Kulegrafittjern

Støpejern er en fellesbetegnelse på en gruppe jernbaserte legeringer som inneholder både karbon og silisium. Alle typer støpejern deler den egenskapen 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 sammensetningen 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.

Støpejern har en lang rekke bruksområder. Man finner støpejern i 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.

Hva er kulegrafittjern?

Kulegrafittjern er støpejern der grafitten er utfelt som kulelignende strukturelementer i stedet for lameller, slik som det forekommer i grått støpejern. Kulestrukturen gjør at man reduserer spenningskonsentrasjonene i jernet og strukturen får derved høyere materialfasthet, og materialet har større strekkfasthet og duktilitet enn gråjern med samme mengde grafittinnhold. Kuleformen i strukturen oppnås ved at det under smelteprosessen tilsettes små mengder av nikkel-magnesium eller ferrosilisium-magnesium til gråjernsmelten. Dette gjøres like før utstøpingen av jernet skal skje. Kulegrafittjern, som også bærer navnet seigjern, anvendes til verktøy, maskindeler og rørdeler, hvor det fortrenger såvel støpestål som aduserjern. Kulegrafittjern kan bearbeides med sponskjærende verktøy, men det egner seg dårlig til sveising. Den høye materialfastheten kontra grått støpejern gjør at kulegrafittjern også kan erstatte støpestål.

Støpejern til komplekse industrideler

Selv om støpejern brukes innen en lang rekke industrisektorer, er bilindustrien og tungt maskineri de sektorene som er de største og viktigste sluttbrukerne av materialet. Støpejern brukes blant annet til produksjon av bremseskiver i store antall eller store pumper i mindre serier med krav til raske produksjonstider. Disse to komponentene representerer for øvrig to hovedgrunner til at flere og flere produsenter bruker støpejern. Ved produksjon av svært store partier eller til utforming av komplekse industrideler, finnes det ikke noen realistisk alternativ til støpejern. Støpejern har vært i bruk i mange hundre år og med hjelp av moderne teknologi er dagens støpejern langt mer avansert og bedre forstått enn det var for bare 20 år siden. I noen tilfeller gjør dette støpejern til et utmerket alternativ til stål, i en tid der det er et konstant press på å redusere prisene og øke produktiviteten. De siste 20 årene har forskere og industrien sammen klart å gjøre støpejern lettere, sterkere og rimeligere. De har også oppnådd støpejern med langt høyere slitestyrke enn man så for bare noen få år siden. For hver type støpejern er det flere grader med svært varierende mekaniske egenskaper. Disse variasjonene er oftest et resultat av forskjellene i mikrostrukturen til metallbasen som omgir grafitten. I tillegg til å måtte velge mellom de ulike typene av støpejern, må produsentene også ta hensyn til at metallurgien i støpejern er meget kompleks. Støpeprosessen er helt avgjørende for å skape mikrostrukturer i jernet som har de egenskapene sluttbrukeren søker.

Fremtiden til støpejern

Grunnet en produksjonslinje som reduserer både tid og kostnad er det ikke tvil om at vi vil se høyere produksjon av både grått støpejern og ikke minst kulegrafittjern. Det har vært enorme framskritt de siste årene og det jobbes kontinuerlig med ny teknologi som er forventet å gi oss enda flere bruksområder for støpejern i fremtiden.

 

Privacy Policy