kulegrafittjern

Mikrostrukturbilde av kulegrafittjern. Grunnmassen er en blanding av ferritt og perlitt, som er mest vanlig i kommersielle seigjern (såkalt «bull's-eye»-struktur).
Bildet er hentet fra: Morten Ingar Onsøien, «Microstructure evolution in ductile cast iron containing rare earth metals», doktoravhandling ved NTNU i 1997, side 115.
Kulegrafittjern

Artikkelstart

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.

Faktaboks

Også kjent som

seigjern, nodulært støpejern

Bruk

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.

Fremstilling

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.

Egenskaper

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.

Les mer i Store norske leksikon

Kommentarer

Kommentaren din publiseres her. Fagansvarlig eller redaktør svarer når de kan.

Du må være logget inn for å kommentere.

eller registrer deg