La ghisa è una lega ferro-carbonio con un contenuto di carbonio superiore al 2,11% (generalmente 2,5-4%). È una lega multicomponente con ferro, carbonio e silicio come componenti principali e contiene più impurità come manganese, zolfo e fosforo rispetto all'acciaio al carbonio. A volte, per migliorare le proprietà meccaniche o fisiche e chimiche della ghisa, è possibile aggiungere una certa quantità di elementi di lega per ottenere ghisa in lega.
Classificazione della ghisa:
I. In base alle diverse forme di carbonio nella ghisa, la ghisa può essere suddivisa in
1. Carbonio della ghisa bianca, eccetto una piccola quantità disciolta nella ferrite, il resto del carbonio esiste sotto forma di cementite nella ghisa e la sua frattura è bianco-argentea, perciò è chiamata ghisa bianca. Attualmente, la ghisa bianca è usata principalmente come materia prima per la fabbricazione dell'acciaio e come pezzo grezzo per la produzione di ghisa malleabile.
2. Il carbonio della ghisa grigia è presente nella ghisa sotto forma di grafite lamellare in tutta o nella maggior parte della ghisa e la sua frattura è di colore grigio scuro, per questo è chiamata ghisa grigia.
3. Parte del carbonio nella ghisa punteggiata esiste sotto forma di grafite, simile alla ghisa grigia; l'altra parte esiste sotto forma di cementite libera, simile alla ghisa bianca. Ci sono delle corrosioni nere e bianche nella frattura, perciò è chiamata ghisa punteggiata. Questo tipo di ghisa è anche molto dura e fragile, perciò è raramente usata nell'industria.
2. In base alle diverse forme di grafite nella ghisa, la ghisa può essere suddivisa in
1. Ghisa grigia La grafite nella ghisa si presenta sotto forma di scaglie.
2. Ghisa malleabile La grafite nella ghisa esiste in cluster. Si ottiene ricotturando la ghisa bianca di una certa composizione ad alta temperatura per un lungo periodo. Le sue proprietà meccaniche (in particolare tenacità e plasticità) sono superiori a quelle della ghisa grigia, quindi è solitamente chiamata ghisa malleabile.
3. Ghisa duttile La grafite nella ghisa esiste in forma sferica. Si ottiene dopo il trattamento di sferoidizzazione prima di versare la ghisa fusa. Questo tipo di ghisa non solo ha proprietà meccaniche più elevate della ghisa grigia e della ghisa malleabile, e il suo processo di produzione è più semplice della ghisa malleabile, ma può anche essere ulteriormente migliorato tramite trattamento termico. Pertanto, la sua applicazione nella produzione sta diventando sempre più ampia.
Utilizzi di varie ghise Ghisa bianca
Il carbonio nella ghisa bianca esiste interamente sotto forma di carbonio infiltrato (Fe3c), quindi la frattura è di un bianco brillante. Pertanto, è chiamata ghisa bianca. A causa della presenza di una grande quantità di Fe3c duro e fragile, la ghisa bianca ha elevata durezza, elevata fragilità ed è difficile da lavorare. Pertanto, è raramente utilizzata direttamente in applicazioni industriali e viene utilizzata solo per alcune parti che richiedono resistenza all'usura e non sono soggette a impatto, come matrici per trafilatura, sfere di ferro per mulini a sfere, ecc. La maggior parte di esse viene utilizzata come billette per la produzione di acciaio e ghisa malleabile.
ghisa grigia
La maggior parte o tutto il carbonio nella ghisa esiste sotto forma di grafite a scaglie libera. La frattura è grigia. Ha buone prestazioni di fusione, buona lavorabilità al taglio, anti-attrito, buona resistenza all'usura e i suoi ingredienti di fusione sono semplici, economici e ampiamente utilizzati nella fabbricazione di getti complessi e parti resistenti all'usura. La ghisa grigia è divisa in tre categorie in base alla struttura della matrice: ghisa grigia a base di ferrite, ghisa grigia a base di perlite-ferrite e ghisa grigia a base di perlite. Poiché nella ghisa grigia è presente grafite a scaglie e la grafite è un componente con bassa densità, bassa resistenza, bassa durezza e plasticità e tenacità prossime allo zero. La sua esistenza è come un gran numero di piccoli spazi vuoti nella matrice di acciaio, che riducono l'area di appoggio e aumentano la fonte di cricche. Pertanto, la ghisa grigia ha bassa resistenza e scarsa tenacità e non può essere lavorata a pressione. Per migliorarne le prestazioni, una certa quantità di ferrosilicio, calcio di silicio e altri inoculanti vengono aggiunti al ferro fuso prima del versamento per raffinare la matrice perlitica.
Ghisa malleabile
La ghisa a maglio è realizzata in lega di ferro-carbonio con basso contenuto di carbonio e silicio in grezzi di ghisa bianca, quindi sottoposta a trattamento di ricottura ad alta temperatura a lungo termine per decomporre la cementite in grafite flocculante. La ghisa forgiabile è una ghisa bianca grafitizzata. La ghisa malleabile è divisa in due categorie in base alle diverse microstrutture dopo il trattamento termico; una è la ghisa malleabile a cuore nero e la ghisa malleabile a perlite. La struttura della ghisa malleabile a cuore nero è principalmente matrice di ferrite (F) + grafite flocculante; la struttura della ghisa malleabile a perlite è principalmente matrice di perlite (P) + grafite flocculante. L'altra è la ghisa malleabile a cuore bianco. La struttura della ghisa malleabile a cuore bianco è determinata dalle dimensioni della sezione trasversale. La piccola sezione trasversale è basata sulla ferrite e l'area superficiale della grande sezione trasversale è ferrite e il nucleo è perlite e carbonio di ricottura. La grafite diventa fine e uniformemente distribuita. La ghisa che ha subito questo trattamento di inoculazione è detta ghisa inoculata.
Ghisa duttile
Prima di versare il ferro fuso (ghisa duttile), viene aggiunta una certa quantità di agente sferoidizzante (comunemente usati sono ferrosilicio, magnesio, ecc.) per sferoidizzare la grafite nella ghisa. Poiché il carbonio (grafite) esiste nella matrice di ghisa in forma sferica, il suo effetto di taglio sulla matrice è migliorato e la resistenza alla trazione, la resistenza allo snervamento, la plasticità e la tenacità all'impatto della ghisa duttile sono notevolmente migliorate. Presenta inoltre i vantaggi di resistenza all'usura, assorbimento degli urti, buone prestazioni di processo e basso costo. Ora ha ampiamente sostituito la ghisa malleabile e alcune parti in acciaio fuso e forgiato, come alberi motore, bielle, rulli, assali posteriori di automobili, ecc.
