タフネスのバランスをとる素材を探している場合, 費用対効果, キャスト性 - エンジンブロックのような部品の場合, マンホールカバー, またはギアハウジング - QT400デュークアイアン (結節鉄とも呼ばれます) ゲームを変える選択です. 脆い灰色の鉄とは異なり, QT400のグラファイトは球形です (マグネシウムの追加に感謝します), 鉄の簡単な鋳造を保持しながら、鋼のような延性を与えます. しかし、それは自動車エンジンの振動に耐えたり、マンホールのカバーで渋滞したりするような現実世界のタスクでどのように機能しますか? このガイドは、その重要な特性を分解します, アプリケーション, 他の材料との比較, したがって、耐久性のために情報に基づいた決定を下すことができます, 費用効率の高いプロジェクト.
1. QT400延性鉄の材料特性
QT400の優位性は、その「延性」デザインにあります。マグネシウムはフレーク状のグラファイトを変換します (灰色の鉄で) 球形粒子に, キャスティブを犠牲にすることなく、靭性を高めます. その定義的な特性を探りましょう.
1.1 化学組成
The 化学組成 QT400のグラファイト球状化とバランスの取れた性能のために最適化されています (GB/Tのような標準あたり 1348):
| 要素 | コンテンツ範囲 (%) | 重要な関数 |
| 炭素 (c) | 3.40 - 3.80 | キャスティブを提供します; 球状のグラファイトを形成します (延性の中核) |
| マンガン (Mn) | 0.40 - 0.80 | 強度を向上させます; グラファイト形成を制御します (脆性相を避けます) |
| シリコン (そして) | 2.20 - 2.80 | グラファイト球状化を促進します; 鋳造中の耐熱性を改善します |
| 硫黄 (s) | ≤ 0.030 | 厳密に最小化されています (毒マグネシウム) - グラファイトを吸収してから薄片状の形状になります |
| リン (p) | ≤ 0.050 | 寒さの脆性を避けるために制御されます (温帯気候に適しています) |
| マグネシウム (mg) | 0.03 - 0.08 | 「延性イネーブラー」 - フレーク状のグラファイトを球体に変換します (靭性にとって重要です) |
| 他の合金要素 | トレース (例えば。, セリウム) | グラファイト球を安定させます; 腐食抵抗への軽微な後押し |
1.2 物理的特性
これら 物理的特性 QT400を複雑な形状をキャストし、毎日のストレスを処理するのに理想的にする:
- 密度: 7.10 - 7.30 g/cm³ (スチールより軽い, 自動車使用のための部品重量を削減します)
- 融点: 1200 - 1250°C (スチールよりも低い, キャスティングをより簡単かつ安価にします)
- 熱伝導率: 45 - 50 w/(M・k) 20°Cで (灰色の鉄よりも優れています, エンジン部品を涼しく保つ)
- 比熱容量: 540 J/(kg・k)
- 熱膨張係数: 11.5 ×10⁻⁶/°C (20 - 100°C, トランスミッションハウジングのような精密部品の最小限の歪み)
1.3 機械的特性
QT400の機械的特性のバランスの延性 (スチールのように) キャスト性 (鉄のように) - 負荷を負担するのに最適です, 衝撃が発生しやすい部分:
| 財産 | 値範囲 |
| 抗張力 | 400 - 550 MPA |
| 降伏強度 | ≥ 250 MPA |
| 伸長 | ≥ 15% |
| 面積の削減 | ≥ 30% |
| 硬度 | |
| – ブリネル (HB) | 130 - 180 |
| – ロックウェル (bスケール) | 65 - 80 HRB |
| – ビッカーズ (HV) | 135 - 185 HV |
| 衝撃の靭性 | ≥ 15 j 20°Cで |
| 疲労強度 | 〜180 MPa (10⁷サイクル) |
| 耐摩耗性 | 良い (1.2x灰色の鉄よりも優れています, マンホールカバーに最適です) |
1.4 その他のプロパティ
- 耐食性: 公正から良い (灰色の鉄よりも大気水分に耐えます; 亜鉛メッキバリアントは、排水システムのような屋外での使用に適しています)
- 溶接性: 貧しい (脆い溶接は簡単に形成されます - 溶接QT400よりも複雑な形状をキャストする)
- 加工性: とても良い (鋼よりも柔らかい; 高速ツールで簡単にカットします - 大量生産部品用の低いツール摩耗)
- 磁気特性: 強磁性 (欠陥チェックのための基本的な磁気検査ツールで動作します)
- 延性: 高い (壊すことなく10〜15°曲がることがあります, 脆い灰色の鉄とは異なり)
2. QT400延性鉄の用途
QT400のキャスティブの組み合わせ, タフネス, コストにより、自動車の定番となります, 工事, と機械. 主要な用途は次のとおりです, 実際の例があります:
2.1 自動車
- エンジンブロック: 乗用車と軽トラック用 (熱と振動を処理する必要があります). 中国の自動車メーカーは、1.5LガソリンエンジンブロックにQT400を使用しています。 (ウォータージャケット, オイル通路) 簡単に, 150°Cのエンジン熱に耐えました 200,000 km.
- トランスミッションハウジング: ギアとシャフトを囲みます (耐衝撃性が必要です). ドイツの自動車サプライヤーがトランスミッションハウジングにQT400を使用しています。 (例えば。, 道路の破片) 割れずに, byのアウトパフォーマンスアルミニウム 30% 耐久性.
- ホイールハブ: ホイールを車軸に接続します (道路ショックを処理します). 日本の自動車メーカーは、ホイールハブにQT400を使用しています。 150,000 km対. 100,000 灰色の鉄のkm.
- ブレーキコンポーネント: ブレーキキャリパーとドラム (耐熱性が必要です). インドの自動車メーカーは、ブレーキドラムにQT400を使用しています。, コスト 20% スチールよりも少ない.
2.2 工事
- マンホールカバー: 都市道路と下水道の場合 (交通量の多いものを処理します). 米国. 都市はQT400マンホールカバーを使用しました 10 割れずに年, vs. 5 灰色の鉄のカバーの年.
- 排水システム: パイプとグレート (水分と衝撃に耐えます). ブラジルの都市はQT400ドレナージ格子を使用しました。, 交換費用を削減します 40%.
- 構造コンポーネント: ファサードを建設するためのブラケット (体重を保持する必要があります). シンガポールの建設会社は、QT400ブラケットを使用しました 500 kgファサードパネル 15 年, 曲げの兆候はありません.
2.3 機械工学
- 機械部品: 小型産業用マシン用のギアハウジング (例えば。, コンベアシステム). バングラデシュテキスタイル会社はQT400ギアハウジングを使用しています。, 毎日8時間の使用から振動を吸収しました.
- ギア: 農業機械用の低トルクギア (例えば。, 小さなトラクター). ナイジェリアの農機具ブランドは、QT400ギアを使用しています 3 ほこりっぽい状況での年, vs. 2 灰色の鉄の年.
- シャフト: 短い, ポンプ用の低速シャフト (例えば。, ウォーターポンプ). トルコの機械メーカーは、QT400シャフトを使用しています (溶接は必要ありません) 湿った状態で錆に抵抗しました.
- ベアリング: ファンや小さなモーターのためのベアリングハウジング (ベアリングをしっかりと保持する必要があります). インドネシアアプライアンスブランドは、QT400ベアリングハウジングを使用しています 25% 鋼鉄よりも少なく続きました 5 年.
2.4 その他のアプリケーション
- 農業機械: プラウのシェアとトラクター車軸ハウジング (粗い土壌を処理します). 米国. 農機具ブランドはQT400プラウの株を使用しています。 2 季節, vs. 1 灰色の鉄の季節.
- マイニング機器: 炭鉱用の小さなクラッシャーバケット (マイナーな影響を処理します). オーストラリア鉱山はQT400クラッシャーバケットを使用しています。 18 数ヶ月, メンテナンス時間の削減.
- 配管システム: 給水用の厚壁パイプ (プレッシャーに抵抗します). ロシアの都市はQT400水道管を使用しました - 耐えられました 1.6 MPAの水圧 20 年, 漏れがない.
- オフショア構造: 沿岸桟橋のマイナーなサポートブラケット (塩水に抵抗します). QT400ブラケットを使用したベトナムの港 - 塩水腐食に抵抗するために除銀行, 続く 12 年と年. 8 鋼の年.
3. QT400延性鉄の製造技術
QT400の製造は、グラファイトの紡績と正確な鋳造に焦点を当てています。:
3.1 一次生産
- キューポラ炉: 従来の方法 - アイアン鉱石とコーラは溶けています, 次に、マグネシウムを加えてグラファイトを球状化します (大量に使用されます, マンホールのような低コストの部品).
- 誘導炉: 最新の方法 - 彫刻鉄は電界で溶けています, 正確なマグネシウム投与で (エンジンブロックなどの高品質の部品に最適です, グラファイト制御が重要です).
- 電気弧炉 (EAF): まれに使用されません (誘導はマグネシウム制御に適しています); パイプのような単純な部品の大きなバッチにのみ使用.
3.2 二次処理
- 鋳造:
- 砂鋳造: 最も一般的な - モルテンQT400は砂型に注がれています (例えば。, エンジンブロック, ギアハウジング) 複雑な形状を作成します.
- 永久型鋳造: 高精度部品に使用されます (例えば。, ホイールハブ) - モルテンアイロンは、緊密な耐性のために金属型に注がれます (±0.1 mm).
- 熱処理:
- アニーリング: 加熱されています 850 - 900°C, 遅い冷却 - 機械加工用のQT400をソーフ化します (例えば。, トランスミッションハウジングの掘削穴) 内部応力を減らします.
- 正規化: 加熱されています 900 - 950°C, 空冷 - マンホールカバーのような荷重をかける部品の強度を改善します.
- 表面処理:
- 亜鉛メッキ: 溶融亜鉛に浸す (50–80μmコーティング) - 腐食に抵抗するために排水格子や沖合の括弧などの屋外部品のために使用される.
- 絵画: エポキシペイント - 美学や軽微な錆の保護のためのギアハウジングのような屋内部品に適用されます.
3.3 品質管理
- 化学分析: 分光測定はマグネシウム含有量をチェックします (クリティカル - リトルマグネシウム=フレークグラファイト, 多すぎる=脆い部分).
- 機械的テスト: 引張試験は強度/伸長を測定します; 衝撃テストでは、靭性が検証されます (QT400が灰色の鉄のように割れないようにします).
- 非破壊検査 (NDT):
- 超音波検査: 内部欠陥を検出します (例えば。, 気泡) エンジンブロックのような厚い部分.
- 磁気粒子検査: ホイールハブやマンホールカバーなどの部分の表面亀裂を見つけます.
- 寸法検査: キャリパーとレーザースキャナーは、形状とサイズを検証します (エンジンブロックの場合は±0.1 mm, マンホールカバーの場合は±0.2 mm - 他のコンポーネントに適合する部品の維持部品).
4. ケーススタディ: QT400が動作します
4.1 自動車: 中国の1.5Lエンジンブロック生産
1.5LエンジンブロックのためにアルミニウムからQT400に切り替えた中国の自動車メーカー. アルミニウムブロックはキャストするのに費用がかかりました (複雑な形状には、より多くの機械加工が必要でした), QT400 キャスト性 自動車メーカーを砂型に直接注ぎましょう (節約 30% 加工コストについて). テストでは、QT400ブロックが続いたことが示されました 200,000 km - アルミニウムとしてのサメ - しかしコスト 25% 少ない. スイッチが保存されました $5 毎年百万 500,000 生産された車.
4.2 工事: 私たち. 都市のマンホールがカバーしています
米国. シティは、灰色の鉄のマンホールをQT400に置き換えました. 灰色の鉄はひび割れた後 5 10トンのトラックトラフィックの年, QT400 タフネス (伸長≥15％) ひび割れを防ぎました 10 年. 買った街 10,000 QT400カバー - 賞賛 \(200 交換費用のカバーごと (合計 \)2 百万以上 10 年) 道路修理のダウンタイムを短縮します.
4.3 農業: ナイジェリアのトラクタープラウシェア
プラウの株式にQT400を使用したナイジェリアの農機具ブランド. 灰色の鉄の株は後に壊れました 1 岩だらけの土壌の季節, しかし、QT400 耐摩耗性 そして 延性 それらを最後にさせてください 2 季節. 農民は救った $50 プラウごと (毎年株式を置き換える必要はありません), そして、ブランドの売り上げは上昇しました 40% 耐久性が向上しているため.
5. 比較分析: QT400対. その他の材料
QT400は、キャストの代替品までどのように積み重なっていますか, 厳しい部分?
5.1 他のアイアンとの比較
| 特徴 | QT400デュークアイアン | 灰色の鉄 (HT200) | 白い鉄 | 順応性のある鉄 (KTH300-06) |
| 降伏強度 | ≥ 250 MPA | ≤ 150 MPA | ≥ 300 MPA | ≥ 200 MPA |
| 伸長 | ≥ 15% | ≤ 0.5% | ≤ 1% | ≥ 6% |
| 衝撃の靭性 (20°C) | ≥ 15 j | ≤ 5 j | ≤ 3 j | ≥ 10 j |
| キャスト性 | 素晴らしい | 素晴らしい | 良い | 公平 |
| 料金 (トーンごと) | \(800 - \)1,000 | \(600 - \)700 | \(900 - \)1,100 | \(1,100 - \)1,300 |
| に最適です | 厳しい, パーツをキャストします | 脆い, 安い部品 | 耐摩耗性の部品 | 低い鋳造部品 |
5.2 他の金属との比較
- スチールvs. QT400デュークアイアン: 鋼は降伏強度が高くなっています (例えば。, Q235: 235 MPa以上; Q345: ≥345MPa) しかし、複雑な形にキャストするのは難しいです. QT400コスト 30% エンジンブロックのような部品のスチールよりも少なく、大量生産しやすい.
- アルミニウム対. QT400デュークアイアン: アルミニウムは軽量です (2.7 g/cm³vs. 7.2 g/cm³) しかし、さらに2倍の費用がかかり、それほど難しくありません. QT400は、耐衝撃性を必要とする部品に適しています (例えば。, トランスミッションハウジング) または低コスト.
- 銅と. QT400デュークアイアン: 銅はより腐食耐性ですが、キャストするのが難しくなります. QT400は手頃な価格に優れています, マンホールのようなタフな部分.
5.3 複合材料との比較
- 延性鉄Vs. 繊維強化ポリマー (FRP): FRPは腐食耐性ですが、3倍の費用がかかり、硬くなりません. QT400は、排水パイプやギアハウジングなどの荷重をかける部品に適しています.
- 延性鉄Vs. 炭素繊維複合材料: 炭素繊維は軽量ですが、10倍の費用がかかり、脆い. QT400は、大量生産の方が実用的です, ホイールハブのような衝撃が発生しやすい部品.
5.4 他のエンジニアリング材料との比較
- 延性鉄Vs. 陶器: セラミックは硬いが脆い (衝撃の靭性 <5 j) そして、さらに4倍の費用がかかります. QT400は、強度と延性の両方を必要とする部品に適しています, ブレーキコンポーネントのように.
- 延性鉄Vs. プラスチック: プラスチックは安いですが、低温で溶けます (≤100°C) 強度が低い. QT400は、エンジンブロックのような高温または負荷をかける部品に最適です.
6. QT400延性鉄に関するYiguテクノロジーの見解
Yiguテクノロジーで, キャスト可能なプロジェクトにはQT400をお勧めします, 自動車エンジンブロックのように、低コストでのタフな部品, マンホールカバー, またはギアハウジング. その マグネシウム対応延性 灰色の鉄の脆性を修正します, その間 キャスト性 機械加工コストと削減. 鋼鉄. カスタムサンドキャスティングを提供しています (複雑な形の場合) そして亜鉛メッキ (屋外で使用します) パフォーマンスを最大化するため. QT400はスチールほど強くはありません, その 30% 低コストとより簡単な生産により、クライアントが超高強度よりも価値と耐久性を優先するための賢明な選択となります.
