เหล็กหล่อสีเทา เหล็กหล่อเหนียว และเหล็กหล่ออบเหนียวเป็นวัสดุเหล็กหล่อหลักสามประเภท โดยมีความแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญในโครงสร้างจุลภาค คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ และกระบวนการผลิต โดยหลักแล้วเนื่องมาจากความแตกต่างทางสัณฐานวิทยาของกราไฟท์ นี่คือการเปรียบเทียบโดยละเอียด:
1. เหล็กหล่อสีเทา
• สัณฐานวิทยาของกราไฟท์: กราไฟท์เกล็ด (พื้นผิวแตกหักสีเทา)
• โครงสร้างจุลภาค: เกล็ดกราไฟท์จะกระจายตัวอยู่ในเมทริกซ์เฟอร์ไรต์หรือเพิร์ลไลต์; ความเข้มข้นของความเค้นเกิดขึ้นได้ง่ายที่ส่วนปลายของเกล็ดกราไฟท์
• ลักษณะการปฏิบัติงาน:
º ข้อดี: ประสิทธิภาพการหล่อที่ดี ทนต่อการสึกหรอ ลดแรงสั่นสะเทือน (เกล็ดกราไฟท์ดูดซับแรงสั่นสะเทือน) และความสามารถในการขึ้นรูป ต้นทุนต่ำ
º ข้อเสีย: ความแข็งแรงต่ำ, ความเป็นพลาสติกต่ำ (แทบไม่มีความเหนียว), ความเปราะบางสูง; ความต้านทานแรงดึงต่ำกว่ากำลังอัดมาก
• การใช้งาน: ฐานเครื่องมือกล เสื้อสูบ จานเบรก ตัวเรือนวาล์ว และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ต้องการการลดแรงสั่นสะเทือนและความต้านทานการสึกหรอ
2. เหล็กหล่อเหนียว (หรือเหล็กหล่อเป็นก้อนกลม)
• สัณฐานวิทยาของกราไฟท์: กราไฟท์ทรงกลม (ได้มาจากการบำบัดด้วยแมกนีเซียมหรือซีเรียม ฯลฯ)
• โครงสร้างจุลภาค: กราไฟท์ทรงกลมมีผลในการตัดน้อยกว่าบนเมทริกซ์ ส่งผลให้มีการใช้เมทริกซ์ที่มีความแข็งแรงสูง (เฟอร์ไรต์ เพิร์ลไลต์ หรือของผสม)
• ลักษณะการปฏิบัติงาน:
º ข้อดี: มีความแข็งแรงสูง มีความเป็นพลาสติกและความเหนียวที่ดี (การยืดตัวอาจสูงถึง 10%-25%) ความต้านทานแรงดึงใกล้เคียงกับเหล็ก ในขณะที่ยังคงรักษาความต้านทานการสึกหรอและคุณสมบัติการลดแรงสั่นสะเทือน
º ข้อเสีย: ข้อกำหนดสูงสำหรับกระบวนการหล่อ (ต้องผ่านกระบวนการทำให้เป็นทรงกลม) ต้นทุนสูงกว่าเหล็กหล่อสีเทา
• สถานการณ์การใช้งาน: เพลาข้อเหวี่ยง เกียร์ ท่อ ชิ้นส่วนแชสซีของรถยนต์ และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ต้องทนต่อโหลดแบบไดนามิก
3. เหล็กหล่ออ่อนได้
• สัณฐานวิทยาของกราไฟท์: กราไฟท์เป็นก้อนกลม (เกิดจากการหลอมเหล็กหล่อสีขาว)
• โครงสร้างจุลภาค: กราไฟท์จับตัวเป็นก้อน โดยมีผลกระทบต่อการตัดบนเมทริกซ์น้อยกว่ากราไฟท์แบบเกล็ด แต่จะอ่อนกว่ากราไฟท์ทรงกลม
• ลักษณะการปฏิบัติงาน:
º ข้อดี: มีความเหนียวและความเป็นพลาสติกสูงกว่า (โดยทั่วไปการยืดตัวจะอยู่ที่ 5%-15%) เหนือกว่าเหล็กหล่อสีเทา และสามารถทนต่อแรงกระแทกบางอย่างได้
º ข้อเสีย: กระบวนการผลิตที่ซับซ้อน (ต้องอบอ่อนนาน) ต้นทุนสูง และความหนาของผนังจำกัด
• การจำแนกประเภท:
เหล็กหล่ออบเหนียว Blackheart (เฟอริติกเมทริกซ์): มีความเหนียวดี ใช้สำหรับข้อต่อท่อและชิ้นส่วนรถยนต์
º เหล็กหล่ออบเหนียว Whiteheart (ขจัดคาร์บูไรซ์ที่พื้นผิว): เชื่อมได้ดี ใช้สำหรับชิ้นส่วนที่มีผนังบาง-
เหล็กหล่ออบเหนียว Pearlitic: มีความแข็งแรงสูง ใช้สำหรับชิ้นส่วนที่ทนทานต่อการสึกหรอ-
• สถานการณ์การใช้งาน: อุปกรณ์ท่อ อุปกรณ์การเกษตร ชิ้นส่วนรางรถไฟ และชิ้นส่วนผนังบาง-อื่นๆ ที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้ความเหนียว
คำแนะนำในการคัดเลือก
• ต้องการการลดแรงสั่นสะเทือนและต้นทุนต่ำ → เหล็กหล่อสีเทา
• ต้องการความแข็งแรงและความเหนียว → เหล็กหล่อเหนียว (สามารถทดแทนเหล็กบางส่วนได้)
• ชิ้นส่วนผนังบาง-ที่มีรูปร่างซับซ้อนซึ่งต้องการความเหนียว → เหล็กหล่ออบเหนียว (โดยเฉพาะอย่างยิ่งในข้อต่อท่อ)
แม้ว่าวัสดุทั้งสามชนิดนี้ทั้งหมดจะอยู่ในตระกูลเหล็กหล่อ แต่คุณสมบัติและการใช้งานของพวกมันจะแตกต่างกันอย่างมากเนื่องจากกราไฟท์มีรูปแบบต่างกัน เนื่องจากประสิทธิภาพโดยรวมที่ยอดเยี่ยม เหล็กดัดจึงกลายเป็นวัสดุเหล็กหล่อที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในอุตสาหกรรมสมัยใหม่
