Da li liveno gvožđe sadrži hrom?
Dec 09, 2023| Da li liveno gvožđe sadrži hrom?
Liveno željezo je široko korišten materijal poznat po svojoj izdržljivosti i odličnim svojstvima zadržavanja topline. Vekovima je bio osnovni proizvod industrijske primene i posuđa. Jedno uobičajeno pitanje koje se često postavlja je da li liveno gvožđe sadrži hrom. U ovom članku ćemo uroniti u svijet livenog gvožđa i istražiti prisustvo ili nedostatak hroma u ovom fascinantnom materijalu.
Šta je liveno gvožđe?
Prije nego što se udubimo u predmetnu temu, hajde da prvo shvatimo šta je liveno gvožđe i kako se pravi. Liveno gvožđe je grupa legura gvožđa i ugljenika sa sadržajem ugljenika većim od 2%. Proizvodi se topljenjem željeza i miješanjem sa materijalom s visokim sadržajem ugljika, kao što je koks ili drveni ugalj.
Otopljena smjesa se zatim sipa u kalupe ili odljevke, otuda i naziv "lijevano željezo". Kako se hladi i učvršćuje, poprima oblik kalupa i formira čvrst, gust i lomljiv materijal karakteristične sive boje. Ovaj karakterističan sivi izgled je zbog grafitnih pahuljica prisutnih u mikrostrukturi livenog gvožđa.
Uloga hroma u livenom gvožđu
Sada kada imamo osnovno razumijevanje lijevanog željeza, hajde da istražimo sadrži li hrom ili ne. Krom je esencijalni element u raznim legurama, ali obično nije prisutan u livenom gvožđu. Razlog tome je razlika u svojstvima i primjeni različitih vrsta legura željeza.
Liveno gvožđe se prvenstveno sastoji od gvožđa i ugljenika, sa malim količinama drugih elemenata kao što su silicijum, mangan, sumpor i fosfor. Ovi elementi doprinose ukupnim svojstvima livenog gvožđa, ali hrom nije među njima.
Različite vrste livenog gvožđa
Da bismo bolje razumjeli odsustvo hroma u livenom gvožđu, neophodno je prepoznati da postoje različite vrste livenog gvožđa, svaka sa svojim jedinstvenim sastavom i svojstvima. Najčešći tipovi livenog gvožđa su sivo gvožđe, belo gvožđe, kovno gvožđe, nodularno gvožđe i legirano gvožđe.
1. Sivo gvožđe: Sivo gvožđe je najčešći i široko korišćeni tip livenog gvožđa. Ima odličnu sposobnost livenja i vrhunsku obradivost. Sivo gvožđe sadrži grafitne ljuspice koje obezbeđuju dobru toplotnu provodljivost, prigušivanje vibracija i svojstva samopodmazivanja. Nikl i molibden se ponekad dodaju radi poboljšanja specifičnih karakteristika, ali krom nije tipičan dodatak.
2. Bijelo gvožđe: Za razliku od sivog gvožđa, belo gvožđe ima bijelu, kristalnu površinu loma zbog odsustva grafitnih pahuljica. Izuzetno je tvrd i krt, što ga čini pogodnim za primjene koje zahtijevaju visoku otpornost na habanje, kao što su rudarska oprema ili oprema za drobljenje. Krom se može dodati bijelom gvožđu kako bi se poboljšala njegova otpornost na habanje, ali se ova vrsta livenog gvožđa ne sreće često.
3. Kovno gvožđe: Kovno gvožđe je termički obrađen oblik livenog gvožđa koji rezultira strukturom kaljenog martenzita. Više je duktilni i manje krt od ostalih vrsta livenog gvožđa, što ga čini pogodnim za aplikacije koje zahtevaju veću čvrstoću i žilavost. Krom se obično ne dodaje u kovno željezo.
4. Nodularno gvožđe: Duktilno gvožđe, takođe poznato kao nodularno gvožđe, slično je sivom gvožđu, ali sadrži male količine magnezijuma ili cerijuma. Ovi dodaci mijenjaju grafitne ljuspice u sferne nodule, dajući im superiornu čvrstoću, duktilnost i otpornost na udar. Krom se obično ne dodaje nodularnom gvožđu.
5. Legirano liveno gvožđe: Legirano liveno gvožđe se odnosi na liveno gvožđe sa namernim dodacima specifičnih elemenata radi poboljšanja određenih svojstava. Na primjer, lijevano željezo s visokim sadržajem hroma može se koristiti za aplikacije koje zahtijevaju visoku otpornost na habanje, kao što su impeleri pumpe ili kuglice za mljevenje. Međutim, ovo je prije izuzetak nego pravilo kada su u pitanju kompozicije od lijevanog željeza.
Zašto se hrom ne koristi u livenom gvožđu?
Sada kada razumijemo različite vrste livenog gvožđa i njihove tipične sastave, postaje jasno zašto se hrom obično ne koristi u livenom gvožđu. Primarna prednost livenog gvožđa leži u njegovoj odličnoj sposobnosti livenja, jer prisustvo grafitnih pahuljica deluje kao ugrađeno mazivo tokom procesa livenja. Ove ljuspice također pružaju svojstva samopodmazivanja, smanjujući trenje i habanje.
Krom ima značajno drugačiji učinak na mikrostrukturu legura željeza u odnosu na ugljik ili druge uobičajene legirne elemente u lijevanom željezu. Kada je prisutan u značajnim količinama, hrom ima tendenciju da formira karbide, koji su tvrda i krta jedinjenja. To može dovesti do smanjene sposobnosti livenja i smanjenih mehaničkih svojstava livenog gvožđa.
Pored toga, hrom je relativno skup element u poređenju sa ugljenikom ili drugim legirajućim elementima koji se obično koriste u livenom gvožđu. Uzimajući u obzir cijenu i potencijalne negativne efekte na sposobnost livenja, nije ekonomski isplativo dodavanje hroma u liveno gvožđe za većinu primena.
Sažetak
Ukratko, liveno gvožđe obično ne sadrži hrom. Liveno gvožđe se prvenstveno sastoji od gvožđa i ugljenika, sa malim količinama drugih elemenata kao što su silicijum, mangan, sumpor i fosfor. Odsustvo hroma u livenom gvožđu može se pripisati razlici u svojstvima i primeni između različitih vrsta legura gvožđa.
Dok se hrom može dodati livenom gvožđu u određenim slučajevima radi poboljšanja određenih svojstava, on nije tipičan dodatak zbog njegovog efekta na sposobnost livenja i povećane cene. Jedinstvene karakteristike livenog gvožđa, kao što su dobra sposobnost livenja, visoka toplotna provodljivost i svojstva samopodmazivanja, prvenstveno se postižu njegovom ugljeničnom i grafitnom mikrostrukturom.
Dakle, ako naiđete na komad posuđa ili mašine od livenog gvožđa, možete biti sigurni da ne sadrži hrom. Liveno željezo ostaje pouzdan i svestran materijal, cijenjen zbog svoje izdržljivosti i odličnog zadržavanja topline – sve se postiže bez potrebe za hromom.