เหล็กหล่อเหนียวคืออะไร?
เหล็กหล่อเหนียว —เรียกอีกอย่างว่าเหล็กหล่อกลมหรือเหล็กกราไฟท์ทรงกลม (SG)—เป็นเหล็กหล่อชนิดหนึ่งที่มีกราไฟท์อยู่ ก้อนทรงกลมแทนที่จะเป็นสะเก็ด . ความแตกต่างของโครงสร้างนี้คือสิ่งที่ทำให้เหล็กหล่อเหนียวมีลักษณะเฉพาะ นั่นคือ ความสามารถในการเปลี่ยนรูปเป็นพลาสติกก่อนที่จะแตกหัก แทนที่จะแตกหักกะทันหันเหมือนเหล็กสีเทาทั่วไป
คำตอบสั้นๆ สำหรับ "เหล็กหล่อเหนียวคืออะไร" คือ: เป็นวัสดุหล่อเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงและทนทานต่อแรงกระแทก ซึ่งผสมผสานความสามารถในการหล่อและความสามารถในการแปรรูปของเหล็กหล่อเข้ากับคุณสมบัติทางกลที่ใกล้เคียงกับเหล็ก ความต้านทานแรงดึงมีตั้งแต่ 414 MPa ถึงมากกว่า 900 MPa ขึ้นอยู่กับเกรด และค่าการยืดตัวที่ 2 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์สามารถทำได้—ตัวเลขที่เหล็กสีเทาซึ่งมีการยืดตัวใกล้ศูนย์ไม่สามารถเข้าใกล้ได้
เหล็กหล่อเหนียวได้รับการพัฒนาในปี 1943 โดย Keith Millis จากบริษัท International Nickel Company ซึ่งค้นพบว่าการเติมแมกนีเซียมจำนวนเล็กน้อยลงในเหล็กหลอมเหลวทำให้กราไฟต์แข็งตัวในรูปทรงกลม การผลิตเชิงพาณิชย์เริ่มขึ้นในปลายทศวรรษที่ 1940 และปัจจุบันมีเหล็กดัด หนึ่งในวัสดุทางวิศวกรรมที่ผลิตกันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในโลก โดยมีผลผลิตทั่วโลกเกิน 25 ล้านตันต่อปี
เหล็กหล่อเหนียวแตกต่างจากเหล็กสีเทาในระดับจุลภาคอย่างไร
กุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจเหล็กหล่อเหนียวนั้นอยู่ที่โครงสร้างจุลภาค ในเหล็กหล่อสีเทา กราไฟท์จะก่อตัวเป็นสะเก็ดที่เชื่อมต่อกันทั่วทั้งเมทริกซ์ของโลหะ สะเก็ดเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นรอยแตกร้าวที่มีอยู่แล้ว ภายใต้ความเครียด การแตกหักจะเกิดขึ้นที่ปลายของเกล็ดและแพร่กระจายอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดความล้มเหลวเปราะโดยแทบไม่มีการเสียรูปพลาสติก
ในเหล็กหล่อเหนียวจะมีการเติม แมกนีเซียม 0.03 ถึง 0.05 เปอร์เซ็นต์ โดยน้ำหนักต่อเหล็กหลอมเหลว (กระบวนการที่เรียกว่าการทำให้เป็นก้อนหรือการบำบัดด้วยแมกนีเซียม) จะทำให้กราไฟต์แข็งตัวเป็นทรงกลมแยกจากกัน—เป็นก้อน—แทนที่จะเป็นสะเก็ด แต่ละปมเป็นอนุภาคกราไฟท์ที่ไม่ต่อเนื่องโดยไม่มีปลายแหลมคมเพื่อเริ่มต้นการแตกร้าว เมทริกซ์เหล็กระหว่างปมสามารถเปลี่ยนรูปพลาสติกได้ภายใต้ความเครียดก่อนที่รอยแตกร้าวจะแพร่กระจาย ส่งผลให้วัสดุมีความเหนียว
เมทริกซ์ที่อยู่รอบๆ ก้อนกราไฟท์อาจเป็นเฟอร์ริติก เพิร์ลไลติก หรือทั้งสองอย่างรวมกัน และองค์ประกอบของเมทริกซ์นี้คือสิ่งที่กำหนดคุณสมบัติทางกลของเกรดเหล็กดัดที่กำหนดเป็นหลัก การอบชุบด้วยความร้อนสามารถเปลี่ยนเมทริกซ์จากเพิร์ลไลต์เป็นเฟอร์ริติก (การอบอ่อน) หรือสร้างโครงสร้างจุลภาคออสเทมเปอร์เพื่อความแข็งแรงสูงสุด
คุณสมบัติทางกลที่สำคัญของเหล็กหล่อเหนียว
คุณสมบัติทางกลของเหล็กหล่อเหนียวคือสิ่งที่ทำให้มันแตกต่างจากเหล็กหล่อเกรดอื่นๆ และทำให้เป็นทางเลือกทางวิศวกรรมที่แท้จริงนอกเหนือจากเหล็กกล้าในการใช้งานหลายประเภท คุณสมบัติต่อไปนี้ใช้กับเกรดมาตรฐานตาม ASTM A536:
- ความต้านทานแรงดึง: 414 MPa (60,000 psi) สำหรับเกรด 60-40-18 จนถึง 827 MPa (120,000 psi) สำหรับเกรด 120-90-02 เหล็กดัดออสเทมเปอร์ (ADI) มีความต้านทานแรงดึงเกิน 1,400 เมกะปาสคาล .
- ความแข็งแรงของผลผลิต: 276 MPa ถึง 621 MPa (40,000 ถึง 90,000 psi) สำหรับเกรดมาตรฐาน โดยที่ ADI สูงถึงมากกว่า 1,100 MPa
- การยืดตัว: 2 ถึง 18 เปอร์เซ็นต์ที่แตกหัก ขึ้นอยู่กับเกรด ข้อเสนอเกรด 60-40-18 การยืดตัว 18 เปอร์เซ็นต์ —ระดับที่เกี่ยวข้องกับโลหะที่มีความเหนียวสูง
- ความแข็ง: เลขความแข็งบริเนล (BHN) 140 ถึง 300 สำหรับเกรดมาตรฐาน เกรด ADI สูงถึง 269 ถึง 477 BHN ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิออสเทมเปอร์
- ทนต่อแรงกระแทก: สูงกว่าเหล็กสีเทาอย่างเห็นได้ชัด ค่าผลกระทบแบบชาร์ปีของ 7 ถึง 100 เจ สามารถทำได้โดยขึ้นอยู่กับเกรดและอุณหภูมิ เทียบกับค่าใกล้ศูนย์สำหรับเหล็กสีเทา
- ความเมื่อยล้า: ประมาณ 45 ถึง 49 เปอร์เซ็นต์ของความต้านทานแรงดึงในการดัดงอแบบหมุน ซึ่งเทียบได้กับเหล็กกล้าคาร์บอนปานกลางหลายชนิด
- โมดูลัสยืดหยุ่น: 159 ถึง 172 GPa—ต่ำกว่าเหล็ก (200 GPa) แต่สูงกว่าอะลูมิเนียมอย่างมาก (69 GPa) ให้พฤติกรรมความแข็งต่อน้ำหนักที่ดีในการหล่อส่วนหนา
เกรดและมาตรฐานเหล็กหล่อเหนียว
เหล็กหล่อเหนียวผลิตได้หลายเกรดโดยพิจารณาจากความต้านทานแรงดึง ความแข็งแรงของผลผลิต และการยืดตัวขั้นต่ำ แบบแผนการตั้งชื่อใน ASTM A536 เข้ารหัสคุณสมบัติเหล่านี้โดยตรง: ชั้นประถมศึกษาปีที่ 65-45-12 หมายถึง ความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 65,000 psi, ความต้านทานแรงดึงขั้นต่ำ 45,000 psi และการยืดตัวขั้นต่ำ 12 เปอร์เซ็นต์
| เกรด ASTM A536 | นาที ความต้านแรงดึง | นาที ความแข็งแรงของผลผลิต | นาที การยืดตัว | เมทริกซ์ | การใช้งานทั่วไป |
|---|---|---|---|---|---|
| 60-40-18 | 414 MPa (60 กิโลไซ) | 276 เมกะปาสคาล (40 ksi) | 18% | เฟอริติกอย่างเต็มที่ | การใช้งานที่มีความเหนียวสูง ภาชนะรับความดัน |
| 65-45-12 | 448 MPa (65 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) | 310 เมกะปาสคาล (45 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) | 12% | เฟอริติก-เพิร์ลลิติก | วิศวกรรมทั่วไป, ข้อต่อท่อ |
| 80-55-06 | 552 เมกะปาสคาล (80 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) | 379 MPa (55 กิโลปอนด์/ตารางนิ้ว) | 6% | เพิร์ลลิติก | ยานยนต์ ส่วนประกอบเครื่องจักร |
| 100-70-03 | 689 MPa (100 ksi) | 483 MPa (70 ksi) | 3% | เพิร์ลลิติก / normalized | ชิ้นส่วนโครงสร้างที่มีความแข็งแรงสูง เพลาข้อเหวี่ยง |
| 120-90-02 | 827 MPa (120 ksi) | 621 MPa (90 ksi) | 2% | มาร์เทนซิติก / ดับ | ส่วนประกอบที่มีการสึกหรอสูงและรับภาระสูง |
ในระดับสากล มีการกำหนดเกรดเหล็กหล่อเหนียวไว้ภายใต้ ISO1083 (เช่น EN-GJS-400-18, EN-GJS-500-7, EN-GJS-700-2) และมาตรฐานยุโรป EN 1563 รูปแบบการตั้งชื่อจะแตกต่างออกไป แต่ช่วงของคุณสมบัติสามารถเทียบเคียงได้กับเกรด ASTM A536 อย่างใกล้ชิด
เหล็กดัดออสเทมเปอร์: รุ่นประสิทธิภาพสูง
เหล็กดัดออสเทมเปอร์ (ADI) ผลิตขึ้นโดยการให้เหล็กดัดมาตรฐานผ่านกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนเฉพาะทาง: ออสเทนไนซ์ที่ 850°C ถึง 950°C ตามด้วยการดับไอโซเทอร์มอลในอ่างเกลือที่ 230°C ถึง 400°C . สิ่งนี้ทำให้เกิดโครงสร้างจุลภาคของออสเฟอร์ไรต์ ซึ่งเป็นส่วนผสมของเฟอร์ไรท์แบบแอคคูลาร์และออสเทนไนต์ที่มีความเสถียรต่อคาร์บอน ซึ่งให้การผสมผสานที่พิเศษระหว่างความแข็งแรง ความเหนียว และความเหนียว
เกรด ADI ตาม ASTM A897 มีความต้านทานแรงดึงที่ 900 ถึง 1,400 เมกะปาสคาล โดยมีค่าการยืดตัวที่ 1 ถึง 10 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งมีคุณสมบัติทับซ้อนกับเหล็กโลหะผสมขนาดกลาง แต่อยู่ที่ ความหนาแน่นลดลง 10 เปอร์เซ็นต์ และลดต้นทุนลงอย่างมากเมื่อผลิตในรูปทรงที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้การตัดเฉือนอย่างกว้างขวางจากสต็อกแท่ง ADI ใช้ในเกียร์ เพลาข้อเหวี่ยง ข้อต่อตีนตะขาบ และส่วนประกอบทางการเกษตรที่มีโครงสร้าง ซึ่งอัตราส่วนประสิทธิภาพต่อต้นทุนถือเป็นปัจจัยสำคัญ
เหล็กหล่อเหนียวกับเหล็กสีเทากับเหล็ก: การเปรียบเทียบโดยตรง
การทำความเข้าใจว่าเหล็กหล่อเหนียวอยู่ที่ตำแหน่งใดเมื่อเทียบกับเหล็กสีเทาและเหล็กกล้า ช่วยให้วิศวกรตัดสินใจเลือกวัสดุได้อย่างเหมาะสม วัสดุแต่ละชนิดมีขอบเขตประสิทธิภาพและโปรไฟล์ต้นทุนที่กำหนดไว้
| คุณสมบัติ | เหล็กสีเทา | เหล็กหล่อเหนียว | เหล็กกล้าคาร์บอน (AISI 1040) |
|---|---|---|---|
| ความต้านแรงดึง | 100–400 เมกะปาสคาล | 414–900 เมกะปาสคาล | 590–750 เมกะปาสคาล |
| ความแข็งแรงของผลผลิต | N/A (เปราะ) | 276–621 เมกะปาสคาล | 374–490 เมกะปาสคาล |
| การยืดตัว | <1% | 2–18% | 18–25% |
| ทนต่อแรงกระแทก | ต่ำมาก | ปานกลางถึงสูง | สูง |
| การหน่วงการสั่นสะเทือน | ยอดเยี่ยม | ดี | แย่ |
| ความสามารถในการหล่อ | ยอดเยี่ยม | ดีมาก | ปานกลาง |
| ความสามารถในการแปรรูป | ยอดเยี่ยม | ดี | ดี |
| ต้นทุนสัมพัทธ์ (การหล่อ) | ต่ำ | ต่ำ–Moderate | ปานกลาง–High |
ตารางนี้แสดงให้เห็นว่าเหตุใดเหล็กหล่อเหนียวจึงครองตำแหน่งที่โดดเด่นในด้านวิศวกรรม กล่าวคือ ให้ความแข็งแรงและความเหนียวเมื่อเข้าใกล้เหล็ก ยังคงความสามารถในการหน่วงและข้อได้เปรียบด้านความสามารถในการหล่อของเหล็กหล่อ และต้นทุนต่อกิโลกรัมของส่วนประกอบสำเร็จรูปน้อยกว่าการหล่อเหล็กอย่างมาก เมื่อมีรูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อนเข้ามาเกี่ยวข้อง
วิธีการผลิตเหล็กหล่อเหนียว: กระบวนการผลิต
การผลิตเหล็กหล่อเหนียวต้องมีการควบคุมกระบวนการที่เข้มงวดกว่าเหล็กสีเทา ขั้นตอนการรักษาด้วยแมกนีเซียมถือเป็นขั้นตอนที่สำคัญที่สุดและมีความต้องการทางเทคนิคมากที่สุด
- การเตรียมธาตุเหล็กพื้นฐาน: เหล็กหลอมเหลวพื้นฐานถูกเตรียมด้วยองค์ประกอบควบคุม—โดยทั่วไป คาร์บอน 3.6 ถึง 3.8 เปอร์เซ็นต์ และซิลิคอน 2.0 ถึง 2.8 เปอร์เซ็นต์ ตามน้ำหนัก ปริมาณกำมะถันต้องลดลงเหลือต่ำกว่า 0.02 เปอร์เซ็นต์ก่อนการบำบัดด้วยแมกนีเซียม เนื่องจากกำมะถันทำปฏิกิริยากับและใช้แมกนีเซียม ป้องกันการเกิดปม
- การรักษาด้วยแมกนีเซียม (การทำให้เป็นก้อน): แมกนีเซียมจะถูกเติมลงในเหล็กหลอมเหลว ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็นโลหะผสมแมกนีเซียม-เฟอร์โรซิลิกอน (FeSiMg) เพื่อลดปฏิกิริยาที่รุนแรง การบำบัดจะดำเนินการโดยใช้ทัพพีโดยใช้วิธีประกบ การพรวดพราด หรือการฉีดลวด ต้องมีปริมาณแมกนีเซียมที่ตกค้างในเหล็กที่ผ่านการบำบัดแล้ว 0.03 ถึง 0.05 เปอร์เซ็นต์ - ผลลัพธ์น้อยเกินไปในการเกิดก้อนกลมที่ไม่สมบูรณ์ มากเกินไปทำให้เกิดการก่อตัวของคาร์ไบด์
- การฉีดวัคซีน: ทันทีหลังการบำบัดด้วยแมกนีเซียม จะมีการเพิ่มหัวเชื้อเฟอร์โรซิลิคอนเพื่อส่งเสริมการเกิดนิวเคลียสของกราไฟท์ และป้องกันการเกิดคาร์ไบด์ในระหว่างการแข็งตัว การฉีดวัคซีนจะต้องเกิดขึ้นภายในระยะเวลาอันสั้น—โดยทั่วไปจะเกิดขึ้นภายใน 10 ถึง 15 นาที - เพื่อให้คงประสิทธิภาพก่อนที่จะจางหายไป
- การหล่อ: เหล็กที่ผ่านการบำบัดแล้วจะถูกเทลงในแม่พิมพ์ทราย แม่พิมพ์ถาวร หรืออุปกรณ์หล่อแบบแรงเหวี่ยง ขึ้นอยู่กับรูปทรงของชิ้นส่วน อัตราการหดตัวของเหล็กดัดสูงกว่าเหล็กสีเทาเล็กน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กสีเทา จำเป็นต้องมีการออกแบบตัวยกอย่างระมัดระวังเพื่อป้องกันความพรุนภายใน
- การรักษาความร้อน (ไม่จำเป็น): เหล็กดัดที่หล่อแบบหล่ออาจถูกอบอ่อนเพื่อให้เมทริกซ์เฟอร์ไรซ์สมบูรณ์ (ปรับปรุงความเหนียว) ปรับให้เป็นมาตรฐานเพื่อพัฒนาเมทริกซ์มุก (เพิ่มความแข็งแรง) หรือออสเทมเปอร์เพื่อสร้างเกรด ADI
- การตรวจสอบคุณภาพ: ความเป็นก้อนกลม (เปอร์เซ็นต์ของกราไฟท์ที่ปรากฏเป็นทรงกลมเทียบกับรูปแบบที่ไม่ปกติ) ได้รับการตรวจสอบในทางโลหะวิทยา Nodularity สูงกว่าร้อยละ 85 จำเป็นสำหรับการใช้งานโครงสร้างส่วนใหญ่ ต่ำกว่าร้อยละ 80 สมบัติทางกลต่ำกว่าข้อกำหนดเกรดอย่างมาก
ตำแหน่งที่ใช้เหล็กหล่อเหนียว: การใช้งานหลักตามอุตสาหกรรม
การผสมผสานระหว่างความแข็งแรง ความเหนียว ความสามารถในการหล่อ และราคาของเหล็กหล่อเหนียว ทำให้เหล็กหล่อชนิดนี้กลายเป็นตัวเลือกวัสดุเริ่มต้นในอุตสาหกรรมที่หลากหลายอย่างน่าทึ่ง มันไม่ใช่วัสดุเฉพาะ แต่เป็นวัสดุที่ใช้เทียม
ยานยนต์และการขนส่ง
การใช้งานด้านยานยนต์ใช้ส่วนแบ่งการผลิตเหล็กดัดทั่วโลกมากที่สุด ส่วนประกอบที่สำคัญ ได้แก่ เพลาข้อเหวี่ยง เพลาลูกเบี้ยว เรือนเฟืองท้าย สนับมือ แขนควบคุมระบบกันสะเทือน และคาลิปเปอร์เบรก รถยนต์โดยสารทั่วไปประกอบด้วย เหล็กหล่อเหนียว 30 ถึง 60 กก . ความแข็งแรงเมื่อยล้าและความสามารถในการแปรรูปของวัสดุทำให้เหมาะสำหรับการหมุนและชิ้นส่วนระบบส่งกำลังแบบลูกสูบที่อาจต้องใช้การตีเหล็กที่มีราคาแพง
โครงสร้างพื้นฐานด้านน้ำและน้ำเสีย
ท่อเหล็กดัดได้เข้ามาแทนที่เหล็กสีเทาและท่อคอนกรีตเป็นส่วนใหญ่ในระบบจ่ายน้ำและระบบบำบัดน้ำเสียทั่วโลก การผสมผสานระหว่างความต้านทานแรงดึงสูง ความยืดหยุ่นภายใต้การเคลื่อนที่ของพื้น ความต้านทานการกัดกร่อน (โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปูด้วยซีเมนต์) และอายุการใช้งานที่ยาวนาน— 50 ถึง 100 ปี คาดหวัง—ทำให้เป็นวัสดุที่เลือกใช้สำหรับท่อจ่ายน้ำหลัก ท่อแรงดัน และข้อต่อต่างๆ ของเทศบาล AWWA C151/A21.51 ควบคุมข้อกำหนดเฉพาะของท่อเหล็กดัดในอเมริกาเหนือ
อุปกรณ์การเกษตรและการก่อสร้าง
ตัวเรือนเพลารถแทรกเตอร์ ตัวกระบอกไฮดรอลิก กล่องเกียร์ และส่วนประกอบอุปกรณ์ผูกปมมักถูกหล่อด้วยเหล็กดัด วัสดุทนทานต่อแรงกระแทกจากภูมิประเทศที่ขรุขระและการปฏิบัติงานภาคสนาม ซึ่งจะทำให้เหล็กสีเทาแตกร้าว ขณะเดียวกันก็ให้ความสามารถในการขึ้นรูปที่ดีกว่าและต้นทุนต่ำกว่าการหล่อเหล็กที่เทียบเท่ากัน
น้ำมัน แก๊ส และวาล์ว
วาล์วประตู โกลปวาล์ว เช็ควาล์ว และตัววาล์วสำหรับท่ออุตสาหกรรมมักหล่อด้วยเหล็กดัดเกรด 65-45-12 หรือ 80-55-06 ความสามารถในการกักเก็บแรงดันของวัสดุ ความสามารถในการแปรรูปสำหรับพื้นผิวที่นั่งที่แม่นยำ และความต้านทานการกัดกร่อน ทำให้เป็นที่นิยมมากกว่าเหล็กสีเทาสำหรับการใช้งานใดๆ ที่การแตกของตัววาล์วจะเป็นเหตุการณ์ด้านความปลอดภัย
พลังงานลม
การหล่อเหล็กดัดรูปแบบขนาดใหญ่เป็นส่วนประกอบทางโครงสร้างที่สำคัญในกังหันลม การหล่อดุมสำหรับกังหันขนาดหลายเมกะวัตต์สามารถชั่งน้ำหนักได้ 10 ถึง 30 ตัน พร้อมด้วยเฟรม nacelle ตัวเรือนลูกปืนหลัก และการหล่อแบบล็อคโรเตอร์ซึ่งผลิตจากเหล็กดัดเช่นกัน การผสมผสานระหว่างความแข็งแรงสูง ความต้านทานต่อความเมื่อยล้า และความสามารถในการหล่อรูปทรงกลวงที่ซับซ้อนในความหนาของส่วนขนาดใหญ่ ทำให้เหล็กดัดไม่สามารถถูกแทนที่ในการใช้งานนี้ได้
ข้อจำกัดและข้อควรพิจารณาเมื่อใช้เหล็กหล่อเหนียว
เหล็กหล่อเหนียวไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาแบบสากล การทำความเข้าใจข้อจำกัดจะช่วยป้องกันข้อผิดพลาดในการออกแบบและการใช้วัสดุในทางที่ผิด
- ความไวของส่วน: สมบัติทางกลจะลดลงในส่วนหน้าตัดที่หนามาก (มากกว่า 75 ถึง 100 มม.) โดยที่อัตราการเย็นตัวที่ช้าที่ศูนย์กลางจะช่วยลดความเป็นก้อนกลมและส่งเสริมการเกิดเพิร์ลไลต์หรือคาร์ไบด์ การหล่อขนาดใหญ่จำเป็นต้องมีการปรับโลหะผสมอย่างระมัดระวัง และอาจต้องมีการอบชุบด้วยความร้อนเพื่อให้ได้คุณสมบัติที่สม่ำเสมอตลอดทั้งชิ้น
- ความเหนียวต่ำที่อุณหภูมิต่ำ: เหล็กดัดไม่เหมือนกับเหล็กตรงที่ไม่รักษาค่าแรงกระแทกแบบชาร์ปีไว้ที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์ ด้านล่างประมาณ -20°ซ เหล็กดัดเฟอร์ริติกมาตรฐานจะผ่านการเปลี่ยนผ่านแบบเหนียวไปเป็นเปราะ การใช้งานที่อุณหภูมิต่ำต้องใช้เกรดพิเศษที่มีซิลิคอนต่ำหรือโลหะผสมนิกเกิล
- การเชื่อมเป็นเรื่องยาก: เหล็กหล่อเหนียว is weldable but requires careful preheat (typically 250°C ถึง 400°C ) โลหะตัวเติมที่เหมาะสม (อิเล็กโทรดฐานนิกเกิลหรือนิกเกิลสูง) และการควบคุมการระบายความร้อนหลังการเชื่อมเพื่อป้องกันการแตกร้าว การเชื่อมเป็นเทคนิคการซ่อมแซม ไม่ใช่วิธีการเชื่อมสำหรับส่วนประกอบเหล็กดัดส่วนใหญ่
- ความต้านทานการกัดกร่อนอยู่ในระดับปานกลาง: เหล็กดัดกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง—โดยเฉพาะดินที่อุดมด้วยคลอไรด์และสภาวะที่เป็นกรด การเคลือบป้องกัน (ซับซีเมนต์ อีพ็อกซี่ สังกะสี) เป็นมาตรฐานสำหรับการใช้งานโครงสร้างพื้นฐานแบบฝัง ไม่ควรใช้เหล็กดัดที่ไม่มีการป้องกันในการแช่หรือฝังโดยไม่มีการบรรเทาการกัดกร่อน
- ความหนาแน่นสูงกว่าอลูมิเนียม: ณ 7.1 ก./ซม.³ —เมื่อเทียบกับอลูมิเนียม 2.7 g/cm³—เหล็กดัดจะหนักกว่า สำหรับการใช้งานที่มีน้ำหนักมากซึ่งไม่จำเป็นต้องได้เปรียบด้านความแข็งแรงของเหล็กดัด การหล่ออลูมิเนียมหรือแมกนีเซียมอาจมีความเหมาะสมมากกว่า
ความสามารถในการแปรรูปและการเก็บผิวละเอียดของเหล็กหล่อเหนียว
เครื่องจักรเหล็กหล่อเหนียวทำงานได้ดีเมื่อเทียบกับเหล็กกล้า แม้ว่าจะมีฤทธิ์กัดกร่อนมากกว่าเหล็กสีเทาเนื่องจากมีก้อนกราไฟท์ที่มีขนาดกะทัดรัด กราไฟท์ในเหล็กสีเทาให้สารหล่อลื่นในตัวซึ่งช่วยลดการสึกหรอของเครื่องมือได้เล็กน้อย กราไฟท์ทรงกลมของเหล็กดัดไม่ได้ให้ประโยชน์เหมือนกัน
- ความเร็วในการตัด: เครื่องจักรเกรดเฟอร์ริติก (60-40-18, 65-45-12) ที่ความเร็วตัด 150 ถึง 250 ม./นาที ด้วยเครื่องมือคาร์ไบด์ เกรด Pearlitic (80-55-06, 100-70-03) ต้องการความเร็วลดลง 100 ถึง 180 ม./นาที เนื่องจากมีความแข็งสูงกว่า
- การตกแต่งพื้นผิว: เหล็กดัดสามารถตัดเฉือนกับพื้นผิวสำเร็จที่ Ra 0.8 ถึง 1.6 μm ด้วยเครื่องมือคาร์ไบด์มาตรฐาน เหมาะสำหรับพื้นผิวซีลและแบริ่งส่วนใหญ่ที่ไม่มีการเจียร
- การเคลือบผิวและการรักษาพื้นผิว: เหล็กดัดยอมรับการชุบด้วยไฟฟ้า ฟอสเฟต การทาสี การเคลือบสีฝุ่น และการพ่นเคลือบด้วยความร้อนได้ดี การชุบแข็งด้วยเปลวไฟและการชุบแข็งแบบเหนี่ยวนำของเกรดเพิร์ลไลติกสามารถบรรลุความแข็งของพื้นผิวได้ 50 ถึง 58 เหล็กแผ่นรีดร้อน สำหรับพื้นผิวที่สึกหรอ เช่น กลีบเพลาลูกเบี้ยวและข้อเหวี่ยงวารสาร
