающихся сильным ударам., но часто встречаются при работах с трением и износом. Один и тот же элемент может быть проблемой или инструментом, в зависимости от того, понимает ли это и контролирует ли инженер.

От материальных принципов к реальным приложениям

В промышленном литье, Фосфористые чугуны имеют долгую историю изготовления деталей, подверженных трению.. Их преимущества доказаны десятилетиями реального использования..

Эти материалы предлагают:

Хорошая износостойкость

Стабильная работа при сухом трении

Предсказуемый износ с течением времени

Они хорошо работают со стальными поверхностями.

Крайне важно, эти детали разработаны с учетом того, как ведет себя материал. Мы не просим их выполнять работу, с которой они не могут справиться.

Соответствие материала работе – вот что такое хорошее проектирование.

Основываясь на этом практическом образе мышления, Лоянская компания Fonyo Heavy Industries Co., ООО. делает чугунные тормозные колодки для железных дорог. Сюда входят решения с использованием чугуна с высоким содержанием фосфора., там, где наиболее важны износостойкость и устойчивое трение. Дополнительную информацию об этих продуктах можно найти на сайте www.railwaypart.com.

Производитель промышленного литья

Фосфор и серу часто называют вредными., и часто они. Но кастинг – это не правила, которые всегда верны.. Речь идет о знании того, где материал терпит неудачу, а где он достигает успеха..

Этот практический подход также определяет то, как мы разрабатываем продукты в Лоянская компания Fonyo Heavy Industries Co., ООО. В качестве поставщика железнодорожное литье, колеса локомотива, и чугунные тормозные колодки, мы выбираем материалы не по фиксированной формуле, а тем, чего требуют реальные условия труда. При использовании, подверженном трению и износу, как железнодорожные тормоза, это позволяет нам использовать так называемые “плохой” элементы специально, вместо того, чтобы просто избегать их. Более подробная информация находится на www.railwaypart.com