Kulegrafittjern er en type støpejern der grafitten foreligger som kuler istedenfor som flak/lameller som tilfellet er i vanlig grått støpejern. Kulene har vanligvis en diameter mellom 10 og 80 mikrometer. Sammenlignet med grått støpejern har kulegrafittjern større strekkfasthet, bruddspenning og duktilitet enn grått støpejern med samme grafittinnhold.
seigjern, nodulært støpejern
Ulefos kumlokk i kulegrafittjern (gategods).
Dette er Trondheims logolokk med motiv fra Trondheims kommunevåpen. Byvåpenet ble vedtatt i 1897 og tok utgangspunkt i det gamle byseglet fra 1200-tallet. Motivet reflekterer 1200-tallets tenkning angående balansen mellom kongemakt og kirkemakt. Biskopen i sin kirke og kongen i sin borg symboliserer at byen var Norges første hovedstad og erkebiskopens residensstad. Vekten som kongen holder, symboliserer rettferdighet. De tre hodene nederst kan symbolisere byrådet. (Ref.: http://kumlokk.no/nr-11-trondheim-kommune/)
Umalt støpejern som er montert i gatebildet, ruster ikke på samme måte som et ubeskyttet konstruksjonsstål vil gjøre. Tidlig dannes det et brunt rustsjikt (støpejernets patina) som beskytter mot videre korrosjon.
Kulegrafittjern ble utviklet på slutten av 1940-tallet og anvendes i rør og rørdeler, gategods (for eksempel kumlokk) og i deler til maskiner, kjøretøy, anleggsmaskiner, vindmøller (for eksempel tannhjul, motorstempler, veivaksler, veivstenger, ventiler, ventilhus). I flere anvendelser har kulegrafittjern erstattet både støpestål og aduserjern.
Som i gråjern er grunnmassen enten ferrittisk eller perlittisk, avhengig av kjemisk sammensetning og avkjølingsforholdene under utstøpingen. En perlittisk grunnmasse gir høyere styrke enn en ferrittisk grunnmasse.
I gråjern fremmes flak-formen av forurensninger av oppløst svovel og oksygen i jernsmelten. Svovel og oksygen fjernes fra smelten ved å tilsette noen hundredels vektprosent magnesium, vanligvis i form av ferrosilisium-magnesium (magnesiumbehandling). Dette fører til at grafitten vokser som kuler, som er en foretrukken geometri fordi den gir minst overflateareal og -energi.
Grafitt har imidlertid vanskelig for å krystallisere i en ren smelte. For å oppnå en homogen og tett fordeling av grafittkuler blir smelten derfor ympet (inokulert) under eller like før utstøpingen. Da tilsettes et ympemiddel, som gjerne er et ferrosilisiumbasert grovt pulver som er tilsatt små mengder av ett eller flere elementer som kalsium, barium, strontium, zirkonium, aluminium, sjeldne jordartsmetaller. I smelten danner disse elementene sammen med magnesium komplekse partikler som grafittkulene vokser rundt.
Under belastning av en komponent blir spenningskonsentrasjonene rundt grafitten mindre når grafitten foreligger som kuler istedenfor som flak (de tynne grafittflakene i gråjern virker bruddanvisende). Materialet får derfor høyere strekkfasthet, bruddspenning og duktilitet enn gråjern med samme grafittinnhold. Av denne grunn bærer kulegrafittjern også navnet seigjern (duktilt støpejern). Et mindre brukt navn er nodulært støpejern som henspiller på grafittens form.
Kommentarer
Kommentarer til artikkelen blir synlig for alle. Ikke skriv inn sensitive opplysninger, for eksempel helseopplysninger. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan. Det kan ta tid før du får svar.
Du må være logget inn for å kommentere.