Ghisa grigia è il tipo più comunemente usato di ghisa per componenti del motore e ingranaggi. L'American Society for Testing and Materials (ASTM) ha standard che tutto il materiale venduto come ghisa grigia negli Stati Uniti deve seguire. Queste specifiche sono complete, incorporando la composizione chimica del metallo, la natura fisica della microstruttura e proprietà fisiche quali la resistenza e durezza. Altre industrie, organizzazioni e paesi hanno pubblicato norme simili definisce le specifiche per questo materiale.
Norme e specifiche
Lo standard più comune definizione specifiche di ghisa grigia utilizzate negli Stati Uniti è quella pubblicata da ASTM. ASTM A48 e A48M trattano in modo specifico con ghisa grigia per scopi di Ingegneria dove le proprietà fisiche del materiale sarebbe stata sfruttata per qualche applicazione. Altre norme ASTM relazionati alla ghisa grigia includono A126, che si occupa di valvole e applicazioni di tubazioni; A278, che coinvolge applicazioni ad alta pressione ad alta temperatura; e A319, che definisce le specifiche per applicazioni ad alta temperatura senza pressione.
Il J431 standard SAE International è usato spesso nell'industria automobilistica per specifiche di ghisa grigia, ma più comunemente per definire classi di ghisa anziché classi. Ognuno di questi standard specifica i dettagli per quanto riguarda la composizione chimica, proprietà fisiche e microstruttura dei materiali di ghisa grigia.
Composizione chimica
Mentre la specifica composizione chimica della ghisa grigia dipenderà l'applicazione che è destinata, tutti i gradi somiglianze. Ghisa grigia contiene tra il 2,5 per cento e il 4 per cento di carbonio sotto forma di fiocchi di grafite. Il solo altri non ferroso elemento importante è silicio, che è presente nella gamma del 1 per cento al 3 per cento.
L'alto contenuto di carbonio del ferro grigio è critico per la sua elevata resistenza alla compressione e la durevolezza. Specifiche di insistono su questa composizione chimica per assicurare che il comportamento fisico del materiale rimane costante non importa di chi lo produce.
Microstruttura
L'altro fattore che determina le proprietà fisiche della ghisa grigia è la microstruttura del materiale. Specifiche per ghisa grigia chiamano per una matrice ferritica dove fiocchi di grafite sono mescolati con i grani di ferro. Questo è tipicamente realizzato attraverso trattamenti termici dopo la fusione. Specifiche per ghisa grigia non identificare quali processi di produzione sono necessari per ottenere la matrice ferritica, solo le proprietà fisiche che derivano da esso. Raffreddamento rapido sopprime la miscelazione di fiocchi di grafite e grani di ferro e deve essere evitato. Alcuni tipi di ghisa grigia chiamano per perlite microstrutture anziché una matrice ferritica per raggiungere un alto rapporto resistenza-forza-a-durezza.
Proprietà fisiche
Le specifiche proprietà fisiche di grigio ferro di caso dipendono la classe e la qualità del materiale, che è una ragione perché esistono diverse specifiche standard. Il grado e la classe specifica la resistenza alla trazione, resistenza alla compressione, modulo elastico a trazione e durezza del materiale. Ghisa grigia è più fragile di acciaio, ma esibisce superiore capacità di smorzamento meccanico per assorbire le vibrazioni indesiderate.
Ghisa grigia è usato così regolarmente uno dei motivi è la sua facile lavorabilità ed elevata resistenza all'usura o attrito radente. I valori specifici di queste proprietà possono essere modificati alterando sottilmente la microstruttura del materiale e cambiare come ben sparpagliato il grafitica fiocchi sono nella matrice di grano di ferro. L'obiettivo di ghisa grigia specifiche è di definire l'insieme di proprietà fisiche è più adatto ad applicazioni specifiche.