Duktilno željezo

Duktilno željezo, poznato i po nazivima duktilno ljevano željezo, sferoidalno grafitno željezo ili nodularno ljevano željezo, je vrsta ljevanog željeza izumljenog 1943. godine od strane Keitha Millisa. Dok je velika većina ljevanog željeza krta, duktilno željezo je mnogo fleksibilnije i elastičnije, zbog posjedovanja nodularnih grafita u sebi.

1949. godine, Keith Millis, Lee Aunkst, Albert Gagnebin i Norman Pilling dobili su US patent na duktilno željezo preko obrade magnezijem.

Metalurgija

Mikrostruktura duktilnog željeza pri uvećanju 100x.

Sivo željezo je bilo originalno "ljevano željezo", te je bilo legura željeza karakteristična po relativno visokom sadržaju karbona (obično 2% do 4%). Kada se tečno ljevano željezo stvrdne, dio karbona istaloži se u vidu grafita, formirajući male, nepravilne pahuljice unutar kristalne strukture metala. Dok grafit povećava željene osobine ljevanog željeza (poboljšanje osobine ljevanja i obrade i bolja provodljivost toplote), pahuljice ometaju kristalnu strukturu i pružaju tačku stvaranja inicijalne pukotine, što dovodi do karakteristične krtosti ljevanog željeza. Kod duktilnog željeza, grafit je u obliku sferičnih nodula, a ne u obliku pahuljica, čime se spriječava formiranje pukotina i povećanu duktilnost, po čemu je legura i dobila ime. formiranje nodula postiže se dodavanje "nodulatora" (na primjer, magnezijum iili cerijum) u otopinu. Itrijum se, također, pokazao kao mogući nodulator.

Nedavni razvoj duktilnog željeza u metalurgiji je austempirano duktilno željezo, gdje se metalurškom strukturom mabnipuliše kroz složene procese termičke obrade.

Sastav

Tipična hemijska analiza ovog materijala je:

• Željezo
• Karbon 3,3 do 3,4%
• silicij 2,2 do 2,8%
• Mangan 0,1 do 0,5%
• Magnezijum 0,03 do 0,05%
• fosfor 0,005 do 0,04%
• Sumpor 0,005 do 0,02%

Ostali elementi, kao što su bakar ili kalaj, mogu se dodati kako bi se povećala zatezna čvrstoća i napon tečenja, dok se istovremeno smanjuje elongacija. Napredna otpornost na koroziju ože se postići zamjenom 15% do 30% sadržaja željeza u leguri sa različitim količinama nikla, bakra ili hroma.

Također pogledajte

• Kovno željezo

Vanjski linkovi

• Ductile Iron Society
• Ductile Iron Pipe Research Association