Juodosios metalurgijos gaminiai plačiai naudojami daugelyje šalies ekonomikos sektorių, o juodasis metalas visada yra paklausus statybose ir mechaninėje inžinerijoje. Dėl didelio techninio potencialo metalurgija sėkmingai vystėsi ilgą laiką. Ketaus ir plieno gaminiai dažniausiai naudojami gamyboje ir kasdieniame gyvenime.

Tiek ketus, tiek plienas priklauso juodųjų metalų grupei, šios medžiagos yra geležies ir anglies lydiniai, kurie yra unikalūs savo savybėmis. Kuo skiriasi plienas ir ketus, pagrindinės jų savybės ir charakteristikos?

Plienas ir jo pagrindinės savybės

Plienas atstovauja deformuotas geležies ir anglies lydinys, kuris visada yra daugiausiai iki 2%, taip pat kiti elementai. Anglis yra svarbi sudedamoji dalis, nes ji suteikia geležies lydiniams tvirtumo ir kietumo, taip sumažindama minkštumą ir lankstumą. Į lydinį dažnai pridedami legiravimo elementai, dėl kurių galiausiai gaunamas legiruotas ir labai legiruotas plienas, kai kompozicijoje yra ne mažiau kaip 45 % geležies ir ne daugiau kaip 2 % anglies, o likusieji 53 % yra priedai.

Plienas yra svarbiausia medžiaga daugelyje pramonės šakų, jis naudojamas statybose, o kylant techniniam ir ekonominiam šalies lygiui didėja ir plieno gamybos mastai. Senovėje amatininkai tiglio lydymo būdu gamino lietinį plieną, šis procesas buvo žemo našumo ir daug darbo reikalaujantis, tačiau plienas buvo aukštos kokybės.

Laikui bėgant plieno gamybos procesai pasikeitė, tiglio procesas buvo pakeistas Bessemer ir atviro židinio metodas plieno gavimas, kuris leido pradėti masinę liejamo plieno gamybą. Tada jie pradėjo lydyti plieną elektrinėse krosnyse, po to buvo įvestas deguonies keitiklio procesas, kuris leido gauti ypač gryną metalą. Priklausomai nuo jungiamųjų komponentų skaičiaus ir tipų, plienas gali būti:

• Mažo lydinio
• Vidutinio legiruoto
• Didelio lydinio

Priklausomai nuo anglies kiekio tai atsitinka:

• Mažas anglies kiekis
• Vidutinė anglis
• Didelis anglies kiekis.

Į metalo sudėtį dažnai įeina nemetaliniai junginiai – oksidai, fosfidai, sulfidai, jų kiekis skiriasi priklausomai nuo plieno kokybės, yra tam tikra kokybės klasifikacija.

Plieno tankis 7700-7900 kg/m3, o bendras plieno charakteristikas sudaro tokie rodikliai kaip stiprumas, kietumas, atsparumas dilimui ir tinkamumas įvairiems apdirbimo tipams. Palyginti su ketaus, plienas turi didesnį lankstumą, stiprumą ir kietumą. Dėl savo lankstumo jį lengva apdirbti, plienas pasižymi didesniu šilumos laidumu, o jo kokybę pagerina grūdinimas.

Tokie elementai kaip nikelis, chromas ir molibdenas yra legiruojantys komponentai, kurių kiekvienas suteikia plienui savo charakteristikas. Chromo dėka plienas tampa tvirtesnis ir kietesnis, didėja jo atsparumas dilimui. Nikelis taip pat suteikia stiprumo, tvirtumo ir kietumo bei padidina jo antikorozines savybes ir kietumą. Silicis mažina klampumą, o manganas pagerina suvirinamumą ir kietėjimo savybes.

Visi esami plieno tipai turi lydymosi temperatūra nuo 1450 iki 1520 o C ir yra tvirti, atsparūs dilimui ir deformacijoms metalų lydiniai.

Ketus ir jo pagrindinės charakteristikos

Ketaus gamybos pagrindas taip pat yra geležis ir anglis, tačiau, skirtingai nuo plieno, jame yra daugiau anglies, taip pat kitų priemaišų legiruojančių metalų pavidalu. Jis yra trapus ir lūžta be matomų deformacijų. Anglis čia veikia kaip grafitas arba cementitas ir dėl kitų elementų kiekio Ketaus skirstomas į šiuos tipus:

Ketaus lydymosi temperatūra priklauso nuo jame esančios anglies, kuo daugiau jos yra lydinyje, tuo žemesnė temperatūra, o taip pat didėja jo sklandumas kaitinant. Dėl to metalas tampa neplastiškas, skystas, trapus ir sunkiai apdorojamas. Jo lydymosi temperatūra yra nuo 1160 iki 1250 o C.

Ketaus tvirtai įžengė į mūsų gyvenimą prieš daugelį metų. Jį gana lengva gaminti ir plačiai naudoti įvairiose srityse. Norint aiškiai suprasti šią medžiagą, reikia žinoti jos ypatybes, trūkumus, privalumus, cheminę sudėtį, savybes, ketaus ir jo lydinių struktūrą, jų gamybą ir taikymo sritį.

Taigi, išsiaiškinkime, kurie geležies ir anglies lydiniai vadinami ketaus.

Koncepcija

Ketus yra geležies ir anglies lydinys, kuriame yra anglies, tai yra, tai medžiaga, kurią sudaro lydinys ir anglis. Anglies procentas ketuje yra daugiau nei 2,14%. Pastarasis elementas gali būti įtrauktas į ketų grafito arba cementito pavidalu.

Šiame vaizdo įraše kalbama apie ketaus savybes:

Veislės

Yra balto ir pilko ketaus.

• Baltajame ketuje esanti anglis yra geležies karbido pavidalo. Jei jį sulaužysite, pamatysite baltą atspalvį. Baltasis ketus gryna forma nenaudojamas. Jis pridedamas prie kaliojo ketaus gamybos proceso.
• Įtrūkus, pilkasis ketus turi sidabrinį atspalvį. Šio tipo ketaus naudojimas yra platus. Jis puikiai tinka apdirbti pjaustytuvais.

Be to, ketaus yra didelio stiprumo, kaliojo ir pasižymi ypatingomis savybėmis.

• Didelio stiprumo Ketaus naudojamas gaminio stiprumui padidinti. Tokio ketaus mechaninės savybės leidžia tai padaryti puikiai. Didelio stiprumo ketus gaunamas iš pilkojo ketaus, į masę įmaišius magnio.
• Kalus Ketaus yra pilkos spalvos rūšis. Pavadinimas nereiškia, kad šis ketus yra lengvai kaldinamas. Jis turi padidintas plastiškumo savybes. Jis gaunamas atkaitinant baltąjį ketų.
• Jie taip pat skiriasi pusbalsis ketaus. Dalis joje esančios anglies yra grafito, o likusi dalis – cementito pavidalo.

Ypatumai

Ketaus ypatumas slypi jo gamybos procese. Įvairių rūšių ketaus vidutinė lydymosi temperatūra yra 1200ºC. Ši vertė yra 300 laipsnių mažesnė nei plieno. Taip yra dėl labai didelio anglies kiekio. Anglies ir neturi labai artimų santykių vienas su kitu.

Kai vyksta lydymosi procesas, anglis negali būti visiškai įtraukta į geležies gardelę. Dėl to ketus įgauna trapumo savybę. Jis negali būti naudojamas gaminant dalis, kurioms bus nuolatinė apkrova.

Ketus yra juodosios metalurgijos medžiaga. Jo charakteristikos dažnai lyginamos su plienu. Gaminiai iš plieno arba ketaus plačiai naudojami mūsų gyvenime. Jų naudojimas yra pagrįstas. Palyginę charakteristikas apie šias dvi medžiagas galime pasakyti:

• Ketaus gaminių kaina yra mažesnė nei plieno.
• Medžiagos skiriasi spalvomis. Ketaus yra tamsiai matinė medžiaga, o plienas yra lengvas ir blizgus.
• Ketaus lieti lengviau nei plieną. Tačiau plieną lengviau suvirinti ir kalti.
• Ketaus yra mažiau patvarus nei plienas.
• Ketaus svoris yra lengvesnis nei plienas.
• Plienas turi didesnį anglies kiekį nei plienas.

Privalumai ir trūkumai

Ketaus, kaip ir bet kuri medžiaga, turi teigiamų ir neigiamų pusių.

Ketaus pranašumai yra šie:

• Ketaus anglis gali būti įvairių būsenų. Todėl ši medžiaga gali būti dviejų tipų (pilka ir balta).
• Tam tikrų rūšių ketaus stiprumas yra didesnis, todėl ketus kartais dedamas ant tos pačios linijos kaip ir plienas.
• Ketaus gali išlaikyti temperatūrą gana ilgą laiką. Tai yra, kai šildoma, šiluma tolygiai pasiskirsto visoje medžiagoje ir išlieka joje ilgą laiką.
• Kalbant apie ekologiškumą, ketus yra švari medžiaga. Todėl jis dažnai naudojamas gaminant patiekalus, kuriuose vėliau ruošiamas maistas.
• Ketus yra atsparus rūgščių-šarmų sąlygoms.
• Ketaus turi gerą higieną.
• Medžiaga turi gana ilgą tarnavimo laiką. Pastebėta, kad kuo ilgiau naudojamas ketus, tuo geresnė jo kokybė.
• Ketaus yra patvari medžiaga.
• Ketaus yra nekenksminga medžiaga. Jis negali padaryti net nežymios žalos organizmui.

Ketaus trūkumai yra šie:

• Ketaus rūdys, jei trumpam bus veikiamas vandens.
• Ketaus yra brangi medžiaga. Tačiau šis minusas yra pagrįstas. Ketus yra labai kokybiškas, praktiškas ir patikimas. Iš jo pagaminti daiktai taip pat yra aukštos kokybės ir patvarūs.
• Pilkasis ketus pasižymi mažu lankstumu.
• Baltajam ketui būdingas trapumas. Jis daugiausia naudojamas lydymui.

Savybės ir charakteristikos

1. Fizinis. Šios charakteristikos apima: savitąjį svorį, tiesinio plėtimosi koeficientą, faktinį susitraukimą. Specifinis tankis skiriasi priklausomai nuo anglies kiekio medžiagoje.
2. Šiluminis. Medžiagos šilumos laidumas paprastai apskaičiuojamas taikant poslinkio taisyklę. Kieto ketaus tūrinė šiluminė talpa lygi 1 cal/cm 3 * o C. Jei ketus yra skystas, tai jis yra maždaug 1,5 cal/cm 3 * o C.
3. Mechaninis. Šios savybės priklauso nuo paties pagrindo, taip pat nuo grafito dydžio ir formos. Pilkasis ketus su perlito pagrindu laikomas patvariausiu, o kalusiausias – su feritiniu pagrindu. Didžiausias stiprumo sumažėjimas pastebimas naudojant grafito "plokštės" formą, o minimalus - "rutulio" formą.
4. Hidrodinaminis. Ketaus klampumas skiriasi priklausomai nuo mangano ir sieros buvimo. Jis taip pat smarkiai padidėja, kai ketaus temperatūra viršija tašką, kuriame prasideda kietėjimas.
5. Technologinis. Ketaus pasižymi puikiomis liejimo savybėmis, atsparumu dilimui ir vibracijai.
6. Cheminis. Pagal elektrodo potencialą (mažėjimo tvarka) ketaus konstrukciniai komponentai yra išdėstyti tokia forma: cementitas - fosfidinis eutektikas - feritas.

Ketaus ir plieno cheminės sudėties ir savybių skirtumai

Ketaus savybes veikia ypatingos priemaišos.

• Taigi, pridėjus sieros, galima žymiai sumažinti sklandumą ir sumažinti atsparumą ugniai.
• Fosforo pridėjimas vienu metu leidžia sukurti sudėtingos formos gaminį, tačiau nesuteikia jam didesnio stiprumo.
• Formoje esantis priemaiša lydymosi temperatūrą sumažina ne tokią aukštą ir žymiai pagerina liejimo savybes. Skirtingas silicio procentas sukuria skirtingus ketaus tipus, nuo gryno balto iki feritinio.
• Manganas pablogina liejimo ir technologines savybes, bet padidina stiprumą ir kietumą.

Žemiau pateiktame vaizdo įraše bus parodyta, kaip suvirinti ketų naudojant elektrinį suvirinimą:

Struktūra ir sudėtis

Jei ketų laikysime konstrukcine medžiaga, tai metalinė ertmė su grafito inkliuzais. Ketaus struktūrą daugiausia sudaro perlitas, ledeburitas ir kalusis grafitas. Be to, kiekvienam ketaus tipui šie elementai vyrauja skirtingomis proporcijomis arba jų visai nėra.

Pagal ketaus struktūrą yra:

• perlitas,
• ferito ir
• feritinis-perlitinis.

Grafitas šioje medžiagoje yra viena iš šių formų:

• Rutulinis. Grafitas įgauna tokią formą, kai pridedama magnio. Sferinė grafito forma būdinga didelio stiprumo ketiniams.
• Plastmasinis. Grafitas yra panašus į žiedlapių formą. Tokia forma grafito yra įprastame ketaus. Šis ketus pasižymi padidintomis lankstumo savybėmis.
• Dribsniai. Grafitas įgauna tokią formą atkaitindamas baltą ketų. Grafitas dribsnių pavidalu randamas kaliajame ketuje.
• Vermikulinis. Pavadinta grafito forma randama pilkame ketaus. Jis buvo sukurtas specialiai tam, kad pagerintų lankstumą ir kitas savybes.

Metalo gamyba

specialiose aukštakrosnėse. Pagrindinė ketaus gamybos žaliava yra. Technologinis procesas susideda iš rūdos geležies oksidų redukavimo ir dėl to gaunamos kitos medžiagos – ketaus. Ketaus gamybai naudojamas toks kuras: koksas, gamtinės dujos ir terminis antracitas.

Kai rūda sumažėja, geležis yra kietos formos. Toliau jis nuleidžiamas į specialią krosnies dalį (garą), kur geležyje ištirpsta anglis. Išeiga yra skystas ketus, kuris patenka į apatinę krosnies dalį.

Ketaus kaina (už 1 kg) priklauso nuo anglies kiekio jame, papildomų priemaišų ir legiruojančių komponentų buvimo. Apytiksliai tonos ketaus kaina bus 8000 rublių.

Naudojimo sritys

• Jis naudojamas mechaninės inžinerijos dalių gamybai. Variklio blokai ir alkūniniai velenai daugiausia gaminami iš ketaus. Pastariesiems reikalingas pažangus ketus, į kurį dedama specialių grafito priedų. Dėl ketaus atsparumo trinčiai iš jo gaminamos puikios kokybės stabdžių trinkelės.
• Ketaus gali sklandžiai veikti net esant itin žemai temperatūrai. Todėl jis dažnai naudojamas gaminant mašinų dalis, kurios turės dirbti atšiauriomis klimato sąlygomis.
• Ketaus puikiai pasitvirtino metalurgijos srityje. Jis vertinamas dėl palyginti mažos kainos ir puikių liejimo savybių. Gaminiai iš ketaus pasižymi puikiu stiprumu ir atsparumu dilimui.
• Iš ketaus gaminama daug įvairių santechnikos gaminių. Tai kriauklės, radiatoriai, kriauklės ir įvairūs vamzdžiai. Ypač garsios ketaus vonios ir šildymo radiatoriai. Dalis jų ir šiandien tarnauja butuose, nors buvo įsigyti prieš daug metų. Ketaus gaminiai išlaiko savo pirminę išvaizdą ir nereikalauja restauravimo.
• Dėl gerų liejimo savybių ketus gamina tikrus meno kūrinius. Jis dažnai naudojamas meno gaminiams gaminti. Pavyzdžiui, tokie kaip gražūs ažūriniai vartai ar architektūros paminklai.

Ar renkatės vonią? Nežinote, kas geriau, ketaus ar plieno? Tada šis vaizdo įrašas jums padės:

Nuo plieno jis skiriasi savo sudėtimi didesniu anglies kiekiu, technologinėmis savybėmis - geresnėmis liejimo savybėmis, mažu gebėjimu plastiškai deformuotis (įprastomis sąlygomis negali būti kaldinamas). Ketaus pigiau nei plienas.

Ketaus yra klasifikuojami pagal šiuos rodiklius:

• anglies būsena:

- baltas ketus- visa anglis yra surišta karbido pavidalu;

- pilkas ketus- anglis iš esmės arba visiškai yra laisvos sluoksninio arba pluoštinio (sūkurinio) grafito pavidalu;

- kaliojo ketaus- anglis iš esmės arba visiškai yra laisvos sferinio grafito pavidalo;

- kaliojo ketaus- gaunamas atkaitinant baltojo ketaus liejinius. Visa anglis arba didelė jos dalis yra laisvos grafito (atkaitintos anglies) pavidalo;

• struktūra:

- feritinis;

- feritas-perlitas;

- perlitinis;

• cheminė sudėtis:

- nelegiruotas;

- lydinio- specialus tikslas.

Taigi ketus (išskyrus baltą) nuo plieno skiriasi tuo, kad konstrukcijoje yra grafito intarpų (1 pav.), o ketus vienas nuo kito skiriasi šių intarpų forma.

Ryžiai. 1. Ketaus klasifikacija pagal metalinio pagrindo struktūrą ir grafito intarpų formą: A - feritas; b - feritas ir perlitas; V- perlitas; / - lamelinis; 2- sukasi; 3 - dribsniai; 4- sferinės.

Ketaus mechaninės savybės priklauso nuo struktūros ir daugiausia nuo grafito inkliuzų formos, kiekio, dydžio ir pasiskirstymo pobūdžio. Grafito inkliuzai lemia ketaus technologines ir eksploatacines savybes. Grafito inkliuzų buvimas palengvina ketaus dalių apdirbimą pjaustant dėl ​​trapių drožlių. Grafitas padidina atsparumą dilimui ir suteikia ketui geras antifrikcines savybes dėl savo „tepimo“ poveikio. Ketaus yra mažai jautrus įvairiems paviršiaus defektams, įpjovimams, grioveliams ir pan., nes patys grafito intarpai yra įtempių koncentratoriai, o įdėjus dar kelis, bendram medžiagos stiprumui didelės įtakos neturi. Skirtingai nei metalinis pagrindas, grafitas blogai praleidžia elastines vibracijas, todėl ketus turi didelę slopinimo galią, leidžiančią slopinti vibraciją ir rezonansinius virpesius.

Ketaus kietumas mažai priklauso nuo grafito inkliuzų formos ir jį lemia metalinio pagrindo struktūra. Feritinio ketaus kietumas ~150 HB, o ferito-perlito – ~200 HB; perlitas ~250 HB.

Ketaus priemaišos

Įprastas pramoninis ketus turi tą patį priemaišų , kaip anglinis plienas, t.y. manganas, silicis, siera ir fosforas, bet didesniais kiekiais. Šios priemaišos labai paveikia grafitizacijos sąlygas, taigi ir ketaus struktūrą bei savybes.

Silicis ypač stipriai veikia ketaus struktūrą, stiprina grafitizaciją. Silicio kiekis ketuje labai įvairus: nuo 0,3-0,5 iki 3-5%. Keičiant silicio kiekį, galima gauti visiškai skirtingų savybių ir sandaros ketaus – nuo ​​mažai silicio balto iki didelio silicio feritinio (pilkos su lameliniu arba didelio stiprumo su mazginiu grafitu).

Manganas skirtingai nei silicis, jis apsaugo nuo grafitizacijos arba, kaip sakoma, skatina ketaus balinimą.

Siera taip pat prisideda prie ketaus balinimo, bet tuo pačiu pablogina jo liejimo savybes (ypač sumažina sklandumą). Todėl sieros kiekis ketuje yra ribotas: viršutinė riba mažiems liejiniams yra 0,08 %; didesniems (kai galima toleruoti šiek tiek blogesnį sklandumą) - iki 0,1-0,12% S.

Fosforas grafitizacijos procesui praktiškai neturi įtakos. Tačiau fosforas yra naudingas ketaus priedas, nes pagerina sklandumą.

Baltas ketus

Ketaus gavo šį pavadinimą dėl lūžio tipo, kuris turi matinę baltą spalvą. Visa anglis šiame ketuje yra surišta cementito pavidalu. Baltasis ketus, priklausomai nuo anglies kiekio, gali būti hipoeutektinis (perlitas + ledeburitas), eutektinis (ledeburitas) ir hipereutektinis (pirminis cementitas + ledeburitas). Šie ketaus gaminiai išsiskiria dideliu kietumu (450-550 HB), nes juose yra daug cementito. Todėl jie yra labai trapūs ir nenaudojami mašinų dalims gaminti. Baltojo ketaus liejiniai naudojami vėlesnei kaliojo ketaus gamybai naudojant grafitizuojantį atkaitinimą. Vėliau jis naudojamas gaminant padidinto atsparumo nuovargiui dalis: alkūninius ir skirstomuosius velenus, vožtuvų lizdus, ​​alyvos siurblio pavaras, diskinių stabdžių apkabas ir kt.

Balintas ketus turi balto ketaus struktūros paviršinius sluoksnius (12-30 mm), o šerdį – pilkojo ketaus sandarą. Didelis tokio liejinio paviršiaus kietumas padidina jo atsparumą dilimui. Todėl balintas ketus naudojamas lakštinio frezavimo ritinėlių, ratų, stabdžių trinkelių ir daugelio kitų dalių, veikiančių padidėjusio susidėvėjimo sąlygomis, gamybai.

Pilkasis ketus

Ketaus pavadinimą gavo dėl lūžio tipo, kuris yra pilkos spalvos. Pilko ketaus struktūroje yra grafito. Ketaus struktūra susideda iš metalinio pagrindo ir grafito (plokščių pavidalo), o jo savybės priklauso nuo šių dviejų komponentų.

Palyginti su popieriumi, grafitas pasižymi žemomis mechaninėmis savybėmis, todėl, apytiksliai, galime daryti prielaidą, kad jo užimamos vietos yra tuštumos ir įtrūkimai. Didėjant tuštumų skaičiui, ketaus mechaninės savybės smarkiai pablogėja. Esant tempimo įtempiams, grafito intarpų galuose lengvai susidaro lūžių centrai. Ketaus daug geriau elgiasi suspaudžiamas ir lenkiamas.

Pilkasis ketus yra sudėtingos sudėties lydiniai, kuriuose yra geležies, anglies, silicio, mangano ir priemaišų, tokių kaip siera ir fosforas. Pastarasis dalinai ištirpsta ferite (~0,3%) ir, be to, patenka į trinarės eutektikas (Fe-C-P), kurios lydymosi temperatūra 950 °C. Tai žymiai pagerina ketaus liejimo savybes.

Siera yra kenksminga priemaiša, mažinanti ketaus mechanines ir liejimo savybes bei didinanti polinkį juose susidaryti įtrūkimams.

Silicis yra įtrauktas į pilkojo ketaus (1-3%) sudėtį kaip pagrindinis cheminis elementas ir padidina grafito išsiskyrimą kietėjimo ir išsiskyrusio cementito irimo metu.

Manganas (0,2-1,1%) teigiamai veikia ketaus mechanines savybes, tačiau apsunkina grafitinimo procesą arba skatina jo balinimą. Taigi galime teigti, kad grafitizacijos laipsnis tiesiogiai priklauso nuo anglies (2,2-3,7%) ir silicio (1-3%) kiekio ketuje.

Mažais kiekiais chromas, nikelis ir varis iš rūdos gali patekti į pilkąjį ketų, o tai taip pat turi įtakos grafitizacijos sąlygoms. Grafito inkliuzų skaičius ir pagrindo struktūra turi įtakos pilkojo ketaus savybėms.

Pagal metalinio pagrindo struktūrą pilkasis ketus skirstomas į tris grupes:

1) pilkas perlitas perlitas + grafitas struktūra (surištos anglies kiekis ~0,8%).

2) pilkasis feritas-perlitas, kurio struktūra feritas + perlitas + grafitas (surištos anglies kiekis mažesnis nei 0,8);

3) pilkasis feritas su ferito + grafito struktūra (visa anglis grafito pavidalu).

Pilkojo ketaus mechaninės savybės priklauso nuo metalinio pagrindo savybių ir nuo jo kiekio, grafito intarpų (tuštumų) formos ir dydžio.

Žymėjimaspilkas ketus

Pagal GOST 1412-85, ketaus žymėjimas apima raidžių ir skaičių derinį, pavyzdžiui, SCH15. SCH reiškia pilką ketų, skaičiai rodo tempimo stiprio reikšmę. Standartas numato šias ketaus rūšis: SCh10; SCH15; SCh18; SCh20; SCh21; SCH24; SCH25; SCH30; SCh35; SCh40; SCH45.

Kai kurių pilkojo ketaus rodiklių reikšmės pateiktos lentelėje. 1.

1 lentelė. Kai kurių pilkojo ketaus mechaninės savybės

Grafito buvimas prisideda prie drožlių šlifavimo pjovimo metu ir turi tepimo efektą, kuris padidina ketaus atsparumą dilimui.

Feritinio pilkojo ketaus markės SCh10 ir SCh15 naudojamos lengvai ir vidutiniškai apkrautoms detalėms: dangčiams, flanšams, smagračiams, apkaboms, stabdžių būgnams, sankabos pavaros diskams ir kt.

Feritinio-perlito pilkasis ketaus markės SCh20 ir SCh25 naudojamos detalėms, veikiančioms esant padidintoms statinėms ir dinaminėms apkrovoms: variklio cilindrų blokams, cilindrų stūmokliams, sankabos būgnams, mašinų gultams ir kt.

Perlitinis ketus naudojamas galingų staklių ir mechanizmų rėmams lieti. Dažnai naudojamas perlito pilkasis modifikuotas ketus. Tokie ketūs gaunami į skystą ketų prieš liejimą pridedant specialių priedų - ferosilicio (0,3-0,6% įkrovos masės) arba silicio-kalcio (0,3-0,5% įkrovos masės). Prie tokių ketų priskiriami SCh40 ir SCh45 markių ketaus, kurie pasižymi aukštesnėmis mechaninėmis savybėmis dėl patobulintos grafito inkliuzų formos. Šie ketaus gaminiai naudojami siurblių korpusams, kompresoriams ir hidraulinėms pavaroms gaminti.

Dalims, veikiančioms aukštesnėje temperatūroje, naudojamas legiruotas pilkasis ketus, kuriame papildomai yra chromo, nikelio, molibdeno ir aliuminio.

Kalusis ketus

Kalusis ketus vadinamas kaliuoju, nes gali būti apdorojamas slėgiu, nors ketus nėra kaltas, o ketaus detalės gaminamos tik liejant dėl ​​to, kad kaliojo ketaus plastiškumas yra didesnis lyginant su pilkuoju ketu.

Kalusis ketus gaminamas grafitinant atkaitinant balto hipoeutektinio ketaus liejinius. Kaliajame ketuje neturėtų būti daug mangano, nes atkaitinimo metu jis trukdo grafitizacijos procesui, taip pat daug anglies ir silicio, todėl sunku gauti liejinius iš baltojo ketaus, nes kristalizacijos metu grafitas pradeda kauptis nuosėdos plokštelių pavidalu. Todėl baltojo ketaus, atkaitinto į kaliąjį ketų, cheminės sudėties apribojimai: 2,5-3,0 % C; 0,7-1,5% Si; 0,3-1,0% Mn; mažiau nei 0,12 % S; mažiau nei 0,18% R.

Liejimo sekcijos storis neturi viršyti 40–50 mm, nes esant didesniam storiui, šerdyje susidaro lamelinis grafitas, todėl ketus netinka atkaitinimui.

Atkaitinimas atliekamas dviem etapais. Pirmajame etape baltojo ketaus liejiniai lėtai kaitinami iki 930–1050 ° C temperatūros ir palaikomi 15 valandų šioje temperatūroje. Tokiu atveju cementitas, įtrauktas į aukštos temperatūros ledeburitą, suyra, o iš išsiskyrusios anglies susidaro dribsnių pavidalo grafitas.

Antrame etape liejiniai atšaldomi iki 700-760 °C temperatūros, atitinkančios eutektoido virsmą, ir palaikoma tokioje temperatūroje iki 30 valandų arba labai lėtai atšaldoma. Šiuo atveju į perlitą įtrauktas cementitas suyra. Pasibaigus antrajam etapui, ketaus struktūra susideda iš ferito ir dribsnių grafito. Šis ketaus tipas vadinamas feritiniu kaliuoju ketaus.

Jei eutektoidinę transformaciją atitinkančioje temperatūrų srityje aušinimas nebuvo pakankamai lėtas arba ekspozicija antroje grafitizacijos stadijoje buvo nepakankama, tai perlite esantis cementitas visiškai nesuskils. Šiuo atveju ketaus struktūrą sudarys feritas, perlitas ir dribsnių grafitas. Šis ketaus tipas vadinamas ferito-perlito kaliuoju ketaus.

Jei aušinimas temperatūrų diapazone buvo pagreitintas, cementito, esančio perlite, skilimas neįvyks. Šiuo atveju ketaus struktūrą sudarys perlitas ir dribsnių grafitas. Šis ketaus tipas vadinamas perlitiniu kaliuoju ketaus.

Žymėjimas. Kalusis ketus pagal GOST 1215-79 pažymėtas raidėmis „KCH“ ir dviem skaičiais: pirmasis nurodo tempimo stiprumą; antrasis – santykinis pailgėjimas (%).

Kai kurių kaliojo ketaus mechaninių savybių vertės pateiktos lentelėje. 2.

2 lentelė. Kai kurių kaliojo ketaus mechaninės savybės

Kaliojo ketaus

Didelio stiprumo ketus vadinamas ketaus su sferiniu grafitu, gautu liejinio kristalizacijos procese. Šios formos grafito intarpai turi mažesnį paviršių, palyginti su plokšteliniais ir dribsniais, kurių tūris yra toks pat, ir sumažina įtempių koncentraciją.

Sferinė grafito forma gaunama į skystą ketų įdedant magnio arba magnio su nikeliu arba ferosilicio.

Veikiamas modifikatorių, kristalizacijos metu grafitas įgauna sferinę formą. Ketaus su sferiniu grafitu pasižymi aukštesnėmis mechaninėmis savybėmis, lyginant su kitais ketaus. Didelio stiprumo ketus savo savybėmis yra panašus į lietinį anglinį plieną, tačiau pasižymi geresnėmis liejimo savybėmis, lengvai pjaustomas ir išlaiko didelį atsparumą dilimui. Siekiant padidinti lankstumą ir kietumą, liejiniai, pagaminti iš didelio stiprumo ketaus, yra termiškai apdorojami: atkaitinami, normalizuojami, įpurškiami ir grūdinami. Tuo pačiu metu, kai padidėja plastiškumas, terminis apdorojimas sumažina liekamuosius įtempius liejiniuose, o tai padidina jų našumą.

Žymėjimas. Didelio stiprumo ketus pagal GOST 7293-85 žymimas panašiai kaip kaliojo ketaus: raidėmis „HF“ ir skaičiais: pirmasis nurodo tempimo stiprio vertę, antrasis - santykinį pailgėjimą (%).

Standartas numato šias ketaus rūšis: VCh35-22; VCh40-15; HF45-10; VC50-7; HF60-3; VC70-2; HF80-2; HF 100-2. Didelio stiprumo ketaus cheminė sudėtis: 3,2-3,6% C; 1,6-2,9 % Si; 0,3-0,7% Mn; ne daugiau 0,02 % S; ne daugiau kaip 0,1% R. Didelio stiprumo ketaus ferito pagrindu (VCh35-22, VCh40-15, VCh45-10) δ nuo 22 iki 10%, 140-225 HB; perlito pagrindu (VCh50-7, VCh60-3, VCh70-2, VCh80-2, VCh100-2) - δ nuo 7 iki 2%, 153-360 HB.

Didelio stiprumo ketaus stiprumas ir lankstumas leidžia juos naudoti automobilių dyzelinių variklių alkūniniams velenams ir kitoms dalims, veikiančioms trinties blokuose esant padidintoms apkrovoms, gaminti.

Antifrikciniai ketaus

Antifrikcinis ketus yra specialus pilkas ir didelio stiprumo ketus, pasižymintis padidintomis antifrikcinėmis savybėmis. Šie ketūs turi mažą trinties koeficientą, priklausantį nuo ferito ir perlito santykio bazėje, taip pat nuo grafito kiekio ir formos. Perlitiniame ketaus aukštą atsparumą dilimui užtikrina metalinis pagrindas, sudarytas iš plono perlito ir tolygiai paskirstyto fosforo eutektiko, esant izoliuotoms lamelio grafito nuosėdoms.

Liejiniai iš antifrikcinio ketaus (GOST 1585-85) naudojami dalims, veikiančioms guolių trinties mazguose, gaminti.

Žymėjimas. Yra šios antifrikcinio ketaus klasės: AChS1; ASF2; ASFZ; ASF1; AChV2; ACC1; ABC2. Raidės „ACS“ žymi antifrikcinį pilkąjį ketų; „AChV“ - antifrikcinis didelio stiprumo ketus; "AChK" - antifrikcinis kalusis ketus.

Antifrikcinis pilkasis ketus - perlitinis ketus AChS-1 ir AChS-2 ir perlitinis-feritinis ketus AChS-3 - turi mažą trinties koeficientą, priklausomai nuo ferito ir perlito santykio bazėje, taip pat nuo kiekio ir grafito forma. Perlitiniame ketaus aukštą atsparumą dilimui užtikrina metalinis pagrindas, sudarytas iš plono perlito ir tolygiai paskirstyto fosforo eutektiko, esant izoliuotoms lamelio grafito nuosėdoms.

Antifrikcinis pilkasis ketus naudojamas slydimo guoliams, įvorėms ir kitoms dalims, kurios veikia trintis su metalu, dažnai esant tepalui, gaminti. Dalys, veikiančios kartu su grūdinto arba normalizuoto plieno velenais, gaminamos iš AChS-1 ir AChS-2 markių ketaus, o darbui kartu su termiškai neapdorotais velenais naudojamas AChS-3 ketus.

Antifrikcinis didelio stiprumo (su mazginiu grafitu) ketus gaminamas su perlito struktūra – AChV-1 ir ferito-perlito (50 % perlito) – AChV-2. AChV-1 ketus naudojamas darbui frikciniuose įrenginiuose su padidintu periferiniu greičiu kartu su grūdintu arba normalizuotu velenu.

Pagrindinis antifrikcinių ketaus privalumas, lyginant su antifrikcine bronza, yra maža kaina, o pagrindinis trūkumas – prastas įvažiavimas, dėl kurio reikia tiksliai suderinti trinančius paviršius.

KETUS

Ketaus -- tai geležies ir anglies lydiniai, kuriuose yra daugiau nei 2 % anglies ir kurie kietėja, kad susidarytų eutektika. Skirtingai nuo plieno, ketaus lankstumas yra mažas. Tačiau dėl savo aukštų liejimo savybių, pakankamo stiprumo ir santykinio pigumo ketus plačiai pritaikytas mechaninėje inžinerijoje.

Ketaus lydymas aukštakrosnėse, kupolo krosnyse ir elektrinėse krosnyse. Aukštakrosnėse lydomas ketus yra ketus, specialus ketus (ferolydiniai) ir liejyklų ketus. Vamzdynas ir specialus ketus naudojamas vėlesniam plieno ir ketaus lydymui. Ketaus lydoma kupolo krosnyse ir elektrinėse krosnyse. Apie 20 % viso pagaminamo ketaus sunaudojama liejiniams gaminti.

KETUS KLASIFIKACIJA

Ketaus liejimo ir mechaninės savybės priklauso nuo jo sudėties artimo eutektikai. Norėdami tai įvertinti, naudojami du rodikliai:

Eutektiškumo laipsnis S E - anglies C koncentracijos ketuje ir jos koncentracijos eutektikoje santykis, atsižvelgiant į silicio ir fosforo įtaką:

čia 4,26 – anglies koncentracija „geležies-grafito“ sistemos eutektikoje (žr. 7.1 pav.), Si ir P – šių elementų kiekis ketuje, %.

Anglies ekvivalentas apibrėžtas kaip:

C eq = C + 0,3 (Si + P)

Ketaus skirstomi į: hipoeutektinis (S ai< 1, C эв < 4,2-4,3), eutektika (S e 1, S 4.2-4.3) ir hipereutektinis (S e > 1, C eV > 4,2-4,3).

Ketus kristalizacijos ir tolesnio aušinimo metu gali elgtis skirtingai (1 pav.): arba pagal metastabilios būsenos diagramą Fe--Fe 3 C (baltasis ketus, kuriame anglis yra Fe 3 C pavidalu), arba pagal stabilią Fe--C diagramą (pilkasis ketus, kuriame anglis yra grafito pavidalu).

Pateiktose diagramose (1 pav.), be bendrųjų linijų AC, AE, GS, kitos linijos nesutampa. Fe-C sistemoje grafito eutekte (austenitas-grafitas) yra 4,26 % C ir susidaro 1 153 °C temperatūroje. Išilgai linijos E " S " 1153-738 °C temperatūros diapazone išsiskiria antrinis grafitas. Eutektoido transformacija vyksta 738 ° C temperatūroje, kai susidaro eutekoidas (feritas + grafitas). Fe--C ir Fe--Fe 3 C diagramų naudojimas iš esmės nesiskiria viena nuo kitos.

Cementito susidarymo iš skystos fazės tikimybė yra daug didesnė nei grafito. Bet kurį procesą lemia termodinaminės ir kinetinės sąlygos. Grafitizacijos proceso varomoji jėga yra sistemos noras sumažinti laisvos energijos tiekimą. Cementitas yra termodinamiškai mažiau stabili fazė nei grafitas. Tačiau skirtumas tarp cementito ir grafito susidarymo temperatūrų yra nedidelis, o esant santykinai nedideliam peršaldymui, įvyks cementito, o ne grafito kristalizacija.

Grafitas susidaro tik esant mažam aušinimo greičiui siaurame temperatūros diapazone, kai skystosios fazės peršalimo laipsnis yra žemas. Esant pagreitintam aušinimui ir kai skystas ketus peršaldomas žemiau 1147 °C, susidaro cementitas.

Ketaus grafitinimas

Grafitinimas yra grafito nusodinimo procesas kristalizacijos arba ketaus aušinimo metu. Grafitas gali susidaryti tiek iš skystosios fazės kristalizacijos metu, tiek iš kietosios fazės. Pagal Fe--C diagramą žemiau C linijos " D " pirminis grafitas susidaro išilgai linijos E " C " F " -- eutektinis grafitas išilgai E linijos " S " -- antrinis grafitas ir išilgai P linijos " S " KAM " -- eutektoidinis grafitas.

Ketaus grafitinimas ir jo užbaigtumas priklauso nuo aušinimo greičio, cheminės sudėties ir grafitizacijos centrų buvimo.

Aušinimo greičio įtaka yra dėl to, kad ketaus grafitinimas vyksta labai lėtai ir apima kelis etapus:

· grafitizacijos centrų susidarymas skystoje fazėje arba austenite;

· anglies atomų difuzija į grafitizacijos centrus;

· padidėjęs grafito išsiskyrimas.

Grafitinant cementitą, pridedami preliminaraus Fe 3 C skilimo etapai ir anglies ištirpimas austenite. Kuo lėtesnis ketaus aušinimas, tuo labiau vystosi grafitizacijos procesas.

Priklausomai nuo grafitizacijos laipsnio, išskiriami ketaus baltas, pilka Ir pusė.

Baltas ketus -- gaunami pagreitintu aušinimu ir skystam ketui peršaldant žemesnėje nei 1147 °C temperatūroje, kai dėl struktūrinių ir kinetinių ypatumų susidarys metastabili Fe 3 C fazė, o ne grafitas. Baltasis ketus, kurio sudėtyje yra fiksuotos anglies Fe 3 C pavidalu, pasižymi dideliu kietumu, trapumu ir labai sunkiai apdirbamas. Todėl jie nenaudojami kaip konstrukcinė medžiaga, o naudojami kaliajam ketui gaminti atkaitinant grafitizuojant.

Pilkasis ketus -- susidaro tik esant mažam aušinimo greičiui siaurame temperatūrų diapazone, kai skystosios fazės peršalimo laipsnis yra žemas. Esant tokioms sąlygoms, visa arba didžioji anglies dalis yra grafitizuojama dribsnių grafito pavidalu, o anglies kiekis cementito pavidalu yra ne didesnis kaip 0,8%. Pilkasis ketus pasižymi geromis technologinėmis ir stiprumo savybėmis, o tai lemia platų jo, kaip konstrukcinės medžiagos, naudojimą.

Pusiau ketaus -- užima tarpinę padėtį tarp baltojo ir pilkojo ketaus, o juose pagrindinis anglies kiekis (daugiau nei 0,8%) yra Fe 3 C pavidalu. Ketaus perlito, ledeburito ir lamelinio grafito sandara.

Pramoniniame ketaus sudėtyje yra 2,0-4,5% C, 1,0-3,5% Si, 0,5-1,0% Mn, iki 03% P ir iki 0,2% S. Stipriausią teigiamą poveikį grafitizacijai sukelia silicis. Keičiant silicio kiekį, galima gauti skirtingos struktūros ir savybių ketaus. (2 pav.) apytiksliai nurodo konstrukcinių sričių ribas, priklausančias nuo silicio ir anglies kiekio, kai Mn kiekis yra 0,5 % ir tam tikru aušinimo greičiu (liejimo sienelės storiui 50 mm).

Manganas slopina grafitizaciją, padidindamas ketaus jautrumą balinimui. Siera yra kenksminga priemaiša. Jo balinimo efektas yra 5-6 kartus didesnis nei mangano. Be to, siera mažina takumą, skatina dujų burbuliukų susidarymą, didina susitraukimą ir polinkį įtrūkti. Fosforas neturi įtakos grafitizacijai ir yra naudingas priedas, padidinantis pilkojo ketaus sklandumą, nes susidaro žemo lydymosi (950–980) ° C fosfidų eutektika.

Ryžiai. 2. Konstrukcinė schema: 1 -- baltas ketus; 2 -- pusiau ketaus; 3, 4, 5 – pilkasis ketus atitinkamai perlitiniu, ferito-perlitiniu ir feritiniu pagrindu

Taigi, reguliuojant cheminę sudėtį ir aušinimo greitį, galima gauti norimą ketaus struktūrą liejiniuose.

Pilko ketaus klasifikacija

Pilkasis ketus gali būti laikomas konstrukcija, susidedančia iš metalinio pagrindo su grafito intarpais. Ketaus savybės priklauso nuo metalo pagrindo savybių ir grafito inkliuzų pobūdžio.

Metalinis pagrindas gali būti: perlitas, kai 0,8 % C yra cementito pavidalo, o likusi anglies dalis yra grafito pavidalo; feritas-perlitas, kai anglies kiekis cementito pavidalu yra mažesnis nei 0,8 % C; feritinis, kai anglis praktiškai yra grafito pavidalo.

Priklausomai nuo grafito intarpų formos, pilkasis ketus skirstomas į:

· ketaus su lameliniu grafitu;

· ketaus su dribsniu grafitu (kalusis ketus);

· ketaus su mazginiu grafitu (didelio stiprumo ketus);

· ketaus su vermikuliniu grafitu.

3 paveiksle parodyta apibendrinta ketaus klasifikacija pagal metalinio pagrindo struktūrą ir grafito formą.

Ketaus mikrostruktūra parodyta fig. 7.4.

Ryžiai. 3.

Ryžiai. 4. Įvairios grafito formos ketuje: a) drožlių grafitas; b) dribsnių grafitas; c) sferinis grafitas; d) vermikulinis grafitas. H 200

Palyginti su metaliniu pagrindu, grafitas turi mažą stiprumą. Todėl grafito inkliuzus galima laikyti metalinio pagrindo netolygumu (tuštumomis), o ketaus – grafito inkliuzų persmelktu plienu, silpninančiu jo metalinį pagrindą. Tuo pačiu metu grafito buvimas taip pat lemia keletą ketaus privalumų: geras sklandumas ir mažas susitraukimas; geras apdirbamumas (grafitas daro drožles trapias); aukštos slopinimo savybės; antifrikcinės savybės ir kt.

Klasifikuojant specialių savybių ketus priskiriamas atskirai grupei. Paprastai šie ketaus yra legiruoti ir pagal paskirtį skirstomi į šiuos tipus: antifrikcinis, atsparus dilimui, atsparus karščiui, atsparus korozijai, atsparus karščiui.

Tikrai daugelis yra susidūrę su ketaus gaminiais kasdieniame gyvenime ar darbe. Ši medžiaga turi gerą stiprumą ir puikias liejimo savybes.

Ketus yra plienas arba, tiksliau, geležies ir anglies lydinys, susidedantis iš geležies ir anglies, kurio tūris yra nuo 2,14% iki didžiausio 6,67% ir kuris gali būti įtrauktas į kompoziciją kaip cementas arba grafitas. Ketaus pagal apibrėžimą yra inžinerinė medžiaga, kuri yra nebrangi ir lengvai pagaminama ir naudojama kaip plieno lydymo pagrindas. Jo gamyba reiškia sudėtingus cheminius procesus, vykstančius tam tikrais gamybos etapais.

Pagrindinės savybės ir sudėtis

Be geležies ir anglies, šiame lydinyje yra papildomų priemaišų, turinčių įtakos jo savybėms. Įvairi ketaus sudėtis suteikia jam didelį kietumą, sklandumą ir padidina trapumą. Jį sudaro: siera, silicis, manganas, fosforas. Dėl gaunamos anglies ketaus lydinys turi didelį kietumą, tačiau tuo pat metu sumažėja medžiagos kaliumas ir lankstumas. Norint suteikti metalui ypatingų savybių, pridedama tam tikrų priedų. Naudojami šie legiravimo komponentai: nikelis, vanadis, taip pat chromas ir aliuminis. Ketaus formulę sudaro geležies-anglies pagrindas su papildomais inkliuzais. Jo tankis yra apie 7,2 g/cm3, o tai yra gana didelė metalo junginių vertė.

Ketaus susideda iš kelių komponentų, todėl jo variacijų savybės gali labai skirtis. Be anglies ir geležies, kompozicijoje yra iki 2% mangano, 1,2% fosforo, 4,3% silicio ir iki 0,07% sieros. Silicis yra atsakingas už sklandumą, žymiai pagerina liejimo savybes, taip pat daro jį minkštesnį. Manganas naudojamas stiprumui padidinti. Sieros pridėjimas sumažina atsparumą ugniai ir sumažina jo sklandumą. Be to, jis turi žalingą poveikį, pasireiškiantį įtrūkimų atsiradimu ant karštų liejinių (raudonas trapumas). Fosforo buvimas sumažina mechanines savybes, tačiau leidžia išlieti sudėtingų formų objektus.

Ketaus struktūra atrodo kaip metalinis pagrindas su grafito inkliuzais. Priklausomai nuo tipo, tai apima perlitą, dribsnių grafitą ir ledeburitą. Šie elementai lemia jo charakteristikas ir yra įvairiais kiekiais arba jų visai nėra.

Lydymosi temperatūra svyruoja nuo +1160 °C iki maksimalios +1250 °C. Jis pasižymi aukštomis antikorozinėmis savybėmis ir aktyviai neutralizuoja tiek sausą (cheminę), tiek šlapią koroziją. Jo dėka gimė nerūdijantis plienas – plieno lydinys su dideliu chromo komponento kiekiu.

Taikymo sritis

Ketaus plačiai naudojamas mechaninėje inžinerijoje liejant įvairias dalis. Naudojamas alkūninių velenų ir variklio blokų gamybai. Be to, gaminamos aukštos kokybės trinčiai itin atsparios trinkelės. Jie naudojami žemoje temperatūroje, kur ketus naudojamas išskirtinai dėl savo aukštų eksploatacinių savybių. Šios savybės naudojamos gaminant įvairius mašinos elementus, kuriuose naudojamas ketaus lydinys, skirtas darbui atšiauraus klimato sąlygomis. Šią medžiagą metalurgai plačiai naudoja dėl puikių liejimo savybių ir mažos kainos. Lieti gaminiai pasižymi dideliu atsparumu dilimui ir padidintu stiprumu.

Daugelis vandentiekio dalių taip pat yra pagamintos iš ketaus pagrindo. Tai radiatoriai, šildymo radiatoriai, vamzdžiai, vonios, įvairios kriauklės su kriauklėmis. Daugelis gaminių tarnauja ir šiandien, nors buvo sumontuoti prieš kelis dešimtmečius. Šie daiktai daugelį metų išlaiko savo pirminę išvaizdą ir nereikalauja restauravimo darbų. Be to, ketaus indai laikomi vienu patogiausių ruošiant daugybę patiekalų.

Veislės

Pagal savo savybes ketaus lydinys skirstomas į konversiją ir liejyklą. Pirmasis naudojamas plieno lydymui naudojant deguonies konverterio metodą. Šiai rūšiai būdingas sumažintas mangano ir silicio kiekis. Ketaus liejimo medžiaga naudojama daugeliui dalių gaminti. Iš šio pagrindo pagamintų gaminių pavyzdžius galima pamatyti atitinkamose nuotraukose.

Ypatingą įvairovę sudaro nikelio-chromo lydiniai (nihardai). Tai apima mažai anglies ir daug anglies išskiriantį ketų. Pirmasis pasižymi padidintu stiprumu, o antrasis - padidintu atsparumu dilimui. Pagrindinės veislės yra baltos ir pilkos spalvos lydiniai. Šios medžiagos skiriasi anglies kiekiu ir savybėmis. Be to, aktyviai naudojami kaliojo, legiruoto ir didelio stiprumo tipai.

Pilka

Pilkasis ketus turi mažą lankstumą, klampumą, juos lengva pjaustyti apdirbant. Jie naudojami gaminant nekritines dalis, taip pat susidėvėjusius elementus. Pilkasis ketus turi anglies grafito, perlito arba ferito-perlito pavidalu. Jo kiekis yra apie 2,5%, o tai suteikia gaminiams didelį tvirtumą. Iš pilko lydinio gaminami įvairios pramoninės įrangos korpusai, krumpliaračiai, kronšteinai, įvorės. Medžiaga, kurioje yra daug fosforo (apie 0,3 - 1,2%), turi gerą sklandumą ir yra naudojama meniniam liejimui.

Baltas

Sudėtyje yra daug anglies (daugiau nei 3%), pateikiamos cementito arba karbido pavidalu. Balta spalva šios medžiagos lūžio vietoje suteikė jungties pavadinimą. Šio tipo lydinys padidino trapumą ir trapumą, o tai žymiai susiaurina naudojimo sritį. Jos pagrindu gaminamos paprastų formų dalys, atliekančios statines funkcijas be didelių apkrovų. Baltos medžiagos technines charakteristikas galima pagerinti pridedant legiruojančių komponentų. Tam naudojamas nikelis, chromas ir daug rečiau aliuminis ar vanadis. Prekės ženklas su tokiais priedais vadinamas „sormite“. Jis naudojamas kaip šildymo elementas įvairiuose įrenginiuose. Sormitas pasižymi stabiliomis savybėmis ne aukštesnėje kaip +900 °C temperatūroje. Ši medžiaga naudojama kaip įprastų buitinių vonių gamybos pagrindas.

Kalus

Šis tipas gaunamas iš baltos spalvos liejant su tolesniu terminiu apdorojimu. Šiuo atveju naudojamas ilgalaikis atkaitinimas, kurio metu cementitas suyra, susidaro grafitas. Šis procesas vadinamas grafitizacija, kai struktūroje susidaro anglies dribsniai. Grafitas įgyja tokią formą ilgo atkaitinimo metu. Tai teigiamai veikia metalinį pagrindą, kuris tampa vientisesnis, lankstesnis ir klampesnis.

Kalusis ketus gerai veikia žemoje temperatūroje ir nėra labai jautrus įpjovimams. Naudojamas gaminant elementus, veikiančius esant nuolatinei trinčiai. Be to, kaliojo lydinio pagrindas yra labai sudėtingos konfigūracijos gaminiai: kampai, stabdžių kaladėlės, trišakiai, galinių ašių automobilio korpusai ir kitos konstrukcijos. Geresnės savybės pasiekiamos pridedant boro, telūro ir magnio.

Didelio stiprumo

Jis padidino stiprumą ir yra naudojamas svarbiausiems produktams gaminti, o kai kuriais atvejais netgi pakeičia plieną. Šis didelio stiprumo ketus gaunamas į pilką formą pridedant specialių priemaišų (cerio, kalcio, itrio, magnio). Iš jo gaminamos krumpliaračiai, stūmokliai, alkūniniai velenai ir kitos dalys. Didelis šilumos laidumas leidžia išlieti elementus šildymo mazgams, taip pat vamzdynams.

Lydinys

Legiruotojo ketaus lydinyje yra papildomų priemaišų. Sudėtyje yra daug titano, nikelio, chromo, taip pat cirkonio, vanadžio, molibdeno, aliuminio ir kitų elementų. Jie suteikia didelį stiprumą, kietumą ir atsparumą dilimui. Legiruotos medžiagos naudojamos gaminant mechanizmų dalis, kurios sąveikauja su dujine ir agresyvia aplinka, taip pat veikiančias vandeninių tirpalų įtakoje.

Metalo privalumai

Šis lydinys yra klasifikuojamas kaip medžiaga, pagaminta juodosios metalurgijos būdu. Nustatant tam tikras charakteristikas, jis dažnai lyginamas su plienu. Gaminys, pagamintas iš ketaus, turi mažą kainą, palyginti su jo plieno atitikmeniu. Be to, ketaus elementai turi mažesnį svorį ir stiprumą. Šios ketaus savybės žymiai išplečiamos, naudojant lydiniams įvairius priedus. Jo parametrai turi šias teigiamas savybes:

• aplinkai nekenksminga medžiaga, naudojama namų apyvokos reikmenų, įskaitant indus, gamyboje;
• atsparus rūgščių-šarmų aplinkai;
• higieniškas;
• gebėjimas išlaikyti temperatūrą ilgą laiką;
• kai kurių tipų stiprumas panašus į plieną;
• veikimo trukmė, per kurią jos kokybės rodikliai tik gerėja;
• Visiškai nekenksmingas organizmui.

Gamyba

Ketaus lydinio gamyba yra daug medžiagų reikalaujantis ir brangus procesas. Vienai tonai medžiagos išlydyti reikės apie 900 litrų paprasto vandens ir apie 550 kg kokso. Lydymosi temperatūra yra apie +1200 °C, tam reikalinga specifinė lydymo įranga. Masei gauti reikalinga rūda, kurioje esančios geležies masės dalis yra didesnė kaip 70%. Išsekusios rūdos uolienos nenaudojamos dėl ekonominio neefektyvumo.

Medžiaga lydoma specialiose aukštakrosnėse. Ten geležies rūda pereina visą technologinį ciklą, pradedant rūdos oksidų redukcija ir baigiant ketaus lydinio gamyba. Medžiagai lieti reikia kuro: kokso, termoantracito ir gamtinių dujų. Pasibaigus redukcijos procesui, kieto pavidalo geležis dedama į specialią krosnies dalį, kad ištirptų joje esanti anglis. Po sąveikos gaunama ketaus masė, kuri nukrenta skysta forma. Neišsilydžiusios priemaišos išstumiamos į paviršių ir vėliau pašalinamos. Šis šlakas naudojamas daugeliui medžiagų gaminti. Pašalinus iš lydalo nereikalingas daleles, pridedami priedai tam tikrų rūšių ketaus lydiniams gauti.