CI 캐스팅이란?

합금의 구성 요소는 균열 시 색상에 영향을 미칩니다. 백색 주철에는 합금이 균열되고 흐르도록 하는 탄화물 불순물이 포함되어 있습니다. 회주철에는 균열을 시뮬레이션하는 흑연 조각이 있을 수 있습니다. 이것은 재료가 파손될 때 무수한 새로운 균열을 시작하고 연성 철은 더 이상의 균열 발달을 억제하는 구형 흑연 "결절"입니다.

탄소(C) 1.8 내지 4중량%. 그리고 규소(Si) 1~3wt.% 주철의 주요 합금원료입니다. 특정 철 합금과 최소한의 탄소만 강철로 정의됩니다. 주철은 가단성 주철을 제외하고 취성입니다. 상대적으로 낮은 융점으로 인해 이는 우수한 유동성과 관련이 있습니다. 이는 우수한 가공성, 내변형성, 내마모성과 관련이 있습니다.

주철은 광범위한 응용 분야에서 공학 재료가되었으며 파이프, 기계 및 자동차 부품에 사용됩니다. 일반적인 응용 분야는 실린더 헤드, 엔진 블록 및 기어박스입니다. 산화 손상에도 강하여 유용성을 더합니다.

CI 캐스팅의 역사

가장 초기의 주철 유물은 기원전 5세기로 거슬러 올라가며 고고학자들이 지금의 중국 장쑤(江蘇)에서 발견했습니다. 연구원들은 주철 사용이 중국 본토 초기에 오래 전에 시작되었다고 생각합니다. 그들은 그것이 농장, 가정 및 싸움을 위한 제품을 만드는 데 사용되었다고 믿습니다.

15세기에는 종교개혁 기간 동안 부르고뉴, 프랑스, ​​영국에서 주철이 대포에 사용되었습니다. 총에 사용되는 주철의 양은 대규모 생산이 필요했습니다.

최초의 주철 다리는 1770년 Abraham Darby III에 의해 건설되었으며 영국 Shropshire의 The Iron Bridge로 알려져 있습니다. 주철은 또한 많은 건물을 세우는 데 사용되었습니다. 건축 환경에서 널리 사용되기 시작했습니다.

산업의 대량 생산에 CI 사용

주철은 주로 용융된 선철 또는 선철을 재용해하여 생성됩니다. 이것은 종종 상당한 양의 철, 강철, 석회석, 탄소(코크스)와 함께 바람직하지 않은 오염 물질을 제거하기 위한 다양한 조치를 취합니다. 적용을 고려할 때 탄소 및 실리콘 함량은 각각 2–3.5% 및 1–3% 사이의 원하는 수준으로 조정됩니다.

주철은 선철로 만들어지며 고로에서 철광석을 녹일 때 나오는 부산물입니다.

인과 유황은 쇳물에서 연소되어 만족할 수 있지만, 이것은 또한 대체되어야 하는 탄소를 제거합니다. 원하는 경우 주조에 의해 최종 형태가 생산되기 전에 다른 요소가 용융물에 공급됩니다. 주철은 독특한 유형의 용광로에서 녹는 경우가 있으며 이를 용광로라고 합니다.

그러나 현대 응용 분야에서는 전기 유도로 또는 전기 아크로에서 더 자주 녹습니다. 용융이 완료되면 용융된 주철을 고정로 또는 국자에 붓습니다.

주철의 속성

주철의 특성은 다양한 합금 원소 또는 합금을 추가하여 변경됩니다. 탄소 외에 실리콘은 용액에서 탄소를 대체하기 때문에 가장 중요한 합금입니다. 규소 비율이 낮기 때문에 탄소가 용액에 남아 있어 탄화철을 형성하고 백색 주철을 생성합니다.

높은 비율의 실리콘은 용액에서 탄소를 대체하여 흑연을 생성하고 회주철을 생성합니다. 망간, 크롬, 몰리브덴, 티타늄 및 바나듐과 같은 기타 합금 원소는 규소를 상쇄하고 탄소 보유 및 이러한 탄화물의 형성을 촉진합니다. 니켈과 구리는 강도와 가공성을 증가시키지만 흑연의 생산량은 변하지 않습니다.

흑연 형태의 탄소는 철을 더 부드럽게 만들고 수축을 줄이며 강도를 낮추고 밀도를 줄입니다. 대부분이 불순물로 존재하는 황은 황화철을 형성하여 흑연의 형성을 방지하고 경도를 증가시킵니다.

유황의 문제점은 주철을 녹여서 끈적끈적하게 만들어 결함을 유발한다는 것입니다. 황 효과를 상쇄하기 위해, 둘 다 황화철 대신 황화망간을 형성하기 때문에 망간이 첨가됩니다. 황화망간은 용융물보다 가볍기 때문에 용융물에서 슬래그로 흐르는 경향이 있습니다.

황 중화에 필요한 망간의 양은 1.7 x 황 함량 + 0.3%입니다. 이보다 더 많은 망간을 첨가하면 경도와 냉각을 증가시키는 망간 카바이드가 형성됩니다. 단, 최대 1% 망간이 강도와 밀도를 증가시키는 회주철을 제외합니다.

정련된 주조 재료

니켈은 펄라이트와 흑연의 구조를 미세화하고 연성을 향상시키며 단면 두께의 경도차를 균일하게 하여 가장 일반적인 합금 원소 중 하나입니다.

크롬을 소량 첨가하여 유리흑연을 감소시키고 냉각시키며 강한 탄화물 안정제이기 때문에; 니켈은 종종 함께 추가됩니다. 0.5% 크롬 대신 약간의 성분을 첨가할 수 있습니다.

구리는 국자 또는 용광로에서 0.5-2.5%의 양으로 첨가되어 냉기를 줄이고 흑연을 정제하며 유동성을 증가시킵니다.

0.3~1%의 몰리브덴을 첨가하여 시원함을 높이고 흑연과 펄라이트 조직을 개선하고; 고강도 철을 생산하기 위해 종종 니켈, 구리 및 크롬과 함께 첨가됩니다.

탈기 및 탈산제로 도입되면 티타늄이지만 유동성도 증가합니다. 0.15~0.5% 바나듐을 주철에 첨가하여 시멘타이트를 안정화시키고 경도를 높이며 내마모성과 내열성을 높입니다. 0.1-0.3% 지르코늄은 흑연 형성을 돕고 산소를 제거하며 유동성을 증가시킵니다.

가단성 철 용융물에서 비스무트는 0.002-0.01%의 규모로 첨가되어 첨가되는 실리콘의 양을 증가시킵니다. 붕소는 가단성 주철의 생산을 돕기 위해 백철에 첨가됩니다. 또한 비스무트의 거친 효과를 줄입니다.

가장 일반적인 유형은 회주철입니다.

회주철은 재료의 균열을 회색으로 보이게 하는 흑연 미세 구조가 특징입니다. 가장 널리 사용되는 주철이며 중량 기준으로 가장 많이 사용되는 주물입니다. 대부분의 주철은 탄소 2.5~4.0%, 규소 1~3%, 나머지는 철의 화학 조성을 가지고 있습니다.

회주철은 강철보다 인장 강도와 내충격성이 낮지만 압축 강도는 저탄소강 및 중탄소강에 필적합니다. 이러한 기계적 특성은 미세구조에 존재하는 흑연 플레이크의 크기와 모양에 의해 제어되며 ASTM에서 제공하는 지침에 따라 특성화될 수 있습니다.

따라서 전반적으로 CI 주조는 실제로 주철에 불과합니다. 이 주철은 철 및 탄소 합금 전문 그룹의 일부일 뿐입니다. 탄소 함량이 2% 이상인 경우에만 주의하십시오. 그리고 이것이 의미하는 바는 단지 융점이 매우 낮다는 것을 기억하십시오.

합금 성분은 균열 시 색상이 변합니다. 백색 주철에는 균열이 바로 통과할 수 있도록 하는 탄화물 불순물이 포함되어 있습니다. 회주철은 흑연 플레이크를 가지고 있어 재료가 파손될 때 균열을 반사하고 많은 새로운 균열을 시작하며, 연성 철은 더 이상의 균열 발달을 억제하는 구형 흑연 "결절"입니다. 이것이 CI 주조에 관한 모든 것입니다!