Siliciumspiller en afgørende rolle i støbejern, hovedsageligt ved at fremme grafitisering for at forbedre mekaniske egenskaber. Dens rolle varierer mellem de to hovedtyper af støbejern: duktilt støbejern og gråt støbejern. Sådan gør dusiliciummetalbruges i disse applikationer:
2.1 Duktilt støbejern
I duktilt støbejern virker siliciummetal ikke kun som et deoxiderende middel, men fungerer også som et grafitiserende element. Det fremmer omdannelsen af kulstof fra carburitformen (Fe₃C) til sfæroidgrafit, hvilket forbedrer støbejernets mekaniske egenskaber, såsom sejhed og duktilitet. Kuglegrafit fordeles i støbejernet i form af fine sfæriske former, hvilket giver støbejernet ikke kun høj styrke og hårdhed, men også bevarer en vis grad af duktilitet. Typisk kuglegrafitstøbejern har et siliciumindhold på mellem 2,2 % og 2,8 %
.
Fremmer sfæroidal grafitdannelse: Siliciummetalhjælper kulstoffet med at udfældes som kuglegrafit i stedet for som carburit, og denne kugleformede struktur reducerer effektivt spændingskoncentrationer og forbedrer støbejernets slagfasthed.
Forbedre sejhed og duktilitet: Tilsætningen af siliciummetal gør, at duktilt jern har bedre sejhed og duktilitet, samtidig med at høj styrke bibeholdes, hvilket er velegnet til mekaniske dele med høje styrkekrav.
2.2 Grå støbejern
Hovedrollen afsiliciummetali gråt støbejern er at fremme grafitisering, således at kulstof udfældes i form af flagegrafit, hvilket forbedrer støbejerns mekaniske egenskaber. Flakegrafit fordeles i matrixen og danner et gråt støbejern med god smøreevne og vibrationsdæmpende egenskaber. Grå støbejern bruges normalt til fremstilling af motorblokke, ventiler og pumper og andre mekaniske dele. Siliciummetalindholdet i gråt støbejern varierer normalt fra 1,5 % til 3,5 %.
Fremmer udfældning af flagegrafit: Siliciummetalopfordrer til udfældning af kulstof i form af flagegrafit, hvilket giver støbejernet en god smøreevne, hvilket er vigtigt for at mindske slid og forlænge levetiden på delene.
Forbedret vibrationsdæmpning: Flake-grafitstrukturen giver gråt støbejern gode vibrationsdæmpende egenskaber, hvilket gør den velegnet til brug i dele, der skal absorbere vibrationer og stød.
Resumé
Siliciummetaler et nøgleelement i støbejern og forbedrer egenskaberne af både duktilt og gråt støbejern ved at fremme grafitisering. Siliciummetalindholdet i duktilt støbejern får kulstof til at udfældes som kuglegrafit, hvilket forbedrer støbejernets styrke, sejhed og duktilitet, mens siliciumindholdet i gråt støbejern tilskynder kulstof til at udfældes som flagegrafit, hvilket forbedrer smøreevnen og støbejernets vibrationsdæmpende egenskaber. Disse roller gør silicium uundværligt i fremstillingen af støbejern, der er meget udbredt i produktionen af forskellige mekaniske dele.
