เหล็กหล่อเป็นโลหะผสมเหล็ก-คาร์บอนที่มีปริมาณคาร์บอนมากกว่า 2.11% ได้มาจากการหลอมและการหล่อเหล็กพิกอุตสาหกรรม เศษเหล็ก และวัสดุเหล็กและโลหะผสมอื่นๆ ที่อุณหภูมิสูง ยกเว้น Fe เหล็กหล่อที่มีคาร์บอนในรูปของกราไฟท์ในรูปทรงกลมเรียกว่าเหล็กดัด
เหล็กดัดเป็นวัสดุเหล็กหล่อที่มีความแข็งแรงสูงที่พัฒนาตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1940 ถึง 1950 มีประสิทธิภาพที่ครอบคลุมเป็นเลิศ ลักษณะการทำงานเฉพาะสามารถอธิบายได้จากประเด็นต่อไปนี้:
1.1. มีความแข็งแรงสูงความต้านทานแรงดึงของเหล็กดัดนั้นสูงกว่าเหล็กหล่อสีเทามากและเทียบเท่ากับเหล็ก
1.2. ให้ผลผลิตสูงความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็กดัดจะต่ำถึง 40K ในขณะที่ความแข็งแรงของผลผลิตของเหล็กอยู่ที่ 36K เท่านั้น ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมของเหล็กดัดภายใต้ความเค้น
1.3. ความเป็นพลาสติกและความเหนียวที่ดีกราไฟท์ภายในเหล็กดัดมีลักษณะเป็นทรงกลมผ่านการบำบัดแบบทรงกลมและการฉีดวัคซีน ซึ่งช่วยเพิ่มความเป็นพลาสติกและความเหนียวได้อย่างมีประสิทธิภาพ และหลีกเลี่ยงแนวโน้มที่จะแตกร้าว
2.1) ความสามารถในการหล่อที่ดีเหล็กดัดมีคุณสมบัติในการหล่อที่ดี และสามารถหล่อชิ้นส่วนที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนและขนาดที่แม่นยำได้
2.2) ดูดซับแรงกระแทกได้ดีเยี่ยมเนื่องจากมีกราไฟท์อยู่ เมื่อเหล็กดัดถูกสั่นสะเทือน ลูกกราไฟท์จึงสามารถดูดซับพลังงานการสั่นสะเทือนบางส่วนได้ ซึ่งจะช่วยลดความกว้างของการสั่นสะเทือนได้
2.3) ความต้านทานการสึกหรอองค์ประกอบโลหะผสมบางชนิดสามารถเติมลงในเหล็กดัดได้เพื่อให้ได้เหล็กดัดที่ทนทานต่อการสึกหรอ ซึ่งสามารถทำงานภายใต้สภาวะการสึกหรอแบบเสียดสี
2.4) ความต้านทานความร้อนด้วยการเพิ่มองค์ประกอบเฉพาะ เช่น (ซิลิคอน อลูมิเนียม นิกเกิล ฯลฯ) ฟิล์มออกไซด์หนาแน่นหรือองค์ประกอบต้านอนุมูลอิสระสามารถเกิดขึ้นได้บนพื้นผิวของการหล่อเพื่อขัดขวางการเกิดออกซิเดชันเพิ่มเติม เพิ่มอุณหภูมิวิกฤตของเหล็กดัด และทำให้เหมาะสม สำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานที่มีอุณหภูมิสูง
2.5) ความต้านทานการกัดกร่อนการเพิ่มองค์ประกอบโลหะผสม เช่น ซิลิคอน โครเมียม อลูมิเนียม โมลิบดีนัม ทองแดง และนิกเกิล ลงในเหล็กดัดจะสามารถสร้างฟิล์มป้องกันบนพื้นผิวของการหล่อ ซึ่งสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กดัด และทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน เช่น สารเคมี ชิ้นส่วน
3.1. ต้นทุนต่ำเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็ก เหล็กดัดมีราคาถูกกว่าซึ่งสามารถลดต้นทุนการหล่อได้อย่างมาก
3.2. บันทึกวัสดุสำหรับชิ้นส่วนที่รับน้ำหนักคงที่ เหล็กดัดจะประหยัดวัสดุมากกว่าเหล็กหล่อ และมีน้ำหนักเบากว่า ซึ่งช่วยลดต้นทุนวัสดุ การขนส่ง และการติดตั้ง
เกรดเหล็กดัดของจีนและคุณสมบัติทางกล [GB/T 1348--1988] |
|||||
ยี่ห้อ |
แรงดึง |
ความแข็งแรงของผลผลิต |
การยืดตัว |
ความแข็ง |
โครงสร้างเมทริกซ์ (เศษส่วนปริมาตร) |
QT900-2 |
900 |
600 |
2 |
280-360 |
เบนไนต์หรือมาร์เทนไซต์ที่มีอุณหภูมิต่ำ (เบนไนต์ที่ต่ำกว่าหรือมาร์เทนไซต์ที่มีอุณหภูมิต่ำ, ทรูสต์ไทต์ที่มีอุณหภูมิต่ำ) |
QT800-2 |
800 |
480 |
2 |
245-335 |
เพิร์ลไลต์ (เพิร์ลไลต์หรือเทมเปอร์โทรสต์ไทต์) |
QT700-2 |
700 |
420 |
2 |
225-305 |
เพิร์ลไลต์ (เพิร์ลไลต์หรือเทมเปอร์โทรสต์ไทต์) |
QT700-2 |
700 |
420 |
2 |
225-305 |
เพิร์ลไลต์ (เพิร์ลไลต์หรือเทมเปอร์โทรสต์ไทต์) |
QT600-3 |
600 |
370 |
3 |
190-270 |
เพิร์ลไลท์ + เฟอร์ไรต์ (P: 80%-30%) |
QT500-7 |
500 |
320 |
7 |
170-230 |
เพิร์ลไลท์ + เฟอร์ไรต์ (F: 80%-50%) |
QT450-10 |
450 |
310 |
10 |
160-210 |
เฟอร์ไรต์ (เฟอร์ไรต์≥80%) |
QT400-15 |
400 |
250 |
15 |
130-180 |
เฟอร์ไรต์ (เฟอร์ไรต์ 100%) |
QT400-18 |
400 |
250 |
18 |
130-180 |
เฟอร์ไรต์ (เฟอร์ไรต์ 100%) |
องค์ประกอบทางเคมีของเหล็กดัด (สำหรับการอ้างอิง) |
||||||||||
ยี่ห้อและประเภท |
องค์ประกอบทางเคมี (เศษส่วนมวล%) |
|||||||||
C |
และ |
มน |
P |
S |
มก |
อีกครั้ง |
ลูกบาศ์ก |
โม |
||
QT900-2 |
ก่อนตั้งครรภ์ |
3.5-3.7 |
|
≤0.50 |
≤0.08 |
≤0.025 |
|
|
|
|
หลังการตั้งครรภ์ |
|
2.7-3.0 |
|
|
|
0.03-0.05 |
0.025-0.045 |
0.5-0.7 |
0.15-0.25 |
|
QT800-2 |
ก่อนตั้งครรภ์ |
3.7-4.0 |
|
≤0.50 |
0.07 |
≤0.03 |
|
|
|
|
หลังการตั้งครรภ์ |
|
2.5 |
|
|
|
|
|
0.82 |
0.39 |
|
QT700-2 |
ก่อนตั้งครรภ์ |
3.7-4.0 |
|
0.5-0.8 |
≤0.08 |
≤0.02 |
|
|
|
|
หลังการตั้งครรภ์ |
|
2.3-2.6 |
|
|
|
0.035-0.065 |
0.035-0.065 |
0.40-0.80 |
0.15-0.40 |
|
QT600-3 |
ก่อนตั้งครรภ์ |
3.6-3.8 |
|
0.5-0.7 |
≤0.08 |
≤0.025 |
|
|
|
|
หลังการตั้งครรภ์ |
|
2.0-2.4 |
|
|
|
0.035-0.05 |
0.025-0.045 |
0.50-0.75 |
|
|
QT500-7 |
ก่อนตั้งครรภ์ |
3.6-3.8 |
|
≤0.60 |
≤0.08 |
≤0.025 |
|
|
|
|
หลังการตั้งครรภ์ |
|
2.5-2.9 |
|
|
|
0.03-0.05 |
0.03-0.05 |
|
|
|
QT450-10 |
ก่อนตั้งครรภ์ |
3.4-3.9 |
|
≤0.50 |
≤0.07 |
≤0.03 |
|
|
|
|
หลังการตั้งครรภ์ |
|
2.2-2.8 |
|
|
|
0.03-0.06 |
0.02-0.04 |
|
|
|
QT400-15 |
ก่อนตั้งครรภ์ |
3.5-3.9 |
|
≤0.50 |
≤0.07 |
≤0.02 |
|
|
|
|
หลังการตั้งครรภ์ |
|
2.5-2.9 |
|
|
|
0.04-0.06 |
0.03-0.05 |
|
|
|
QT400-18 |
ก่อนตั้งครรภ์ |
3.6-3.9 |
|
≤0.50 |
≤0.08 |
≤0.025 |
|
|
|
|
หลังการตั้งครรภ์ |
3.6-3.9 |
2.2-2.8 |
|
|
|
0.04-0.06 |
0.03-0.05 |
|
|
หมายเลขซีเรียล |
ประเทศ |
แผ่นเหล็ก |
||||||
1 |
จีน |
QT400-18 |
QT450-10 |
QT500-7 |
QT600-3 |
QT700-2 |
QT800-2 |
QT900-2 |
2 |
ญี่ปุ่น |
เอฟซีดี400 |
เอฟซีดี450 |
เอฟซีดี500 |
เอฟซีดี600 |
เอฟซีดี700 |
เอฟซีดี800 |
|
3 |
สหรัฐอเมริกา |
60-40-18 |
65-45-12 |
70-50-05 |
80-60-03 |
100-70-03 |
120-90-02 |
|
4 |
อดีตสหภาพโซเวียต |
B440 |
บาย45 |
BI50 |
B460 |
B470 |
BII80 |
B4100 |
5 |
เยอรมนี |
GGG40 |
|
GGG50 |
GGG60 |
GGG70 |
GGG80 |
|
6 |
อิตาลี |
GS370-17 |
GS400-12 |
GS500-7 |
GS600-2 |
GS700-2 |
GS800-2 |
|
7 |
ฝรั่งเศส |
FGS370-17 |
FGS400-12 |
FGS500-7 |
FGS600-2 |
FGS700-2 |
FGS800-2 |
|
8 |
สหราชอาณาจักร |
400/17 |
420/12 |
500/7 |
600/7 |
700/2 |
800/2 |
900/2 |
9 |
โปแลนด์ |
ZS3817 |
ZS4012 |
ซีเอส 4505 |
ZS6002 |
ZS7002 |
ZS8002 |
ZS9002 |
10 |
อินเดีย |
เอสจี370/17 |
เอสจี400/12 |
เอสจี500/7 |
เอสจี600/3 |
เอสจี700/2 |
เอสจี800/2 |
|
11 |
โรมาเนีย |
|
|
|
|
FGN70-3 |
|
|
12 |
สเปน |
FGE38-17 |
FGE42-12 |
FGE50-7 |
FGE60-2 |
FGE70-2 |
FGE80-2 |
|
13 |
เบลเยียม |
FNG38-17 |
FNG42-12 |
FNG50-7 |
FNG60-2 |
FNG70-2 |
FNG80-2 |
|
14 |
ออสเตรเลีย |
300-17 |
400-12 |
500-7 |
600-3 |
700-2 |
800-2 |
|
15 |
สวีเดน |
0717-02 |
|
0727-02 |
0732-03 |
0737-01 |
0864-03 |
|
16 |
ฮังการี |
ก่าV38 |
โกV40 |
กัซV50 |
โกV60 |
โกV70 |
|
|
17 |
บัลแกเรีย |
380-17 |
400-12 |
450-5 |
600-2 |
700-2 |
800-2 |
900-2 |
18 |
มาตรฐานสากล (ISO) |
400-18 |
450-10 |
500-7 |
600-3 |
700-2 |
800-2 |
900-2 |
19 |
มาตรฐานแพนอเมริกัน (COPANT) |
|
FMNP45007 |
FMNP55005 |
FMNP65003 |
FMNP70002 |
|
|
20 |
ฟินแลนด์ |
GRP400 |
|
จีอาร์พี500 |
GRP600 |
GRP700 |
GRP800 |
|
21 |
เนเธอร์แลนด์ |
GN38 |
GN42 |
GN50 |
GN60 |
GN70 |
|
|
22 |
ลักเซมเบิร์ก |
FNG38-17 |
FNG42-12 |
FNG50-7 |
FNG60-2 |
FNG70-2 |
FNG80-2 |
|
เมื่อมีการใช้เหล็กดัดเป็นท่อเป็นครั้งแรก ท่อเหล็กและข้อต่อต่างๆ ส่วนใหญ่ผลิตโดยประเทศอุตสาหกรรมหลักๆ ท่อเหล็กดัดได้รับการพิสูจน์มานานแล้วว่ามีความเหนือกว่าท่อเหล็กหล่อสีเทาสำหรับการขนส่งน้ำและของเหลวอื่นๆ สาเหตุหลักของการเปลี่ยนแปลงนี้คือความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็กดัดเฟอร์ริติกทำให้ท่อที่ทำจากวัสดุนี้สามารถทนต่อแรงกดดันในการทำงานสูงและสามารถบรรทุกและขนถ่ายได้ง่ายระหว่างการวาง
ในแง่ของน้ำหนักที่ผลิตได้ อุตสาหกรรมยานยนต์เป็นผู้ใช้การหล่อเหล็กดัดรายใหญ่เป็นอันดับสอง เหล็กดัดถูกนำมาใช้ในสามจุดหลักในรถยนต์: (1) แหล่งพลังงาน - ส่วนประกอบของเครื่องยนต์; (2) ระบบส่งกำลัง - ชุดเกียร์ เกียร์ และบูช (3) ระบบกันสะเทือน เบรก และอุปกรณ์บังคับเลี้ยวของยานพาหนะ
วิธีการเกษตรแบบประหยัดสมัยใหม่ต้องใช้เครื่องจักรทางการเกษตรที่สามารถให้อายุการใช้งานที่เชื่อถือได้และยาวนานเมื่อจำเป็น
การหล่อเหล็กดัดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการเกษตร ได้แก่ ชิ้นส่วนรถแทรกเตอร์ คันไถ ขายึด แคลมป์ และรอก ส่วนประกอบทั่วไปคือโครงเพลาหลังของรถในฟาร์ม ซึ่งแต่เดิมทำจากเหล็กหล่อ อุตสาหกรรมการปูถนนและการก่อสร้างต้องใช้อุปกรณ์หลายประเภทเป็นจำนวนมาก รวมถึงรถปราบดิน เครื่องจักรขับเคลื่อน เครนและคอมเพรสเซอร์ รวมถึงการหล่อเหล็กดัดในพื้นที่เหล่านี้
อุตสาหกรรมเครื่องมือกลเหล็กดัดใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติทางวิศวกรรมของเหล็กดัด ซึ่งช่วยให้สามารถออกแบบส่วนประกอบเครื่องมือกลที่ซับซ้อนและการหล่อเครื่องจักรหนักที่มีน้ำหนักมากกว่า 10 ตัน การใช้งานรวมถึงแม่พิมพ์ฉีด กระบอกสูบเครื่องจักรตีขึ้นรูป และลูกสูบ แรงดึงและกำลังให้ผลผลิตสูงของเหล็กดัดและความสามารถในการขึ้นรูปที่ดีทำให้สามารถผลิตงานหล่อที่เบากว่าในขณะที่ยังคงความแข็งแกร่งเอาไว้ ในทำนองเดียวกัน ความแข็งแรงและความเหนียวของเหล็กดัดทำให้เป็นวัสดุที่เหมาะสำหรับเครื่องมือช่างต่างๆ เช่น ประแจ แคลมป์ และเกจ
ผู้ผลิตวาล์วคือผู้ใช้หลักของเหล็กดัด (รวมถึงเหล็กดัดออสเทนนิติก) และการใช้งานรวมถึงการลำเลียงกรด เกลือ และของเหลวอัลคาไลน์ต่างๆ ที่ประสบความสำเร็จ