Valurauta on rauta-hiiliseos, jonka hiilipitoisuus on yli 2,11 % (yleensä 2.5-4 %). Se on monikomponenttinen metalliseos, jonka pääkomponentteina ovat rauta, hiili ja pii, ja se sisältää enemmän epäpuhtauksia, kuten mangaania, rikkiä ja fosforia, kuin hiiliteräs. Joskus valuraudan mekaanisten tai fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien parantamiseksi voidaan lisätä tietty määrä seosaineita seosvaluraudan saamiseksi.
Valuraudan luokitus:
I. Valurautassa olevien hiilen eri muotojen mukaan valurauta voidaan jakaa
1. Valkoinen valurautahiili, lukuun ottamatta pientä ferriittiin liuennutta määrää, loput hiilestä on valuraudassa sementiitin muodossa ja sen murtuma on hopeanvalkoinen, joten sitä kutsutaan valkoiseksi valuraudaksi. Tällä hetkellä valkoista valurautaa käytetään pääasiassa teräksen valmistuksen raaka-aineena ja aihiona tempervaluraudan valmistuksessa.
2. Harmaa valurautahiiltä on valuraudassa hiutalegrafiitin muodossa koko valuraudassa tai suurimmassa osassa valuraudasta, ja sen murtuma on tummanharmaa, joten sitä kutsutaan harmaaksi valuraudaksi.
3. Osa kivettömän valuraudan hiilestä on grafiitin muodossa, joka on samanlainen kuin harmaavalurauta; toinen osa on vapaan sementiitin muodossa, joka on samanlainen kuin valkoinen valurauta. Raossa on mustavalkoista kuoppaa, joten sitä kutsutaan kuoppaiseksi valuraudaksi. Tämäntyyppinen valurauta on myös erittäin kovaa ja hauras, joten sitä käytetään harvoin teollisuudessa.
2. Valurautassa olevan grafiitin eri muotojen mukaan valurauta voidaan jakaa
1. Harmaa valurauta Valuraudassa oleva grafiitti on hiutaleina.
2. Muokattava valurauta Valuraudassa oleva grafiitti esiintyy klustereina. Se saadaan hehkuttamalla tietyn koostumuksen omaavaa valkoista valurautaa korkeassa lämpötilassa pitkään. Sen mekaaniset ominaisuudet (erityisesti sitkeys ja plastisuus) ovat korkeammat kuin harmaalla valuraudalla, joten sitä kutsutaan yleensä tempervaluraudaksi.
3. pallografiittivalurauta Valuraudassa oleva grafiitti on pallomaisessa muodossa. Se saadaan sferoidisointikäsittelyn jälkeen ennen sulan raudan kaatamista. Tämäntyyppisellä valuraudalla ei ole vain korkeammat mekaaniset ominaisuudet kuin harmaalla valuraudalla ja muokattavalla valuraudalla, ja sen valmistusprosessi on yksinkertaisempi kuin tempervalurauta, mutta sitä voidaan myös parantaa edelleen lämpökäsittelyllä. Siksi sen käyttö tuotannossa on yhä laajempi.
Erilaisten valurautojen käyttötarkoitukset Valkoinen valurauta
Valkoisessa valuraudassa oleva hiili on olemassa kokonaan tunkeutuneen hiilen (Fe3c) muodossa, joten rako on kirkkaan valkoinen. Siksi sitä kutsutaan valkoiseksi valuraudaksi. Suuren kovan ja hauraan Fe3c-määrän vuoksi valkoisella valuraudalla on korkea kovuus, korkea hauraus ja sitä on vaikea käsitellä. Siksi sitä käytetään harvoin suoraan teollisissa sovelluksissa, ja sitä käytetään vain harvoissa osissa, jotka vaativat kulutuskestävyyttä ja jotka eivät ole alttiita iskuille, kuten langanvetomuotit, kuulamyllyn rautapallot jne. Useimpia niistä käytetään aihioina. teräksen ja tempervaluraudan valmistukseen.
Harmaa valurauta
Suurin osa tai kaikki valuraudan hiilestä on vapaana hiutalegrafiitin muodossa. Murtuma on harmaa. Sillä on hyvä valukyky, hyvä leikkausprosessoitavuus, kitkanesto, hyvä kulutuskestävyys, ja sen sulavat ainesosat ovat yksinkertaisia, edullisia ja niitä käytetään laajalti monimutkaisten valukappaleiden ja kulutusta kestävien osien valmistuksessa. Harmaavalurauta on jaettu kolmeen luokkaan matriisirakenteen mukaan: ferriittipohjainen harmaavalurauta, perliitti-ferriittipohjainen harmaavalurauta ja perliittipohjainen harmaavalurauta. Koska harmaassa valuraudassa on hiutalegrafiittia, ja grafiitti on komponentti, jonka tiheys, alhainen lujuus, alhainen kovuus ja plastisuus ja sitkeys lähestyvät nollaa. Sen olemassaolo on kuin suuri määrä pieniä rakoja teräsmatriisissa, mikä pienentää laakerin pinta-alaa ja lisää halkeaman lähdettä. Siksi harmaalla valuraudalla on alhainen lujuus ja heikko sitkeys, eikä sitä voida käsitellä paineella. Sen suorituskyvyn parantamiseksi sulaan rautaan lisätään tietty määrä ferropiitä, piikalsiumia ja muita ymppäysaineita ennen kaatamista perliittimatriisin jalostamiseksi.
Muokattava valurauta
Mallet valurauta valmistetaan rauta-hiili-seoksesta, jossa on alhainen hiili- ja piipitoisuus, valkoisiksi valurauta-aihioiksi ja altistetaan sitten pitkäaikaiselle korkean lämpötilan hehkutuskäsittelylle sementiitin hajottamiseksi flokkuloivaksi grafiitiksi. Taottava rauta on grafitoitua valkoista valurautaa. Tempervalurauta jaetaan kahteen luokkaan erilaisten mikrorakenteiden mukaan lämpökäsittelyn jälkeen; yksi on blackheart tempervalurautaa ja perliittivalurautaa. Blackheart tempervaluraudan rakenne on pääasiassa ferriitti (F) matriisi + flokkuloiva grafiitti; perliittivaluraudan rakenne on pääasiassa perliitti (P) matriisi + flokkuloiva grafiitti. Toinen on valkosydänvalurautaa. Valkosydänvaluraudan rakenne määräytyy poikkileikkauksen koon mukaan. Pieni poikkileikkaus perustuu ferriittiin ja suuren poikkileikkauksen pinta-ala on ferriittiä ja ydin on perliittiä ja hehkutushiiltä. Grafiitista tulee hienojakoista ja tasaisesti jakautunutta. Valurautaa, joka on läpikäynyt tämän rokotuskäsittelyn, kutsutaan inokuloiduksi valuraudaksi.
Pallorautaa
Ennen sulan raudan (pallografiittiraudan) kaatamista lisätään tietty määrä pallomaista ainetta (yleisesti käytettyjä ovat ferropiitä, magnesiumia jne.) grafiitin sferoidisoimiseksi valuraudassa. Koska valurautamatriisissa on hiiltä (grafiittia) pallomaisessa muodossa, sen leikkausvaikutus matriisiin paranee ja pallografiittiraudan vetolujuus, myötöraja, plastisuus ja iskusitkeys paranevat huomattavasti. Sen etuna on myös kulutuskestävyys, iskunvaimennus, hyvä prosessin suorituskyky ja alhaiset kustannukset. Se on nyt laajalti korvannut tempervalurautaa ja jotkin valuteräs- ja taotut teräsosat, kuten kampiakselit, kiertokanget, rullat, autojen taka-akselit jne.
