ברזל יציקה אפור
ברזל יציקה עם גרפיט פתיתי
ערכים טיפוסיים למצב המסירה שבכותרת
ברזל יציקה אפור מכיל כ-3–3.5% פחמן וכ-2% צורן. רוב הפחמן נמצא בו כפתיתים של גרפיט, שנותנים לשבר את הצבע האפור, ומכאן השם. הפתיתים מחלישים את החומר במתיחה (הוא שביר, עם התארכות של פחות מ-1%), אבל נותנים לו יתרונות מיוחדים: ספיגת רעידות מצוינת, מוליכות חום טובה, עיבוד שבבי קל, ויציקה של צורות מורכבות בעלות נמוכה.
בלחיצה הוא חזק בהרבה מאשר במתיחה (בערך פי 3–4). לכן הוא החומר הקלאסי לבסיסים של מכונות כלים, לגופי מנועים, לדיסקות ותופי בלמים, לגופי משאבות ולמכסים.
תכונות מכניות ופיזיקליות
| תכונה | ערך | הערה |
|---|---|---|
| חוזק מתיחה Rm | 150–400 MPa | |
| גבול כניעה Rp0.2 | 98–250 MPa | אין גבול כניעה מוגדר (חומר שביר); ערך המאגר |
| התארכות A | <1% | |
| קשיות | 160–300 HB | |
| מודול אלסטיות E | 100–170 GPa | משתנה עם הדרגה: גבוה יותר בדרגות חזקות |
| צפיפות ρ | 7.15 g/cm³ | |
| עיבודיות | 55% | דירוג יחסי במאגר האתר |
הרכב כימי (משקלי %)
| יסוד | תחום | תפקיד |
|---|---|---|
| C פחמן | כ-2.5–4.0 (טיפוסי) | רובו כגרפיט פתיתי |
| Si צורן | כ-1–3 (טיפוסי) | מקדם גרפיט |
| Mn מנגן | כ-0.5–1 (טיפוסי) | |
| Fe ברזל | יתרה |
הרכב טיפוסי. בברזל אפור התקן מגדיר את החוזק ולא את ההרכב: היצרן מתאים את ההרכב לדרגה ולעובי.
דרגות ומצבים
בברזל יציקה בוחרים דרגה לפי חוזק מינימלי, שנבדק במוט מבחן יצוק. בחלק עבה התכונות נמוכות יותר מאלה של מוט המבחן, כי הוא מתקרר לאט יותר.
| דרגה / מצב | תכונות | מתי בוחרים |
|---|---|---|
| A48 Class 20 / EN-GJL-150 | Rm מינימלי כ-138 / 150 MPa | חלקים פשוטים, ספיגת רעידות מרבית |
| A48 Class 30 / EN-GJL-200 | Rm מינימלי כ-207 / 200 MPa | חלקי מכונות כלליים |
| A48 Class 40 / EN-GJL-250 עד 300 | Rm מינימלי כ-276 / 250–300 MPa | בסיסי מכונות, גופי מנועים |
| A48 Class 50 / EN-GJL-350 | Rm מינימלי כ-345 / 350 MPa | חלקים בעומס גבוה |
שימושים
- בסיסים ומיטות של מכונות כלים
- גופי מנועים וראשי צילינדר
- דיסקות ותופי בלמים
- גופי משאבות ושסתומים
- מכסים וגופי תמסורת
ייצור ועיבוד
עיבוד שבבי
טוב מאוד: הגרפיט שובר את השבב ומשמש כחומר סיכה. מעבדים בדרך כלל יבש. האבק השחור דורש יניקה.
ריתוך
קשה: הפחמן הגבוה יוצר אזורים קשים ושבירים ליד התפר. תיקונים נעשים עם אלקטרודות ניקל, חימום מוקדם וקירור איטי, ובקטעים קצרים.
ספיגת רעידות
מהגבוהות במתכות ההנדסיות, ולכן מתאים לבסיסי מכונות מדויקות.
השוואה לחומרים דומים
טעויות נפוצות
להשתמש בברזל אפור בחלק שעובר מכות או עומס מתיחה
הוא שביר. לחלק כזה ברזל כדורי או פלדה.
לחשב לפי "גבול כניעה"
לברזל אפור אין גבול כניעה מוגדר: הוא נשבר כמעט בלי עיוות פלסטי. מחשבים לפי חוזק המתיחה ומקדם בטחון מתאים.
להשתמש בתכונות מוט המבחן בחלק עבה
בחלק עבה החוזק נמוך יותר.
מקבילים, תקנים ואספקה
| EN | EN-GJL-250 |
|---|---|
| DIN | GG-25 (ישן) |
| JIS | FC250 |
| ASTM | A48 Class 35/40 (קרוב) |
| תקנים | ASTM A48 / EN 1561 |
| צורות אספקה | יציקה בלבד |
| יצרנים | Waupaca Foundry · Georg Fischer · Grede |
להמשך לימוד
הערכים טיפוסיים ומשמשים להשוואה בלבד. בברזל יציקה התכונות תלויות מאוד בעובי הדופן ובקצב הקירור ביציקה. לתכנון יש להסתמך על התקן ועל בדיקות מוט המבחן. מקורות: ASTM A48, A536, A897, A532, A439 ו-EN 1561/1563/1564, גיליונות יצרנים, ומאגר החומרים של METAL HUB.
עודכן: 31 באוקטובר 2026