Kaliojo ketaus savybės, privalumai ir pritaikymas

Kaliojo ketaus, dar žinomas kaip sferoidinis arba mazginis ketus, yra geležies lydinių grupė, pasižyminti unikalia mikrostruktūra, suteikiančia jiems didelį stiprumą, lankstumą, ilgaamžiškumą ir elastingumą. Jame yra daugiau nei 3 procentai anglies ir dėl grafito dribsnių struktūros jį galima lenkti, susukti arba deformuoti nesulaužant. Kaliojo ketaus mechaninės savybės yra panašios į plieną ir daug tvirtesnės nei standartinis ketus.

Kaliojo ketaus liejiniai gaminami pilant išlydytą kaliojo ketaus liejinius į formas, kur geležis atvėsta ir sukietėja, įgaudama norimas formas. Šis liejimo procesas leidžia pagaminti tvirtus metalinius objektus, pasižyminčius puikiu patvarumu.

Kuo išskirtinis kaliojo ketaus?

Kalusis geležis buvo išrastas 1943 m. kaip modernus tradicinio ketaus patobulinimas. Skirtingai nuo ketaus, kuriame grafitas atrodo kaip dribsniai, kaliajame geležyje grafitas yra sferoidų pavidalu, todėl ir vartojamas terminas „sferoidinis grafitas“. Dėl šios struktūros kalusis geležis atlaiko lenkimą ir smūgius be įtrūkimų, todėl yra daug atsparesnis nei tradicinis ketus, kuris yra linkęs trapti ir lūžti.

Kalusis ketus daugiausia gaminamas iš luitinio ketaus – labai gryno geležies, kurioje yra daugiau nei 90 % geležies. Luitinis ketus yra pageidaujamas, nes jame yra mažai likutinių ar kenksmingų elementų, pastovi cheminė sudėtis ir jis skatina optimalias šlako sąlygas gamybos metu. Ši žaliava yra pagrindinė priežastis, kodėl kaliojo ketaus liejyklos renkasi luitinį geležį, o ne kitus šaltinius, pavyzdžiui, metalo laužą.

Kaliojo ketaus savybės

Skirtingos kaliojo ketaus rūšys sukuriamos manipuliuojant matricos struktūra aplink grafitą liejimo metu arba atliekant papildomą terminį apdorojimą. Šie nedideli sudėties skirtumai yra skirti specifinėms mikrostruktūroms, kurios savo ruožtu lemia kiekvienos kaliojo ketaus rūšies savybes, pasiekti.

Kalųjį geležį galima laikyti plienu su įterptais grafito sferoidais. Grafito sferoidus supančios metalinės matricos savybės daro didelę įtaką kaliojo ketaus savybėms, o pats grafitas prisideda prie jo elastingumo ir lankstumo.

Kaliojo ketaus matricose yra keletas tipų, iš kurių dažniausiai pasitaiko šios:

1. 1. Feritas– Gryno geležies matrica, kuri yra labai kališka ir lanksti, bet mažo stiprumo. Feritas yra prastai atsparus dilimui, tačiau didelis atsparumas smūgiams ir lengvas apdirbimas daro jį vertingu kaliojo ketaus komponentu.
2. 2. Perlitas– Ferito ir geležies karbido (Fe3C) kompozitas. Jis yra gana kietas, vidutinio tąsumo, pasižymi dideliu stiprumu, geru atsparumu dilimui ir vidutiniu atsparumu smūgiams. Perlitas taip pat pasižymi geru apdirbamumu.
3. 3. Perlitas/feritas– Mišri struktūra su perlitu ir feritu, kuris yra labiausiai paplitusi komercinių kaliojo ketaus rūšių matrica. Ji apjungia abiejų savybes, užtikrindama subalansuotą stiprumo, tąsumo ir apdirbamumo požiūrį.

Unikali kiekvieno metalo mikrostruktūra keičia jo fizines savybes:

Įprastos kaliojo ketaus rūšys

Nors yra daug skirtingų kaliojo ketaus specifikacijų, liejyklos paprastai siūlo 3 įprastas rūšis:

Kaliojo ketaus privalumai

Kaliojo ketaus dizainas suteikia keletą privalumų tiek dizaineriams, tiek gamintojams:

• • Jį galima lengvai lieti ir apdirbti mechaniniu būdu, taip sumažinant gamybos sąnaudas.
• • Jis pasižymi dideliu stiprumo ir svorio santykiu, todėl gali būti pagaminti patvarūs, tačiau lengvi komponentai.
• • Kalusis ketus užtikrina gerą tvirtumo, ekonomiškumo ir patikimumo pusiausvyrą.
• • Dėl puikių liejimo ir apdirbimo savybių jis tinka sudėtingoms detalėms.

Kaliojo ketaus panaudojimas

Dėl savo stiprumo ir tąsumo kalusis ketus yra plačiai naudojamas pramonėje. Jis dažniausiai naudojamas vamzdynuose, automobilių dalyse, pavarose, siurblių korpusuose ir mašinų pagrinduose. Dėl atsparumo lūžiams jis idealiai tinka saugos reikmėms, tokioms kaip stulpeliai ir apsauga nuo smūgių. Jis taip pat plačiai naudojamas vėjo energetikos pramonėje ir kitose didelės apkrovos aplinkose, kur ilgaamžiškumas ir lankstumas yra labai svarbūs.