En sammenligning af gråt og hvidt støbejern | Vigtige forskelle

Støbejern er et af de mest kendte materialer til støbejern. Karakteriseret ved robusthed, god slidstyrke, god varmeledningsevne og andre attraktive egenskaber. bortset fra, at det ikke er metal i sig selv. Det er en legering.

Er en legering af jern og kulstof. Mindst 90 % af metalindholdet og op til 6,67 % af ikke-metalindholdet. Ud over selve kulstoffet kan kornet indeholde andre legeringer som mangan, fosfor, siliciumdioxid osv. Ikke kun typen, men også de fysisk-kemiske egenskaber afhænger af den respektive procentdel.

Så hvidt og gråt støbejern er de mest anvendte. De er forskellige med hensyn til procentdel af kulstof. Og derfor er præstationen også anderledes.

I denne artikel ser vi på forskellene mellem gråt og hvidt støbejern – og hvad der er bedst til hvilken anvendelse.

“Gråt støbejern

Gråt støbejern indeholder op til 3,5 % kulstof. Dette ikke-metal foreligger i sin grafitform (dvs. som hexagonale lamellære todimensionale krystaller). GOST 1412 giver desuden mulighed for at medtage stoffer som f.eks:

1. Silicium (op til 2,5 %). Det forbedrer støbeegenskaberne og øger blødheden, men er i utilstrækkelige mængder til at reducere deformationsmodstanden;

2. Mangan (op til 0,8 %). Øger styrken, danner stabile indre spændinger, der øger modstandsdygtigheden over for ydre mekaniske påvirkninger;

3. Fosfor (op til 0,3 %). En farlig urenhed, som dog ikke kan fjernes fuldstændigt under produktionen. Koncentrationen i gråt er dog minimal.

Materialesammensætningen giver generelt en fremragende modstandsdygtighed og slidstyrke. Det er derfor, at det er mest udbredt i tunge maskiner til ikke-slagende anvendelser. Anvendes også til fremstilling af strukturelle dele til værktøjsmaskiner.

En interessant egenskab ved gråt støbejern er dets flydeevne, når det støbes. Et andet anvendelsesområde er derfor kunstnerisk fremstilling. Forskellige støbejernshegn med kompleks geometri og tekstur, elementer af glasmosaikvinduer og dekorative genstande er alle fremstillet af denne legering.

Det er også muligt at skære.

På den anden side er den mekaniske styrke ret moderat. Del kan revne eller flække under stødbelastninger og lignende påvirkninger. Det anvendes sjældent til støbning af “kritiske” funktionelle enheder og strukturelle dele – også på grund af dets lave styrke.

Dette “grå materiale” er til gengæld kompressionsbestandigt og kan endda modstå betydelige belastninger. Det anvendes derfor til fremstilling af søjler, dræn-, vand- og varmerør, maskinsenge og motorkolber.

Fordele

• Trykstyrke, som gør det muligt at anvende delene under belastning;

• mekanisk stabil og slidstærk;

• Flydeevne under støbning.

Ulemper

• Lav stivhed, så strukturen ikke kan modstå stødbelastningerne;

• Moderat varmeledningsevne;

• Moderat temperaturbestandighed.

Gråt støbejern anvendes næsten aldrig i hjemmet, og i produktionen anvendes det mere almindeligt til yderligere omdannelse til duktile, slidbestandige og duktile varianter. Efter legering med andre tilsætningsstoffer kan det også anvendes til kogegrej.

“Hvidt” støbejern

Hvidt støbejern er en jern-kullegering, hvor alt kulstof er bundet (i form af cementit Fe₃C). Op til 3,8 % ikke-metalindhold. Og det ændrer materialets egenskaber væsentligt. Forresten, næsten ingen andre urenheder.

Hvidt støbejern er kendetegnet ved sin hårdhed – men det er også meget skørt. Der kan forekomme ødelæggelse eller deformation af det produkt, der er fremstillet af det, på grund af både mekaniske og termiske eksterne faktorer. Desuden har denne legering næsten ingen vigtige kvaliteter for produktionen af slutprodukter.

Det er således ikke duktilt og kan ikke støbes, men er modstandsdygtigt over for skæring og smedning. Dette gør det umuligt at fremstille overfladebehandlinger med kompleks geometri eller små dimensioner.

Og selve det “hvide materiale” anvendes næsten aldrig i produktionen. Det tjener som basis for andre legeringer – herunder højstyrke- og duktilt jern. Det bliver også meget ofte omdannet til stål, hvor jern kombineres med små mængder kulstof (op til 0,6 %) og andre permanente eller legerende tilsætningsstoffer.

Så for at opsummere.

Fordele

• Materialets renhed (lavt indhold af fremmedlegemer);

• Hård, kan ikke skæres eller på anden måde deformeres;

• Slidstyrke.

Ulemper

• Ekstremt lav ydeevne, praktisk talt uforgængelig;

• Lav væskefylde og derfor vanskelig at støbe;

• Skør, let knækket og knækket, selv under mindre stødforhold.

Alle disse ulemper gør hvidt støbejern uegnet til anvendelse i maskinindustrien og på andre områder. Det er derfor, at den næsten aldrig anvendes. Det kan imidlertid anvendes som basis for andre praktiske og almindeligt anvendte legeringer, enten ved legering med andre urenheder eller omvendt ved raffinering.

Hvad er bedst – gråt eller hvidt støbejern?

“Grå” er således hældetablet, robust og mekanisk stabilt, men let beskadiget ved skæring og kan ikke altid modstå stødbelastninger. Hvid er på den anden side praktisk taget uforgængelig ved skæring, men er meget skør, plastisk, ikke-flydende og kan i princippet ikke anvendes i sin rene form.

Men det er ikke den eneste forskel mellem materialerne.

Generelt anvendes hvidt støbejern næsten aldrig i færdige produkter. Det er et råmateriale til andre legeringer, herunder stål. På den anden side er grå farve ret udbredt. Men i den indenlandske sfære er det lettere at “møde” legeret eller specielt forberedt – for eksempel højstyrke, antifriktion eller formbart støbejern.