เหล็กหล่อเหนียว: การใช้งาน คุณสมบัติ และเทคนิคการผลิต

1. ภาพรวมของเหล็กหล่อเหนียว

เหล็กหล่อเหนียวหรือที่รู้จักกันในชื่อเหล็กหล่อกลมหรือเหล็กกราไฟท์ทรงกลมเป็นเหล็กหล่อชนิดหนึ่งที่มีความแข็งแรงสูง มีความเหนียวเป็นเลิศ และทนทานต่อแรงกระแทก เหล็กดัดแตกต่างจากเหล็กหล่อสีเทาทั่วไปตรงที่มีส่วนผสมของกราไฟท์เป็นก้อนกลม ซึ่งป้องกันการแพร่กระจายของรอยแตกร้าวและเพิ่มความทนทาน มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมที่ต้องการส่วนประกอบที่ทนทานและหลากหลาย

2. คุณสมบัติทางกล

คุณสมบัติทางกลของเหล็กหล่อเหนียวทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานทางวิศวกรรมที่หลากหลาย คุณสมบัติที่สำคัญ ได้แก่ :

• ความต้านทานแรงดึงสูง โดยทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 400 ถึง 700 MPa
• การยืดตัวดีเยี่ยม 10-18% ให้ความเหนียวที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับเหล็กสีเทา
• ต้านทานความล้าและแรงกระแทกได้ดี ทำให้วางใจได้ภายใต้โหลดแบบเป็นรอบ
• ความต้านทานการสึกหรอ เหมาะสำหรับชิ้นส่วนที่สัมผัสกับแรงเสียดทานหรือการเสียดสี

3. การใช้งานทั่วไป

เหล็กหล่อเหนียวมีมูลค่าสูงสำหรับการใช้งานที่ต้องการการผสมผสานระหว่างความแข็งแกร่ง ความเหนียว และความทนทาน การใช้งานทั่วไปได้แก่:

• ท่อและอุปกรณ์ท่อสำหรับระบบน้ำและบำบัดน้ำเสีย
• ชิ้นส่วนยานยนต์ เช่น เพลาข้อเหวี่ยง เกียร์ และชิ้นส่วนช่วงล่าง
• ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลหนัก รวมถึงอุปกรณ์การเกษตรและการก่อสร้าง
• วาล์วอุตสาหกรรมและตัวเรือนปั๊ม ซึ่งความต้านทานต่อแรงดันและการสึกหรอเป็นสิ่งสำคัญ

4. เทคนิคการผลิต

4.1 การหลอมและการผสม

เหล็กดัดผลิตโดยการหลอมเหล็กหมูและเศษเหล็กในโดมหรือเตาเหนี่ยวนำ ธาตุผสม เช่น แมกนีเซียมหรือซีเรียม จะถูกเติมเข้าไปเพื่อกระตุ้นการเกิดกราไฟท์เป็นก้อนกลม การควบคุมองค์ประกอบทางเคมีที่แม่นยำช่วยให้มั่นใจในคุณสมบัติทางกลที่สม่ำเสมอ

4.2 กระบวนการหล่อ

เหล็กดัดหลอมเหลวจะถูกเทลงในแม่พิมพ์เพื่อสร้างส่วนประกอบที่มีรูปร่างและขนาดต่างๆ วิธีการหล่อทั่วไป ได้แก่ :

• การหล่อทรายสำหรับรูปทรงขนาดใหญ่และซับซ้อน
• การหล่อการลงทุนสำหรับชิ้นส่วนที่มีความแม่นยำและมีพื้นผิวเรียบ
• การขึ้นรูปเปลือกสำหรับชิ้นส่วนขนาดกลางถึงขนาดเล็กที่ต้องการความแม่นยำของมิติสูง

4.3 การอบชุบด้วยความร้อน

การอบชุบด้วยความร้อนสามารถปรับปรุงคุณสมบัติของเหล็กหล่อเหนียวได้ดียิ่งขึ้น การรักษาทั่วไป ได้แก่ การหลอมเพื่อลดความเครียด การชุบแข็งและการอบคืนตัวเพื่อเพิ่มความแข็งและความแข็งแรง และการปรับโครงสร้างจุลภาคให้เป็นมาตรฐาน

5. เปรียบเทียบกับเหล็กสีเทา

เหล็กหล่อเหนียวมีข้อได้เปรียบเหนือกว่าเหล็กสีเทาแบบดั้งเดิมในด้านประสิทธิภาพเชิงกล ตารางด้านล่างสรุปความแตกต่างที่สำคัญ: