Vergelijking van grijs en wit gietijzer | Belangrijke verschillen

Gietijzer is een van de bekendste materialen voor gietijzer. Het wordt gekenmerkt door robuustheid, goede slijtvastheid, thermische geleidbaarheid en andere aantrekkelijke eigenschappen. Behalve dat het zelf geen metaal is. Het is een legering.

Normaal gesproken is dit materiaal een ijzer-koolstof legering. Het bestaat uit ten minste 90% metaal en maximaal 6,67% niet-metaal. Naast koolstof zelf kan de legering ook andere onzuiverheden bevatten – mangaan, fosfor, silicium, enz. Niet alleen de materiaalsoort is belangrijk, maar ook de fysische en chemische eigenschappen van het materiaal.

Zo zijn wit en grijs gietijzer het meest gebruikt. Zij verschillen wat betreft het percentage koolstof in hun samenstelling. Dit leidt ook tot verschillende prestatie-eigenschappen.

In dit artikel bekijken we de verschillen tussen grijs en wit gietijzer – en wat beter is voor specifieke toepassingen.

“Grijs gietijzer

Grijs gietijzer bevat tot 3,5% koolstof. Dit niet-metaal is aanwezig in zijn grafietvorm (d.w.z. in de vorm van hexagonale lamellaire tweedimensionale kristallen). Bovendien voorziet GOST 1412 in de opneming van stoffen zoals:

1. Silicium (tot 2,5%). Verbetert de gieterijeigenschappen, verhoogt de zachtheid, maar niet in voldoende mate om de weerstand tegen vervorming te verminderen;

2. Mangaan (tot 0,8%). Verhoogt de sterkte, vormt stabiele interne spanningen die de weerstand tegen externe mechanische invloeden verhogen

3. Fosfor (tot 0,3%). Een schadelijke onzuiverheid die niettemin niet volledig kan worden geëlimineerd tijdens de productie. De concentratie ervan in grijs is echter minimaal.

De algemene samenstelling van het materiaal zorgt voor een uitstekende weerstand en slijtvastheid. Daarom wordt hij het meest gebruikt in zware machines voor niet-schokkende onderdelen. Het wordt ook gebruikt voor structurele onderdelen van werktuigmachines.

Een interessante eigenschap van grijs ijzer is zijn vloeibaarheid bij het gieten. Daardoor wordt het ook gebruikt bij de vervaardiging van halffabrikaten. Diverse gietijzeren hekken met complexe geometrie en textuur, glas-in-lood elementen en decoratieve voorwerpen – allemaal gemaakt van deze legering.

Het is ook kneedbaar.

Anderzijds is de mechanische sterkte ervan vrij gering. Kan barsten of splijten bij schokbelasting en soortgelijke invloeden. Het wordt zelden gebruikt voor het gieten van “kritische” functionele eenheden en structurele onderdelen – ook vanwege de geringe sterkte.

Het grijze gietijzer daarentegen is drukvast en kan zelfs zware belastingen aan. Bijgevolg wordt het gebruikt bij de productie van kolommen, riool-, water- en verwarmingsbuizen, machinebedden en motorzuigers.

Voordelen

• Druksterkte, waardoor onderdelen onder belasting kunnen worden gebruikt;

• Mechanische weerstand en duurzaamheid;

• Vloeibaarheid tijdens het gieten.

Nadelen

• Lage sterkte, waardoor de structuur minder bestand is tegen stootbelasting;

• Gemiddelde thermische geleidbaarheid;

• Matige hittebestendigheid.

Grijs gietijzer wordt nauwelijks gebruikt in de huiselijke omgeving, en in de productie wordt het vaker gebruikt voor verdere verwerking tot kneedbare, slijtvaste en kneedbare versies. Na het legeren met andere additieven, kan het ook worden gebruikt voor het maken van kookgerei.

“Wit” gietijzer

Wit gietijzer is een koolstof-ijzerlegering waarin alle koolstof gebonden is (als Fe-cementiet)₃C). Tot 3,8% niet-metaalhoudend. En dit verandert de prestatie-eigenschappen van het materiaal aanzienlijk. Andere onzuiverheden zijn overigens vrijwel afwezig.

Wit gietijzer wordt gekenmerkt door zijn hardheid – maar het is ook zeer bros. De onderdelen ervan kunnen breken of vervormen als gevolg van zowel mechanische als thermische effecten. Deze legering heeft ook vrijwel geen eigenschappen die van belang zijn voor de productie van eindproducten.

Het is dus niet kneedbaar en kan niet worden gegoten, maar is bestand tegen snijden en smeden. Weerstand tegen hoge temperaturen Wit gietijzer kan niet worden bewerkt vanwege zijn onbetrouwbare eigenschappen en het feit dat het niet kan worden verwerkt tot complexe voorwerpen of voorwerpen met kleine afmetingen.

En “wit materiaal” zelf wordt nauwelijks gebruikt in de productie. Het dient als basis voor andere legeringen – waaronder hoge sterkte en kneedbare. Het wordt ook vaak verwerkt tot staal – een verbinding van ijzer en koolstof in kleine hoeveelheden (tot 0,6%) en andere permanente of legeringsadditieven.

Samengevat.

Voordelen

• Materiaalzuiverheid (laag niveau van vreemde materiaalonzuiverheden);

• Robuust, bestand tegen snijden en andere vervormende invloeden;

• Slijtvastheid.

Nadelen

• Extreem slechte prestaties, het is vrijwel onverwoestbaar;

• Lage vloeibaarheid, waardoor het moeilijk te gieten is;

• Broos, barst en brokkelt gemakkelijk af, zelfs bij kleine schokken.

Al deze nadelen maken wit gietijzer ongeschikt voor gebruik in de machinebouw of op andere gebieden. Daarom is het zo zeldzaam. Maar op basis daarvan met legering door externe toevoegingen of juist met raffinage worden andere praktische en veel gebruikte legeringen gemaakt.

Wat is beter – grijs of wit gietijzer??

Grijs is vloeibaar, robuust en mechanisch stabiel, maar wordt gemakkelijk beschadigd door snijden en is niet altijd bestand tegen schokbelasting. Wit gietijzer daarentegen is vrijwel onverwoestbaar door snijden, maar is zeer bros, kneedbaar en onbrandbaar en kan in principe niet in zijn puurste vorm worden gebruikt.

Maar dit is niet het enige verschil tussen de materialen.

In het algemeen wordt wit gietijzer nauwelijks gebruikt in eindproducten. Het is een grondstof voor andere legeringen, waaronder staal. Maar grijs wordt veel gebruikt. Maar in de huishoudelijke sfeer is het gemakkelijker om gelegeerd of speciaal bereid – bijvoorbeeld hoge sterkte, antifrictie of kneedbaar gietijzer – te “ontmoeten”.