Järnmetallurgiprodukter används i stor utsträckning inom många sektorer av den nationella ekonomin, och järnmetall är alltid efterfrågad inom bygg- och maskinteknik. Metallurgin har utvecklats framgångsrikt under lång tid, tack vare sin höga tekniska potential. Gjutjärns- och stålprodukter används oftast i produktionen och i vardagen.

Gjutjärn och stål hör båda till gruppen järnmetaller, dessa material är legeringar av järn och kol som är unika i sina egenskaper. Vilka är skillnaderna mellan stål och gjutjärn, deras huvudsakliga egenskaper och egenskaper?

Stål och dess huvudsakliga egenskaper

Stål representerar deformerad legering av järn och kol, som alltid är upp till max 2 %, samt andra element. Kol är en viktig komponent eftersom det ger styrka till järnlegeringar, såväl som hårdhet, vilket minskar mjukhet och duktilitet. Legeringselement tillsätts ofta till legeringen, vilket i slutändan resulterar i legerat och höglegerat stål, när sammansättningen innehåller minst 45 % järn och högst 2 % kol, de återstående 53 % är tillsatser.

Stål är det viktigaste materialet i många industrier, det används i konstruktionen, och i takt med att landets tekniska och ekonomiska nivå växer ökar även stålproduktionens omfattning. I forntida tider använde hantverkare degelsmältning för att tillverka gjutstål, och denna process var lågproduktiv och arbetskrävande, men stålet var av hög kvalitet.

Med tiden förändrades processerna för att tillverka stål, degelprocessen ersattes av Bessemer och öppen härd metod erhållande av stål, vilket gjorde det möjligt att etablera massproduktion av gjutstål. Sedan började man smälta stål i elektriska ugnar, varefter syrgasomvandlarprocessen infördes, vilket gjorde det möjligt att få fram särskilt ren metall. Beroende på antal och typer av anslutningskomponenter kan stål vara:

• Låg legering
• Mediumlegerad
• Hög legering

Beroende på kolhalt det händer:

• Lågt kol
• Medium kol
• Högt kol.

Metallens sammansättning innehåller ofta icke-metalliska föreningar - oxider, fosfider, sulfider; deras innehåll skiljer sig beroende på stålets kvalitet; det finns en viss kvalitetsklassificering.

Stålets densitet är 7700-7900 kg/m3, och stålets allmänna egenskaper består av sådana indikatorer som styrka, hårdhet, slitstyrka och lämplighet för olika typer av bearbetning. Jämfört med gjutjärn har stål större formbarhet, styrka och hårdhet. På grund av sin duktilitet är det lätt att bearbeta, stål har en högre värmeledningsförmåga och dess kvalitet förbättras genom härdning.

Grundämnen som nickel, krom och molybden är legeringskomponenter, som var och en ger stål sina egna egenskaper. Tack vare krom blir stål starkare och hårdare och dess slitstyrka ökar. Nickel ger också styrka, såväl som seghet och hårdhet, och ökar dess korrosionsskyddande egenskaper och härdbarhet. Kisel minskar viskositeten och mangan förbättrar svetsbarheten och härdningsegenskaperna.

Alla befintliga typer av stål har smälttemperatur från 1450 till 1520 o C och är starka, slitstarka och deformationsbeständiga metallegeringar.

Gjutjärn och dess huvudsakliga egenskaper

Grunden för tillverkningen av gjutjärn är också järn och kol, men till skillnad från stål innehåller det mer kol, samt andra föroreningar i form av legeringsmetaller. Den är ömtålig och går sönder utan synlig deformation. Kol fungerar här som grafit eller cementit och på grund av innehållet av andra grundämnen Gjutjärn är indelat i följande typer:

Smältpunkten för gjutjärn beror på kolinnehållet i det; ju mer av det det finns i legeringen, desto lägre blir temperaturen och även dess flytbarhet vid upphettning ökar. Detta gör metallen icke-plastisk, flytande, och även spröd och svår att bearbeta. Dess smältpunkt är från 1160 till 1250 o C.

Gjutjärn kom in i våra liv för många år sedan. Det är relativt lätt att producera och används flitigt inom olika områden. För att ha en tydlig förståelse av detta material måste du känna till dess egenskaper, nackdelar, fördelar, kemisk sammansättning, egenskaper, struktur av gjutjärn och dess legeringar, deras produktion och tillämpningsområde.

Så låt oss ta reda på vilka järn-kol-legeringar som kallas gjutjärn.

Begrepp

Gjutjärn är en järn-kol-legering som innehåller kol, det vill säga det betyder ett material som består av en legering och kol. Andelen kol i gjutjärn är mer än 2,14 %. Det senare elementet kan ingå i gjutjärn i form av grafit eller cementit.

Den här videon talar om funktionerna hos gjutjärn:

Olika sorter

Det finns vitt och grått gjutjärn.

• Kolet i vitt gjutjärn är i form av järnkarbid. Om du bryter den kan du se en vit nyans. Vitt gjutjärn används inte i sin rena form. Det läggs till processen för att producera smidbart järn.
• Vid en fraktur har grått gjutjärn en silverfärgad nyans. Denna typ av gjutjärn har ett brett användningsområde. Den lämpar sig väl för bearbetning med fräsar.

Dessutom är gjutjärn höghållfasta, formbara och med speciella egenskaper.

• Hög styrka Gjutjärn används för att öka styrkan hos produkten. De mekaniska egenskaperna hos sådant gjutjärn gör att detta kan göras perfekt. Höghållfast gjutjärn erhålls från grått gjutjärn genom att tillsätta magnesium till massan.
• Formbar Gjutjärn är en typ av grått. Namnet betyder inte att detta gjutjärn är lättsmidet. Det har ökade plasticitetsegenskaper. Det erhålls genom glödgning av vitt gjutjärn.
• De skiljer också halvhjärtad gjutjärn. En del av kolet i den är i form av grafit, och den återstående delen är i form av cementit.

Specialfunktioner

Det speciella med gjutjärn ligger i produktionsprocessen. Den genomsnittliga smältpunkten för olika typer av gjutjärn är 1200ºC. Detta värde är 300 grader mindre än för stål. Detta beror på den mycket höga kolhalten. Kol och har inte en särskilt nära relation till varandra.

När smältprocessen äger rum kan kol inte helt införlivas i järngittret. Som ett resultat får gjutjärn egenskapen sprödhet. Den kan inte användas för tillverkning av delar som kommer att utsättas för konstant belastning.

Gjutjärn är ett järnmetallurgiskt material. Dess egenskaper jämförs ofta med stål. Produkter gjorda av stål eller gjutjärn används ofta i våra liv. Deras användning är motiverad. Efter att ha jämfört egenskaperna kan vi säga följande om dessa två material:

• Kostnaden för gjutjärnsprodukter är lägre än kostnaden för stål.
• Materialen varierar i färg. Gjutjärn är ett mörkt matt material, medan stål är lätt och glänsande.
• Gjutjärn är lättare att gjuta än stål. Men stål är lättare att svetsa och smida.
• Gjutjärn är mindre hållbart än stål.
• Gjutjärn är lättare i vikt än stål.
• Stål har en högre kolhalt än stål.

Fördelar och nackdelar

Gjutjärn, som alla material, har positiva och negativa sidor.

Fördelarna med gjutjärn inkluderar:

• Kol i gjutjärn kan vara i olika tillstånd. Därför kan detta material vara av två typer (grå och vit).
• Vissa typer av gjutjärn har ökad styrka, så gjutjärn placeras ibland på samma linje som stål.
• Gjutjärn kan hålla temperaturen ganska länge. Det vill säga, vid uppvärmning fördelas värmen jämnt över materialet och förblir i det under lång tid.
• När det gäller miljövänlighet är gjutjärn ett rent material. Därför används det ofta för att göra rätter där maten tillagas i efterhand.
• Gjutjärn är resistent mot syra-basförhållanden.
• Gjutjärn har god hygien.
• Materialet har en ganska lång livslängd. Det har märkts att ju längre gjutjärn som används, desto bättre är kvaliteten.
• Gjutjärn är ett hållbart material.
• Gjutjärn är ett ofarligt material. Det är inte kapabelt att orsaka ens mindre skada på kroppen.

Nackdelarna med gjutjärn inkluderar:

• Gjutjärn rostar om det utsätts för vatten under en kort tid.
• Gjutjärn är ett dyrt material. Detta minus är dock berättigat. Gjutjärn är mycket hög kvalitet, praktiskt och pålitligt. Föremål gjorda av den är också av hög kvalitet och hållbara.
• Grått gjutjärn kännetecknas av låg duktilitet.
• Vitt gjutjärn kännetecknas av sprödhet. Det används främst för smältning.

Egenskaper och egenskaper

1. Fysisk. Dessa egenskaper inkluderar: specifik vikt, linjär expansionskoefficient, faktisk krympning. Den specifika vikten varierar beroende på materialets kolinnehåll.
2. Termisk. Värmeledningsförmågan hos ett material beräknas vanligtvis med hjälp av förskjutningsregeln. För fast gjutjärn är den volymetriska värmekapaciteten lika med 1 cal/cm 3 * o C. Om gjutjärnet är flytande är det ungefär 1,5 cal/cm 3 * o C.
3. Mekanisk. Dessa egenskaper beror på själva basen, såväl som på grafitens storlek och form. Grått gjutjärn med en perlitbas anses vara den mest hållbara, och den mest sega är med en ferritisk bas. Den maximala minskningen av styrka observeras med "plattans" form av grafit, och den minsta - med "bollen" formen.
4. Hydrodynamisk. Viskositeten i gjutjärn varierar beroende på förekomsten av mangan och svavel. Den ökar också kraftigt när temperaturen på gjutjärnet passerar punkten där stelningen börjar.
5. Teknologisk. Gjutjärn har utmärkta gjutegenskaper, motståndskraft mot slitage och vibrationer.
6. Kemisk. Enligt elektrodpotentialen (i fallande ordning) är de strukturella komponenterna i gjutjärn arrangerade i följande form: cementit - fosfid eutektikum - ferrit.

Skillnader mellan gjutjärn och stål i kemisk sammansättning och egenskaper

Gjutjärnets egenskaper påverkas av speciella föroreningar.

• Sålunda kan tillsatsen av svavel avsevärt minska fluiditeten och minska eldfastheten.
• Tillsatsen av fosfor gör det samtidigt möjligt att skapa en produkt med komplex form, men ger den inte ökad styrka.
• Inblandningen i formen gör att smältpunkten inte är så hög och förbättrar avsevärt gjutegenskaperna. Olika procentsatser av kisel skapar olika typer av gjutjärn, från rent vitt till ferritiskt.
• Mangan försämrar gjutningen och tekniska egenskaper, men ökar styrkan och hårdheten.

Videon nedan visar hur du svetsar gjutjärn med elektrisk svetsning:

Struktur och sammansättning

Om vi ​​betraktar gjutjärn som ett strukturellt material, är det ett metallhålrum med grafitinneslutningar. Strukturen av gjutjärn är huvudsakligen perlit, ledeburit och seg grafit. Dessutom, för varje typ av gjutjärn dominerar dessa element i olika proportioner eller saknas helt.

Enligt strukturen av gjutjärn finns det:

• perlit,
• ferritiska och
• ferritisk-perlitisk.

Grafit finns i detta material i en av formerna:

• Klotformig. Grafit antar denna form när magnesium tillsätts. Den sfäriska formen av grafit är karakteristisk för höghållfasta gjutjärn.
• Plast. Grafit liknar formen på kronblad. I denna form finns grafit i vanligt gjutjärn. Detta gjutjärn har ökade formbarhetsegenskaper.
• Fjällig. Grafit får denna form genom att glödga vitt gjutjärn. Grafit finns i flingform i formbart gjutjärn.
• Vermicular. Den namngivna formen av grafit finns i grått gjutjärn. Den utvecklades speciellt för att förbättra duktiliteten och andra egenskaper.

Metalltillverkning

i speciella masugnar. Den huvudsakliga råvaran för att producera gjutjärn är. Den teknologiska processen består i att reducera malmens järnoxider och som ett resultat erhålla ett annat material - gjutjärn. Följande bränslen används för att tillverka gjutjärn: koks, naturgas och termisk antracit.

När malmen väl har reducerats är järnet i fast form. Därefter sänks det ner i en speciell del av ugnen (ånga), där kol löses i järnet. Utgången är flytande gjutjärn, som faller in i den nedre delen av ugnen.

Priset på gjutjärn (per 1 kg) beror på mängden kol i det, närvaron av ytterligare föroreningar och legeringskomponenter. Ungefär priset på ett ton gjutjärn kommer att vara 8 000 rubel.

Användningsområden

• Det används för tillverkning av delar inom maskinteknik. Motorblock och vevaxlar är huvudsakligen gjorda av gjutjärn. De senare kräver avancerat gjutjärn, till vilket speciella grafittillsatser tillsätts. På grund av motståndet hos gjutjärn mot friktion, används det för att göra bromsbelägg av utmärkt kvalitet.
• Gjutjärn kan fungera smidigt även vid extremt låga temperaturer. Därför används det ofta i tillverkningen av maskindelar som måste arbeta under svåra klimatförhållanden.
• Gjutjärn har visat sig väl inom det metallurgiska området. Den är värderad för sitt relativt låga pris och utmärkta gjutegenskaper. Produkter gjorda av gjutjärn kännetecknas av utmärkt styrka och slitstyrka.
• Ett stort utbud av VVS-produkter är gjorda av gjutjärn. Dessa inkluderar diskhoar, radiatorer, diskhoar och olika rör. Gjutjärnsbadkar och värmeradiatorer är särskilt kända. Några av dem tjänstgör fortfarande i lägenheter idag, även om de köptes för många år sedan. Gjutjärnsprodukter behåller sitt ursprungliga utseende och behöver inte restaureras.
• Tack vare sina goda gjutegenskaper producerar gjutjärn riktiga konstverk. Det används ofta vid tillverkning av konstnärliga produkter. Till exempel som vackra genombrutna portar eller arkitektoniska monument.

Väljer du badkar? Vet du inte vad som är bättre, gjutjärn eller stål? Då hjälper den här videon dig:

Det skiljer sig från stål i sin sammansättning genom sin högre kolhalt, i sina tekniska egenskaper - bättre gjutegenskaper, låg förmåga till plastisk deformation (under normala förhållanden kan det inte smidas). Gjutjärn är billigare än stål.

Gjutjärn är klassificerade enligt följande indikatorer:

• koltillstånd:

- vitt gjutjärn- allt kol är i ett bundet tillstånd i form av karbid;

- Grått gjutjärn- kol är till stor del eller helt i fritt tillstånd i form av lamellär eller fibrös (virvel) grafit;

- segjärn- kol är till stor del eller helt i fritt tillstånd i form av sfärisk grafit;

- formbart järn- erhålls genom glödgning av vita gjutjärnsgjutgods. Allt eller en betydande del av kolet är i fritt tillstånd i form av flinggrafit (glödgat kol);

• strukturera:

- ferritisk;

- ferrit-perlit;

- perlitiskt;

• kemisk sammansättning:

- olegerade;

- legering- speciell anledning.

Således skiljer sig gjutjärn (förutom vitt) från stål i närvaro av grafitinneslutningar i strukturen (fig. 1), och gjutjärn skiljer sig från varandra i formen av dessa inneslutningar.

Ris. 1. Gjutjärnsklassificering beroende på metallbasens struktur och formen på grafitinneslutningar: A - ferrit; b - ferrit och perlit; V- perlit; / - lamellär; 2- virvlande; 3 - flagnande; 4- sfärisk.

De mekaniska egenskaperna hos gjutjärn beror på strukturen och främst på formen, kvantiteten, storleken och arten av fördelningen av grafitinneslutningar. Grafitinneslutningar bestämmer de tekniska och operativa egenskaperna hos gjutjärn. Närvaron av grafitinneslutningar underlättar bearbetningen av gjutjärnsdelar genom skärning på grund av spröda spån. Grafit ökar slitstyrkan och ger goda antifriktionsegenskaper till gjutjärn genom sin egen "smörjande" effekt. Gjutjärn har låg känslighet för olika ytdefekter, skärningar, spår, etc., eftersom grafitinneslutningar i sig är spänningskoncentratorer och att lägga till några fler till dem inte har någon signifikant effekt på materialets totala hållfasthet. Till skillnad från en metallbas överför grafit inte elastiska vibrationer bra, så gjutjärn har en hög dämpningskapacitet, vilket gör att den dämpar vibrationer och resonansvibrationer.

Hårdheten hos gjutjärn beror lite på formen på grafitinneslutningarna och bestäms av metallbasens struktur. Ferritiska gjutjärn har en hårdhet på ~150 HB, och ferrit-perlitgjutjärn har en hårdhet på ~200 HB; perlit ~250 HB.

Föroreningar i gjutjärn

Vanligt industrigjutjärn innehåller detsamma föroreningar , som kolstål, d.v.s. mangan, kisel, svavel och fosfor, men i större mängder. Dessa föroreningar påverkar avsevärt villkoren för grafitisering och, följaktligen, strukturen och egenskaperna hos gjutjärn.

Silikoner har en särskilt stark effekt på strukturen av gjutjärn, vilket förbättrar grafitisering. Kiselhalten i gjutjärn varierar kraftigt: från 0,3-0,5 till 3-5%. Genom att ändra kiselhalten är det möjligt att få gjutjärn som är helt olika i egenskaper och struktur - från lågkiselvitt till ferritiskt högkiselhalt (grå med lamellärt eller höghållfast med nodulär grafit).

Mangan till skillnad från kisel förhindrar det grafitisering, eller, som man säger, främjar blekning av gjutjärn.

Svavel bidrar också till blekning av gjutjärn, men försämrar samtidigt dess gjutningsegenskaper (särskilt minskar det flytbarheten). Därför är svavelhalten i gjutjärn begränsad: den övre gränsen för små gjutgods är 0,08 %; för större (när något sämre fluiditet kan tolereras) - upp till 0,1-0,12 % S.

Fosfor har praktiskt taget ingen effekt på grafitiseringsprocessen. Fosfor är dock en användbar blandning i gjutjärn, eftersom det förbättrar flytbarheten.

Vitt gjutjärn

Gjutjärn fick detta namn från typen av fraktur, som har en matt vit färg. Allt kol i detta gjutjärn är i bundet tillstånd i form av cementit. Vitt gjutjärn, beroende på kolinnehållet, kan vara hypoeutektiskt (perlit + ledeburit), eutektiskt (ledeburit) och hypereutektiskt (primärt cementit + ledeburit). Dessa gjutjärn kännetecknas av sin höga hårdhet (450-550 HB) på grund av närvaron av en stor mängd cementit i dem. Därför är de mycket ömtåliga och används inte för tillverkning av maskindelar. Vitt gjutjärnsgjutgods används för efterföljande produktion av aducerande gjutjärn med grafitiserande glödgning. Därefter används den för tillverkning av delar med ökad utmattningshållfasthet: vevaxlar och kamaxlar, ventilsäten, oljepumpväxlar, skivbromsok etc.

Blekt gjutjärn har ytskikt (12-30 mm) med strukturen av vitt gjutjärn, och en kärna med strukturen av grått gjutjärn. Den höga ythårdheten hos ett sådant gjutgods ökar dess motståndskraft mot nötning. Därför används blekt gjutjärn för tillverkning av plåtvalsar, hjul, bromsbelägg och många andra delar som arbetar under förhållanden med ökat slitage.

Grått gjutjärn

Gjutjärn har fått sitt namn från frakturtypen, som är grå till färgen. Grått gjutjärn innehåller grafit i sin struktur. Strukturen av gjutjärn består av en metallbas och grafit (i form av plattor), och dess egenskaper beror på dessa två komponenter.

Jämfört med papper har grafit låga mekaniska egenskaper, så till en viss uppskattning kan vi anta att de platser den upptar är tomrum och sprickor. Med en ökning av antalet hålrum försämras de mekaniska egenskaperna hos gjutjärn kraftigt. Under dragpåkänningar bildas lätt brottcentra i ändarna av grafitinneslutningar. Gjutjärn beter sig mycket bättre under kompression och böjning.

Grågjutjärn är legeringar av komplex sammansättning som innehåller järn, kol, kisel, mangan och föroreningar som svavel och fosfor. Den senare löser sig delvis i ferrit (~0,3%) och går dessutom in i den ternära eutektiken (Fe-C-P) med en smältpunkt på 950 °C. Detta förbättrar gjutjärnets gjutningsegenskaper avsevärt.

Svavel är en skadlig förorening som minskar de mekaniska och gjutna egenskaperna hos gjutjärn och ökar benägenheten för sprickbildning i dem.

Kisel ingår i sammansättningen av grått gjutjärn (1-3%) som det huvudsakliga kemiska elementet och ökar frisättningen av grafit under stelning och nedbrytning av frigjord cementit.

Mangan (0,2-1,1%) har en positiv effekt på de mekaniska egenskaperna hos gjutjärn, men komplicerar grafitiseringsprocessen eller främjar dess blekning. Således kan vi säga att graden av grafitisering direkt beror på mängden kol (2,2-3,7%) och kisel (1-3%) i gjutjärn.

I små mängder kan krom, nickel och koppar komma in i grått gjutjärn från malmen, vilket också påverkar grafitiseringsförhållandet. Antalet grafitinneslutningar och basens struktur påverkar egenskaperna hos grått gjutjärn.

Baserat på strukturen på metallbasen är grå gjutjärn indelade i tre grupper:

1) grå perlit med perlit + grafitstruktur (mängden bundet kol är ~0,8%).

2) grå ferrit-perlit med strukturen ferrit + perlit + grafit (mängden bundet kol är mindre än 0,8);

3) grå ferritisk med en ferrit + grafit struktur (allt kol i form av grafit).

De mekaniska egenskaperna hos grått gjutjärn beror på egenskaperna hos metallbasen och dess kvantitet, form och storlek av grafitinneslutningar (hålrum).

MärkningGrått gjutjärn

Enligt GOST 1412-85 inkluderar beteckningen gjutjärn en kombination av bokstäver och siffror, till exempel SCH15. SCH står för grått gjutjärn, siffrorna anger värdet på draghållfastheten. Standarden tillhandahåller följande kvaliteter av gjutjärn: SCh10; SCH15; SCh18; SCh20; SCh21; SCH24; SCH25; SCH30; SCh35; SCh40; SCH45.

Värdena på indikatorerna för vissa gråa gjutjärn anges i tabellen. 1.

Bord 1. Mekaniska egenskaper hos vissa gråa gjutjärn

Närvaron av grafit bidrar till slipning av spån under skärning och har en smörjande effekt, vilket ökar slitstyrkan hos gjutjärn.

Ferritiskt grått gjutjärn kvaliteterna SCh10 och SCh15 används för lätt och måttligt belastade delar: kåpor, flänsar, svänghjul, bromsok, bromstrummor, kopplingsdrivskivor, etc.

Ferritic-pearlite grå gjutjärn kvaliteterna SCh20 och SCh25 används för delar som arbetar under ökade statiska och dynamiska belastningar: motorcylinderblock, cylinderkolvar, kopplingstrummor, maskinbäddar, etc.

Pearlitgjutjärn används för att gjuta ramar av kraftfulla verktygsmaskiner och mekanismer. Perlitgrå modifierade gjutjärn används ofta. Sådana gjutjärn erhålls genom att tillsätta speciella tillsatser till flytande gjutjärn före gjutning - ferrokisel (0,3-0,6 viktprocent av satsen) eller kiselkalcium (0,3-0,5 viktprocent av satsen). Sådana gjutjärn inkluderar gjutjärn av kvaliteterna SCh40 och SCh45, som har högre mekaniska egenskaper på grund av förfining av formen på grafitinneslutningar. Dessa gjutjärn används för tillverkning av pumphus, kompressorer och hydrauliska drivenheter.

För delar som arbetar vid förhöjda temperaturer används legerat grått gjutjärn, som dessutom innehåller krom, nickel, molybden och aluminium.

Formbart järn

Smidbart gjutjärn kallas aducerat eftersom det kan utsättas för tryckbehandling, även om gjutjärn inte är smidd, och gjutjärnsdelar tillverkas endast genom gjutning på grund av att aducerat gjutjärn har högre formbarhet jämfört med grått gjutjärn.

Formbart gjutjärn framställs genom grafitiserande glödgning av vita hypoeutektiska gjutjärnsgjutgods. Formbart gjutjärn bör inte innehålla en stor mängd mangan, eftersom det under glödgningen stör grafitiseringsprocessen, liksom en stor mängd kol och kisel, vilket gör det svårt att få gjutgods från vitt gjutjärn, eftersom grafit under kristallisering börjar fällas ut i form av plattor. Därför har den kemiska sammansättningen av vitt gjutjärn glödgat till segjärn innehållsbegränsningar: 2,5-3,0% C; 0,7-1,5 % Si; 0,3-1,0 % Mn; mindre än 0,12 % S; mindre än 0,18 % R.

Tjockleken på gjutsektionen bör inte överstiga 40-50 mm, eftersom det med en större tjocklek bildas lamellgrafit i kärnan, vilket gör gjutjärn olämpligt för glödgning.

Glödgning utförs i två steg. I det första steget värms vita gjutjärnsgjutgods långsamt till en temperatur av 930-1050 ° C och hålls i 15 timmar vid denna temperatur. I det här fallet sönderdelas cementiten som ingår i högtemperatur-ledeburiten, och flingliknande grafit bildas av det frigjorda kolet.

I det andra steget kyls gjutgodset till en temperatur på 700-760 °C, motsvarande den eutektoida omvandlingen, och hålls vid denna temperatur i upp till 30 timmar, eller kyls mycket långsamt. I detta fall sönderdelas cementiten som ingår i perliten. Efter slutet av det andra steget består strukturen av gjutjärn av ferrit och flinggrafit. Denna typ av gjutjärn kallas ferritiskt formbart gjutjärn.

Om kylningen inte var tillräckligt långsam i området för temperaturer som motsvarar den eutektoida omvandlingen, eller exponeringen vid det andra steget av grafitiseringen var otillräcklig, kommer nedbrytningen av cementit som ingår i perlit inte att ske fullständigt. I detta fall kommer strukturen av gjutjärn att bestå av ferrit, perlit och flinggrafit. Denna typ av gjutjärn kallas ferrit-pearlit formbart gjutjärn.

Om kylningen i temperaturområdet accelererades, kommer nedbrytningen av cementit som ingår i perlit inte att ske. I det här fallet kommer strukturen av gjutjärn att bestå av perlit och flinggrafit. Denna typ av gjutjärn kallas perlitiskt formbart gjutjärn.

Märkning. Formbart gjutjärn enligt GOST 1215-79 är märkt med bokstäverna "KCH" och två siffror: den första indikerar draghållfasthet; den andra är relativ töjning (i%).

Värdena för de mekaniska egenskaperna hos vissa formbara gjutjärn anges i tabellen. 2.

Tabell 2. Mekaniska egenskaper hos vissa sega gjutjärn

Duktilt järn

Höghållfast gjutjärn kallas gjutjärn med en sfärisk grafit som erhålls genom processen för kristallisation av gjutgodset. Denna form av grafitinneslutningar har en mindre yta jämfört med plattliknande och flingliknande med samma volym, och minskar spänningskoncentrationen.

Den sfäriska formen av grafit erhålls genom att införa magnesium, eller magnesium med nickel, eller ferrokisel i flytande gjutjärn.

Under påverkan av modifieringsmedel antar grafit en sfärisk form under kristallisation. Gjutjärn med sfärisk grafit har högre mekaniska egenskaper jämfört med andra gjutjärn. Höghållfasta gjutjärn har liknande egenskaper som gjutet kolstål, men har bättre gjutningsegenskaper, är lätta att skära och behåller hög slitstyrka. För att öka duktiliteten och segheten utsätts gjutgods av höghållfast gjutjärn för värmebehandling: glödgning, normalisering, injektion och härdning. Samtidigt med den ökade duktiliteten minskar värmebehandlingen kvarvarande spänningar i gjutgods, vilket ökar deras prestanda.

Märkning. Höghållfast gjutjärn enligt GOST 7293-85 betecknas på samma sätt som formbart gjutjärn: med bokstäverna "HF" och siffror: den första indikerar värdet på draghållfastheten, den andra - relativ töjning (i%).

Standarden tillhandahåller följande kvaliteter av gjutjärn: VCh35-22; VCh40-15; HF45-10; VC50-7; HF60-3; VC70-2; HF80-2; HF 100-2. Kemisk sammansättning av höghållfast gjutjärn: 3,2-3,6% C; 1,6-2,9% Si; 0,3-0,7 % Mn; inte mer än 0,02 % S; inte mer än 0,1 % R. Höghållfasta gjutjärn på ferritisk basis (VCh35-22, VCh40-15, VCh45-10) har δ från 22 till 10 %, 140-225 HB; på perlitbas (VCh50-7, VCh60-3, VCh70-2, VCh80-2, VCh100-2) - 5 från 7 till 2 %, 153-360 HB.

Den höga hållfastheten och duktiliteten hos höghållfasta gjutjärn gör det möjligt att använda dem för tillverkning av vevaxlar för bildieselmotorer och andra delar som arbetar i friktionsenheter under ökade belastningar.

Antifriktionsgjutjärn

Antifriktionsgjutjärn är speciella gråa och höghållfasta gjutjärn med ökade antifriktionsegenskaper. Dessa gjutjärn har en låg friktionskoefficient, beroende på förhållandet mellan ferrit och perlit i basen, samt mängden och formen av grafit. I perlitiskt gjutjärn säkerställs hög slitstyrka genom en metallbas bestående av tunn perlit och likformigt fördelad fosforeutektikum i närvaro av isolerade avlagringar av lamellgrafit.

Gjutgods gjorda av antifriktionsgjutjärn (GOST 1585-85) används för tillverkning av delar som arbetar i lagerfriktionsenheter.

Märkning. Det finns följande kvaliteter av antifriktionsgjutjärn: AChS1; ASF2; ASFZ; ASF1; AChV2; ACC1; ABC2. Bokstäverna "ACS" indikerar antifriktionsgrått gjutjärn; "AChV" - antifriktion höghållfast gjutjärn; "AChK" - anti-friktion formbart gjutjärn.

Antifriktionsgrå gjutjärn - perlitiskt gjutjärn AChS-1 och AChS-2 och perlitiskt-ferritiskt gjutjärn AChS-3 - har en låg friktionskoefficient, beroende på förhållandet mellan ferrit och perlit i basen, samt mängden och form av grafit. I perlitiskt gjutjärn säkerställs hög slitstyrka genom en metallbas bestående av tunn perlit och likformigt fördelad fosforeutektikum i närvaro av isolerade avlagringar av lamellgrafit.

Antifriktionsgrått gjutjärn används för tillverkning av glidlager, bussningar och andra delar som arbetar under friktion med metall, ofta i närvaro av ett smörjmedel. Delar som arbetar i tandem med härdade eller normaliserade stålaxlar är gjorda av gjutjärn av AChS-1 och AChS-2 kvaliteter, och för att arbeta tillsammans med termiskt obehandlade axlar används AChS-3 gjutjärn.

Antifriktion höghållfasta (med nodulär grafit) gjutjärn tillverkas med en perlitstruktur - AChV-1 och ferrit-perlit (50% perlit) - AChV-2. AChV-1 gjutjärn används för arbete i friktionsenheter med ökade periferihastigheter i samband med en härdad eller normaliserad axel.

Den största fördelen med antifriktionsgjutjärn jämfört med antifriktionsbrons är deras låga kostnad, och den största nackdelen är dålig inkörning, vilket kräver exakt passning av gnidningsytorna.

GJUTJÄRN

Gjutjärn -- Dessa är järn-kol-legeringar som innehåller mer än 2% kol och stelnar för att bilda eutektikum. Till skillnad från stål har gjutjärn låg duktilitet. Men på grund av deras höga gjutningsegenskaper, tillräckliga hållfasthet och relativa billighet har gjutjärn funnit bred användning inom maskinteknik.

Gjutjärn smälts i masugnar, kupolugnar och elektriska ugnar. Gjutjärn som smälts i masugnar är tackjärn, specialgjutjärn (ferrolegeringar) och gjutjärn. Rörledning och specialgjutjärn används för efterföljande smältning av stål och gjutjärn. Gjutjärn smälts i kupolugnar och elektriska ugnar. Cirka 20 % av allt gjutjärn som produceras används för att tillverka gjutgods.

KLASSIFICERING AV GJUTJÄRN

Gjutjärnets gjutning och mekaniska egenskaper beror på hur nära dess sammansättning är eutektisk. För att bedöma detta används två indikatorer:

Eutekticitetsgrad S E -- förhållandet mellan koncentrationen av kol C i gjutjärn och dess koncentration i eutektiken, med hänsyn tagen till inverkan av kisel och fosfor:

där 4,26 är koncentrationen av kol i "järn-grafit"-systemets eutektikum (se fig. 7.1), Si och P är innehållet av dessa grundämnen i gjutjärn, %.

Kolmotsvarighet definierad som:

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

Gjutjärn är indelade i: hypoeutektisk (S eh< 1, C эв < 4,2-4,3), eutektisk (S e 1, S ekv 4,2-4,3) och hypereutektisk (S e > 1, C eV > 4,2-4,3).

Gjutjärn kan bete sig annorlunda under kristallisation och ytterligare kylning (Fig. 1): antingen i enlighet med det metastabila tillståndsdiagrammet Fe--Fe 3 C (vita gjutjärn i vilka kol finns i form av Fe 3 C), eller i i enlighet med stabilt Fe--C diagram (grå gjutjärn där kol finns i form av grafit).

I de presenterade diagrammen (fig. 1), förutom de gemensamma linjerna AC, AE, GS, sammanfaller inte de andra linjerna. I Fe--C-systemet innehåller grafit eutektikum (austenit--grafit) 4,26 % C och bildas vid 1 153 ° C. Längs linje E " S " i temperaturområdet 1 153-738 ° C frigörs sekundär grafit. Den eutektoida transformationen sker vid 738 ° C med bildandet av en eutektoid (ferrit + grafit). Användningen av Fe--C- och Fe--Fe3C-diagrammen skiljer sig inte fundamentalt från varandra.

Sannolikheten för cementitbildning från vätskefasen är mycket högre än grafit. Varje process bestäms av termodynamiska och kinetiska förhållanden. Drivkraften för grafitiseringsprocessen är systemets önskan att minska tillgången på gratis energi. Cementit är en termodynamiskt mindre stabil fas än grafit. Skillnaden mellan bildningstemperaturerna för cementit och grafit är dock liten, och med relativt lätt underkylning kommer kristallisation av cementit snarare än grafit att inträffa.

Grafit bildas endast vid låga kylningshastigheter i ett smalt temperaturområde, när graden av underkylning av vätskefasen är låg. Vid accelererad kylning och när flytande gjutjärn underkylas under 1 147 ° C bildas cementit.

Grafitisering av gjutjärn

Grafitiseringär processen för utfällning av grafit under kristallisation eller kylning av gjutjärn. Grafit kan bildas både från den flytande fasen under kristallisationen och från den fasta fasen. Enligt Fe--C diagram under linje C " D " primär grafit bildas längs linjen E " C " F " - eutektisk grafit, längs linje E " S " -- sekundär grafit och längs P-linjen " S " TILL " -- eutektoid grafit.

Grafitisering av gjutjärn och dess fullständighet beror på kylningshastigheten, kemisk sammansättning och närvaron av grafitiseringscentra.

Inverkan av kylningshastigheten beror på det faktum att grafiteringen av gjutjärn fortskrider mycket långsamt och inkluderar flera steg:

· bildande av grafitiseringscentra i vätskefasen eller austenit;

· diffusion av kolatomer till grafitiseringscentra;

· ökad frisättning av grafit.

Under grafitisering av cementit tillsätts stadier av preliminär nedbrytning av Fe 3 C och upplösning av kol i austenit. Ju långsammare kylning av gjutjärn, desto större utveckling av grafitiseringsprocessen.

Beroende på graden av grafitisering särskiljs gjutjärn vit, grå Och halv.

Vitt gjutjärn -- erhålls med accelererad kylning och med underkylning av flytande gjutjärn under 1 147 °C, när det på grund av strukturella och kinetiska egenskaper bildas en metastabil Fe 3 C-fas snarare än grafit. Vitt gjutjärn, innehållande fixerat kol i form av Fe 3 C, kännetecknas av hög hårdhet, sprödhet och är mycket svåra att bearbeta. Därför används de inte som ett strukturellt material, utan används för att producera formbart gjutjärn genom grafitiserande glödgning.

Grått gjutjärn - bildas endast vid låga kylningshastigheter i ett smalt temperaturområde, när graden av underkylning av vätskefasen är låg. Under dessa förhållanden är allt eller det mesta av kolet grafitiserat i form av flinggrafit, och kolhalten i form av cementit är inte mer än 0,8%. Grått gjutjärn har goda tekniska och hållfasthetsegenskaper, vilket avgör dess utbredda användning som konstruktionsmaterial.

Halvgjutjärn -- intar en mellanposition mellan vitt och grått gjutjärn, och i dem är huvudmängden kol (mer än 0,8%) i form av Fe 3 C. Gjutjärn har strukturen perlit, ledeburit och lamellgrafit.

Industriellt gjutjärn innehåller 2,0-4,5% C, 1,0-3,5% Si, 0,5-1,0% Mn, upp till 03% P och upp till 0,2% S. Den starkaste positiva effekten på grafitisering orsakas av kisel. Genom att ändra kiselhalten är det möjligt att få fram gjutjärn med olika strukturer och egenskaper. (Fig. 2) anger ungefär gränserna för strukturella områden beroende på kisel- och kolhalten vid en halt av 0,5 % Mn och en given kylningshastighet (för en gjutväggtjocklek på 50 mm).

Mangan hämmar grafitisering, vilket ökar gjutjärns mottaglighet för blekning. Svavel är en skadlig förorening. Dess blekningseffekt är 5-6 gånger högre än mangan. Dessutom minskar svavel fluiditeten, främjar bildandet av gasbubblor, ökar krympningen och benägenheten att spricka. Fosfor påverkar inte grafitisering och är en användbar blandning som ökar flytbarheten av grått gjutjärn på grund av bildandet av lågsmältande (950-980) ° C fosfid-eutektikum.

Ris. 2. Strukturdiagram: 1 -- vitt gjutjärn; 2 - halvgjutjärn; 3, 4, 5 -- grått gjutjärn på perlitisk, ferrit-perlitisk respektive ferritisk bas

Genom att justera den kemiska sammansättningen och kylningshastigheten är det således möjligt att erhålla den önskade gjutjärnsstrukturen i gjutgods.

Klassificering av grått gjutjärn

Grått gjutjärn kan betraktas som en struktur som består av en metallbas med grafitinneslutningar. Egenskaperna hos gjutjärn beror på egenskaperna hos metallbasen och arten av grafitinneslutningarna.

Metallbasen kan vara: perlit när 0,8 % C är i form av cementit, och resten av kolet är i form av grafit; ferrit-perlit, när mängden kol i form av cementit är mindre än 0,8 % C; ferritisk, när kol praktiskt taget är i form av grafit.

Beroende på formen på grafitinneslutningar klassificeras grå gjutjärn i:

· gjutjärn med lamellgrafit;

· gjutjärn med flinggrafit (smidbart gjutjärn);

· gjutjärn med nodulär grafit (höghållfast gjutjärn);

· gjutjärn med vermikulär grafit.

Figur 3 visar en generaliserad klassificering av gjutjärn enligt metallbasens struktur och grafitens form.

Mikrostrukturen av gjutjärn visas i fig. 7.4.

Ris. 3.

Ris. 4. Olika former av grafit i gjutjärn: a) flinggrafit; b) flinggrafit; c) sfärisk grafit; d) vermikulär grafit. H 200

Jämfört med metallbasen har grafit låg hållfasthet. Därför kan grafitinneslutningar betraktas som diskontinuiteter (hålrum) i metallbasen, och gjutjärn kan betraktas som stål genomsyrat av grafitinneslutningar, vilket försvagar dess metallbas. Samtidigt bestämmer närvaron av grafit också ett antal fördelar med gjutjärn: god fluiditet och låg krympning; god bearbetbarhet (grafit gör spånen spröda); höga dämpningsegenskaper; antifriktionsegenskaper etc.

Vid klassificering tilldelas gjutjärn med speciella egenskaper till en separat grupp. Som regel är dessa gjutjärn legerade och är uppdelade enligt deras syfte i följande typer: antifriktion, slitstark, värmebeständig, korrosionsbeständig, värmebeständig.

Säkert har många stött på gjutjärnsprodukter i vardagen eller på jobbet. Detta material har god hållfasthet och utmärkta gjutegenskaper.

Gjutjärn är ett stål, eller mer korrekt, en järn-kol-legering, bestående av järn och kol, som har en volym från 2,14 % till max 6,67 % och kan ingå i sammansättningen som cementit eller grafit. Gjutjärn är per definition ett ingenjörsmaterial som är billigt och lätt att tillverka och fungerar som grund för stålsmältning. Dess produktion avser komplexa kemiska processer som sker i vissa produktionsstadier.

Huvudegenskaper och sammansättning

Förutom järn och kol innehåller denna legering ytterligare föroreningar som påverkar dess egenskaper. Den mångsidiga sammansättningen av gjutjärn ger den hög hårdhet, flytbarhet och ökar bräckligheten. Det innehåller: svavel, kisel, mangan, fosfor. På grund av det inkommande kolet har gjutjärnslegeringen hög hårdhet, men samtidigt minskar ämnets formbarhet och duktilitet. För att ge metallen speciella egenskaper tillsätts vissa tillsatser. Följande legeringskomponenter används: nickel, vanadin, samt krom och aluminium. Gjutjärnsformeln består av en järn-kolbas med ytterligare inneslutningar. Den har en densitet på cirka 7,2 g/cm3, vilket är ett ganska högt värde för metallföreningar.

Gjutjärn består av flera komponenter, varför egenskaperna hos dess variationer kan skilja sig avsevärt. Förutom kol och järn innehåller kompositionen upp till 2 % mangan, 1,2 % fosfor, 4,3 % kisel och upp till 0,07 % svavel. Kisel är ansvarigt för fluiditetstillståndet, förbättrar gjutkvaliteten avsevärt och gör det också mjukare. Mangan används för att öka styrkan. Tillsatsen av svavel minskar eldfastheten och minskar dess flytbarhet. Dessutom har det en skadlig effekt, manifesterad i uppkomsten av sprickor på heta gjutgods (röd sprödhet). Närvaron av fosfor minskar de mekaniska egenskaperna, men tillåter gjutning av föremål med komplexa former.

Strukturen av gjutjärn ser ut som en metallbas med grafitinneslutningar. Beroende på typ inkluderar den perlit, flinggrafit och ledeburit. Dessa element bestämmer dess egenskaper och är närvarande i varierande mängder eller helt frånvarande.

Smältpunkten sträcker sig från ett minimum av +1160 °C till ett maximum av +1250 °C. Den har höga anti-korrosionsegenskaper och motverkar aktivt både torr (kemisk) och våt korrosion. Tack vare honom föddes rostfritt stål - en stållegering med hög halt av kromkomponent.

Applikationsområde

Gjutjärn används i stor utsträckning inom maskinteknik för gjutning av olika delar. Används för tillverkning av vevaxlar och motorblock. Dessutom produceras dynor av hög kvalitet som är mycket motståndskraftiga mot friktion. De används vid låga temperaturer, där gjutjärn används uteslutande på grund av dess höga prestandaegenskaper. Dessa egenskaper används vid tillverkning av olika maskinelement som använder en gjutjärnslegering för drift i tuffa klimat. Detta material används ofta av metallurger på grund av dess utmärkta gjutningsegenskaper och låga pris. Gjutna produkter har hög slitstyrka och ökad styrka.

Många VVS-delar är också gjorda av en gjutjärnsbas. Det är radiatorer, värmeradiatorer, rör, badkar, olika diskhoar med handfat. Många produkter fungerar fortfarande idag, även om de installerades för flera decennier sedan. Dessa föremål behåller sitt ursprungliga utseende i många år och kräver inget restaureringsarbete. Dessutom anses kokkärl i gjutjärn vara en av de mest bekväma när man förbereder många rätter.

Olika sorter

Enligt dess egenskaper är gjutjärnslegering uppdelad i konvertering och gjuteri. Den första används vid stålsmältning med syreomvandlarmetoden. Denna art kännetecknas av en minskad mängd mangan och kisel. Gjutjärnsgjuterimaterial används för att tillverka många delar. Prover av produkter gjorda från denna bas kan ses på motsvarande bilder.

En speciell sort inkluderar nickel-kromlegeringar (nihards). Dessa inkluderar lågkolhaltiga och högkolhaltiga gjutjärn. Den första kännetecknas av ökad styrka, och den andra av ökad slitstyrka. Huvudsorterna är vita och gråa legeringar. Dessa material skiljer sig både i kolinnehåll och egenskaper. Dessutom används aktivt formbara, legerade och höghållfasta typer.

Grå

Grå gjutjärn har låg duktilitet, viskositet och är lätta att skära under bearbetning. De används vid tillverkning av icke-kritiska delar, såväl som element som utsätts för slitage. Grått gjutjärn innehåller kol i form av grafit, perlit eller ferrit-perlit. Dess mängd är cirka 2,5%, vilket ger hög hållfasthet till produkterna. Lådor av olika industriell utrustning, växlar, fästen och bussningar är gjorda av den grå legeringen. Ett material som innehåller en hög mängd fosfor (ca 0,3 - 1,2%) har god flytbarhet och används i konstnärlig gjutning.

Vit

Innehåller en stor mängd kol (över 3%), presenterat i form av cementit eller karbid. Den vita färgen vid brottplatsen för detta material gav sitt namn till anslutningen. En legering av denna typ har ökad bräcklighet och sprödhet, vilket avsevärt begränsar användningsområdet. Baserat på det produceras delar av enkla former för att utföra statiska funktioner utan att utsättas för betydande belastningar. De tekniska egenskaperna hos det vita materialet kan förbättras genom att lägga till legeringskomponenter. För detta används nickel, krom och mycket mindre ofta aluminium eller vanadin. Varumärket med sådana tillsatser kallas "sormite". Det används som värmeelement i en mängd olika enheter. Sormit har stabila egenskaper vid temperaturer som inte överstiger +900 °C. Detta material fungerar som grund för tillverkning av vanliga hushållsbadkar.

Formbar

Denna typ erhålls från vitt genom gjutning med ytterligare värmebehandling. I detta fall används långtidsglödgning, under vilken cementit sönderfaller och bildar grafit. Denna process kallas grafitisering med bildandet av kolflingor i strukturen. Grafit får denna form genom långvarig glödgning. Detta har en positiv effekt på metallbasen, som blir mer integrerad, duktil och viskös.

Formbart gjutjärn fungerar bra vid låga temperaturer och är inte särskilt känsligt för skärsår. Används vid tillverkning av element som arbetar under kontinuerlig friktion. Dessutom fungerar den formbara legeringen som grund för produkter med mycket komplexa konfigurationer: vinklar, bromsbelägg, tees, bilhus för bakaxlar och andra strukturer. Förbättrade egenskaper uppnås genom att tillsätta bor, tellur och magnesium.

Hög styrka

Det har ökad styrka och används för att producera kritiska produkter, och ersätter i vissa fall även stål. Detta höghållfasta gjutjärn erhålls genom att tillsätta speciella föroreningar (cerium, kalcium, yttrium, magnesium) till den grå formen. Kugghjul, kolvar, vevaxlar och andra delar är gjorda av det. Hög värmeledningsförmåga gör det möjligt att gjuta element för värmeenheter, såväl som rörledningar.

Legering

Legerad gjutjärnslegering innehåller ytterligare föroreningar. Kompositionen innehåller höga halter av titan, nickel, krom, såväl som zirkonium, vanadin, molybden, aluminium och andra element. De ger hög hållfasthet, hårdhet och slitstyrka. Legerade material används vid tillverkning av delar av mekanismer som interagerar med gasformiga och aggressiva miljöer, såväl som de som arbetar under inverkan av vattenlösningar.

Fördelar med metall

Denna legering klassificeras som ett material framställt av järnmetallurgi. Det jämförs ofta med stål när man bestämmer vissa egenskaper. Ett föremål av gjutjärn har en låg kostnad jämfört med sin motsvarighet i stål. Dessutom har gjutjärnselement mindre vikt och styrka. Dessa egenskaper hos gjutjärn utökas avsevärt genom användning av olika tillsatser till legeringarna. Dess parametrar har följande positiva egenskaper:

• miljövänligt material som används vid tillverkning av hushållsartiklar, inklusive rätter;
• resistent mot syra-basmiljö;
• hygienisk;
• förmåga att hålla temperaturen under lång tid;
• vissa typer har hållfasthet jämförbar med stål;
• operationens varaktighet, under vilken dess kvalitetsindikatorer bara förbättras;
• Helt ofarligt för kroppen.

Produktion

Tillverkning av gjutjärnslegering är en materialintensiv och kostsam process. Att smälta ett ton material kommer att kräva cirka 900 liter vanligt vatten och cirka 550 kg koks. Smältpunkten är cirka +1200 °C, vilket kräver specifik smältutrustning. För att erhålla massa krävs malm, där massfraktionen av järn som ingår är över 70 %. Utarmade malmbergarter används inte på grund av ekonomisk ineffektivitet.

Materialet smälts i speciella masugnar. Där genomgår järnmalmen en hel teknisk cykel, som börjar med reduktionen av malmoxider och slutar med tillverkningen av en gjutjärnslegering. Att gjuta materialet kräver bränsle: koks, termoantracit och naturgas. I slutet av reduktionsprocessen placeras järnet i fast form i en speciell del av ugnen för att lösa upp kolet i den. Efter interaktionen erhålls en gjutjärnsmassa, som faller ner i flytande form. Osmälta föroreningar skjuts upp till ytan och avlägsnas därefter. Denna slagg används för att producera många material. Efter att ha avlägsnat onödiga partiklar från smältan tillsätts tillsatser för att erhålla vissa kvaliteter av gjutjärnslegeringar.