Grått støpejern


Støpejern er en fellesbetegnelse på en gruppe jern basert på legeringer som inneholder både karbon og silisium. Alle typer støpejern deler den egenskap at de størkner i et eutektikum. En eutektisk blanding er en blanding av to stoffer som begge har et lavere smeltepunkt enn hver av de rene stoffene og noen annen blanding av dem sammensatt, og hvor den faste massen har samme totale sammensetning som da den var flytende. Karboninnholdet i støpejern er minimum 2,1 % av den totale vekten. Jernlegeringer med lavere innhold av karbon defineres som karbonstål. Vanlig innhold av legeringselementer er 2,1–4 % karbon, 1–3 % silisium og inntil 0,5–1 % av andre elementer som mangan, kobber, tinn, med flere. Antall legeringselementer og prosentgrad av innhold bestemmes av hvilke egenskaper støpejernet skal ha.

Bruksområde

Støpejern har en lang rekke bruksområder, blant annet maskindeler, skipsdeler, vannrør, soilrør, kumlokk, og bildeler. Bilindustrien står faktisk alene for en betydelig del av verdensproduksjonen av støpejern. Jernet brukes blant annet til ulike motor-, styrings-  og bremsedeler. Støpejern er også den mest brukte typen jern når det kommer til produksjon av hverdagsvarer som vedovner, stekepanner og gryter.

Produksjon

Støpejern lages ved at jernholdige råmaterialer smeltes sammen med karbon og andre legeringselementer i en såkalt smelteovn, eller masovn som det også kalles. Blandingen forblir i ovnen til ønsket temperatur og strukturell kjemi er oppnådd. Etter smelting blir jernet tappet i en øse og nye legeringselementer tilsettes før massen transporteres til sandformer som gir den ønskende formen på det som skal lages. Støpejern deles i to hovedkategorier; hvitt og grått. Klassifisering gjøres ut fra utseendet på bruddflaten til det ferdigstøpte jernproduktet. I hvitt støpejern foreligger karbonet som cementittsom og gir et meget hardt og slitesterkt materiale. I grått støpejern derimot, foreligger karbonet som utskilt grafitt. Grunnen til denne forskjellen er å finne i at legeringer av jern og karbon har to ulike fasediagrammer. Enkelt forklart er dette avhengig av hvilken størkningsmetode som benyttes. Ved en svært rask størkning vi jernet følge det metastabile systemet, mens en størkning som tar lengre tid vil følge det stabile. For å unngå at man ender opp med hvitt støpjern som ikke kan maskinbehandles, er det vanlig at støpen tilsettes ympemiddel før støping.

Grått støpejern

Grått støpejern, som er den mest anvendte typen støpejern, deles selv inn i flere underkategorier. Kategorisering bestemmes av hvordan den utskilte grafitten opptrer. De to viktigste typene av grått støpejern er flakgrafitt, ofte omtalt som grått støpejern, og kulegrafitt, som er mer kjent som seigjern. Seigjern har fått navnet sitt fra jernets strekkfasthet som grunner i at grafitten er utfelt som kulelignende strukturelementer i stedet for lameller, slik den foreligger i grått støpejern. Spenningskonsentrasjonene i strukturen blir derved langt mindre, og materialet får en langt bedre strekkfasthet.  Dette er egenskaper som gjør at det ofte brukes til produksjon av verktøy, maskindeler og rørdeler, nøkler, vingeskruer og låsdeler. De mekaniske egenskapene til disse to er også veldig forskjellige. Ettersom flakgrafitt tåler høy varme og har meget god dempningsevne, egner den seg meget godt til produksjon av motorblokker og andre bildeler, som for eksempel bremser. Er man usikker på hvilket metall man har med å gjøre, kan man enkelt skille de to typene støpejern ved å slå den med en slegge eller hammer. Grått støpejern kan relativt enkelt slås i stykker, men tar man en slegge til et stykke seigjern vil en knekke skaftet på slegga lenge før jernet gir seg.

Metallografisk støpejern

Grått støpejern inndeles også i ulike grader av metallografisk, perlittisk støpejern. Dette er støpejern som har relativt høy styrke og derfor blant annet brukes til produksjon av maskindeler. En annen type metallografisk støpejern er ferrittisk støpejern, som brukes til ovner og peiselementer. Ved å endre på legeringen til grått støpejern, kan man endre egenskapene til jernet videre. Varmebestandig støpejern framstilles for eksempel ved tilsetning av krom.

 

Privacy Policy