Munurinn á járndufti og nikkeldufti fyrir leysigeislaklæðningu
Í leysihúðun steypujárnshluta hefur val á járndufti og nikkeldufti bein áhrif á afköst, notkunarmöguleika og kostnað klæðningarlagsins. Helsti munurinn á þessu tvennu endurspeglast í samsetningu, afköstum, aðlögunarhæfni ferlisins og notkunarmöguleikum, sem hér segir:
1. Mismunur á innihaldsefnum
| Tegund dufts | Helstu innihaldsefni | Dæmigert álfelgur |
| Járnbundið duft | Byggt á Fe (innihald venjulega > 50%) | Inniheldur oft Cr, Ni, Mo, Si, B, o.s.frv. (eins og Fe-Cr-Ni-Mo kerfið, Fe-Si-B kerfið) |
| Nikkel-bundið duft | Byggt á Ni (innihald venjulega > 50%) | Inniheldur oft Cr, Mo, W, Co, Si, B, o.s.frv. (eins og Ni-Cr-Mo kerfið, Ni-Cr-B-Si kerfið) |
2. Samanburður á kjarnaafköstum
1) Vélrænir eiginleikar
Járnbundið duft:
• Mikil hörku (HRC 30-60, með aðlögun á samsetningu, hátt Cr, Mo gerðin getur náð HRC 50 eða hærra), góð slitþol;
• Styrkur er svipaður og í steypujárnsgrunnefni (togstyrkur 500-1000 MPa), betri málmfræðileg eindrægni við steypujárn og mikill tengistyrkur milli klæðningarlagsins og grunnefnisins (venjulega >300 MPa);
• Líkön með miðlungs brothættni og mikla hörku geta haft ákveðna sprungunæmi (stjórna þarf klæðningarferlinu til að draga úr spennu).
Nikkel-bundið duft:
• Miðlungs hörku (HRC 20-45, lágmálmblöndugerðin er mýkri, há Cr, W gerðin getur náð HRC 40-50), en framúrskarandi seigja, betri höggþol en járnbundið duft;
• Togstyrkur lítillega minni en duft úr járni með háu álfelgi (400-800 MPa), en mýktin er betri (lenging >10%, duft úr járni er yfirleitt
• Límstyrkur steypujárns er aðeins lægri (venjulega 200-300 MPa), en sprungunæmi er lágt, ekki auðvelt að mynda kaldsprungur (vegna seiglu og lágs spennueiginleika nikkels).
2) Tæringarþol
Járnbundið duft: miðlungs tæringarþol. Venjulegt járnbundið duft (lágt Cr-innihald) hefur góða mótstöðu gegn tæringu í andrúmslofti og ferskvatni, en er viðkvæmt fyrir ryði í súru og basísku umhverfi. Duft með hátt Cr-innihald (Cr-innihald > 12%) hefur betri tæringarþol, en samt ekki eins gott og duft með nikkel.
Nikkelbundið duft: framúrskarandi tæringarþol, sérstaklega í umhverfi með miklum hita, röku, súru og basísku (eins og lífrænum sýrum, veikum basa) (vegna þess að Ni og Cr mynda þétta oxíðfilmu), hentugt fyrir tærandi aðstæður.
3) Hitaþol
Járnbundið duft: almennt hitaþol, langtíma vinnuhitastig er venjulega
Nikkelduft: Sterk hitaþol, getur virkað stöðugt í háum hitaumhverfi 600-1000 ℃ (eins og nikkelduft sem inniheldur Cr og W frumefni, framúrskarandi andoxunar- og hitaþol).
4) Samhæfni við steypujárnsgrunnefni
Járnbundið duft: nær varmaþenslustuðli steypujárns (Fe-bundið) (járnbundið duft er um 11-14 × 10⁻⁶/℃, steypujárn er um 10-12 × 10⁻⁶/℃), lágt varmaspenna við klæðningu, ekki auðvelt að springa vegna varmaþenslumismunar (sérstaklega hentugt fyrir þykkt klæðningarlag).
Nikkelbundið duft: Varmaþenslustuðullinn er tiltölulega hár (um 13-16 × 10⁻⁶/℃), sem er örlítið frábrugðið steypujárni. Það er auðvelt að springa vegna varmaálags við þykka klæðningu, sem þarf að draga úr með forhitun, hægri kælingu eða lagskiptri klæðningu.
3. Mismunur á aðlögunarhæfni ferla
Járnbundið duft:
• Lítil næmi fyrir leysigeisla, miðlungs fljótandi bráðið laug, auðvelt að mynda flatt klæðningarlag;
• Inniheldur afoxandi frumefni eins og Si og B, hefur mikið þol gegn óhreinindum eins og C og S í steypujárni (ekki auðvelt að mynda svigrúm);
• Þynningarhlutfall klæðningslagsins (hlutfall grunnmálms sem blandað er saman við klæðningslagið) er nokkuð erfitt að stjórna, venjulega á bilinu 10%-20% (of hátt getur dregið úr hörku).
Nikkel-bundið duft:
• Hátt frásogshraði leysigeisla, góð flæði í bráðnu laugi (sérstaklega nikkel-bundið duft sem inniheldur B og Si), auðvelt að ná þunnu og einsleitu klæðningarlagi;
• Viðkvæmt fyrir kolefni í steypujárni. Ef fylliefnið hefur hátt kolefnisinnihald (eins og grátt steypujárn) er auðvelt að mynda brothættar fasa (eins og netkarbíð) vegna dreifingar kolefnis í klæðningarlagið. Nauðsynlegt er að stjórna leysibreytunum nákvæmlega (eins og að draga úr afli og auka skönnunarhraða) til að draga úr þynningarhraðanum (venjulega þarf að vera minni en 10%);
• Auðvelt að hvarfast við brennistein (S) í steypujárni og mynda lágbræðslu eutektísk efni (eins og Ni₃S₂), sem leiðir til hitasprungna. Nauðsynlegt er að tryggja að yfirborðssúlfíð séu fjarlægð við forvinnslu steypujárnshluta.
4. Kostnaður og notkunarsviðsmyndir
| Stærðir | Járnbundið duft | Nikkel-bundið duft |
| Kostnaður | Lægra (um það bil 1/3-1/2 af nikkel-bundnu dufti), hagkvæmt | Mikill (vegna hás verðs á Ni málmi), mikill kostnaðarþrýstingur |
| Viðeigandi aðstæður | 1. Vinnuskilyrði sem krefjast mikillar slitþols og miðlungs tæringarþols (eins og viðgerðir á leiðarteinum og rúllur á vélum); 2. Ódýr, stórfelld víddarviðgerð eða yfirborðsstyrking á steypujárnshlutum; 3. Kröfur um þykk klæðningarlög (>2 mm) (eins og viðgerðir á sliti á stórum steypujárnshlutum). | 1. Vinnuskilyrði sem krefjast mikillar tæringarþols og hitaþols (eins og efnabúnaður, háhitalokar); 2. Aðstæður sem krefjast framúrskarandi seiglu og höggþols (eins og yfirborð gírtanna, mulningshamarar); 3. Nákvæm klæðning á þunnveggjum eða flóknum lagaðum steypujárnshlutum (eins og mótum, vökvahlutum). |
Yfirlit
• Járnbundið duft er æskilegt: þegar lágur kostnaður og mikill slitþol er sóttur og vinnuskilyrðin krefjast ekki mikillar tæringar eða mikils hitastigs (eins og viðgerðir á venjulegum vélrænum hlutum).
• Nikkel-bundið duft er æskilegt: þegar krafist er tæringarþols, hitaþols eða mikillar seiglu og hærri kostnaður er ásættanlegur (eins og að styrkja nákvæma steypujárnshluta við sérstakar vinnuskilyrði).
