סקירה של סוגי ברזל יצוק

ברזל יצוק לבן: בדיוק כמו הסוכר שאנו שמים בתה, הפחמן מתמוסס לחלוטין בברזל נוזלי. אם פחמן זה המומס בנוזל אינו ניתן להפרדה מהברזל הנוזלי בזמן שהברזל היצוק מתמצק, אלא נשאר מומס לחלוטין במבנה, אנו קוראים למבנה שנוצר ברזל יצוק לבן. ברזל יצוק לבן, בעל מבנה שביר מאוד, נקרא ברזל יצוק לבן מכיוון שהוא מפגין צבע בהיר ולבן כשהוא נשבר.

ברזל יצוק אפור: בזמן שהברזל הנוזלי מתמצק, הפחמן המומס במתכת הנוזלית, כמו הסוכר שבתה, עשוי להופיע כשלב נפרד במהלך ההתמצקות. כאשר אנו בוחנים מבנה כזה במיקרוסקופ, אנו רואים שהפחמן התפרק למבנה נפרד הנראה לעין בלתי מזוינת, בצורת גרפיט. לסוג זה של ברזל יצוק אנו קוראים ברזל יצוק אפור, כי כאשר המבנה הזה, שבו הפחמן מופיע בלמלות, כלומר בשכבות, נשבר, יוצא צבע עמום ואפור.

ברזל יצוק מנומר: הברזל היצוק הלבן שהזכרנו לעיל מופיע בתנאי קירור מהיר, בעוד שהברזלים האפורים מופיעים בתנאי קירור איטיים יותר. אם קצב הקירור של החלק הנוצק עולה בקנה אחד עם טווח שבו מתרחש המעבר מלבן לאפור, ניתן לראות שמבנים אפורים ולבנים מופיעים יחד. אנו קוראים לברזלים יצוקים אלה מנומרים כי כאשר אנו שוברים חתיכה כזו, מופיעים איים אפורים על רקע לבן.

ברזל יצוק מחוסמ: סוג זה של ברזל יצוק מתמצק למעשה כברזל יצוק לבן. במילים אחרות, התמצקות הברזל היצוק מובטחת כך שהפחמן נשאר מומס לחלוטין במבנה. לאחר מכן, הברזל היצוק הלבן המוצק עובר טיפול בחום כך שהפחמן המומס במבנה מופרד מהמבנה. לאחר טיפול בחום זה, אנו רואים שהפחמן יוצא ככדורים בעלי צורה לא סדירה, מקובצים.

בנוסף לסיווג זה, אם הפחמן הצליח להיפרד מהמבנה כתוצאה מהתמצקות (כמו בברזל יצוק אפור), נוכל לעשות סיווג נוסף על ידי התבוננות בתכונות הצורניות של הגרפיט שנוצר:

ברזל יצוק אפור (גרפיט למלרי): אם הפחמן התמצק והוליד מבנה גרפיט שכבות כמו עלי כרוב, אנו מתייחסים לברזל יצוק כמו ברזל יצוק גרפיט אפור או למלרי. אנו יכולים לגבש מבנה זה, המתרחש בסגסוגות בהן חמצן וגופרית גבוהים יחסית, מבלי להראות נטייה רבה להתכווצות בשל המוליכות התרמית הגבוהה שלו.

ברזל יצוק גרפיט כדורי: כפי שהשם מרמז, אנו רואים שבמבנה זה, הפחמן מופיע ככדורי גרפיט כדוריים. על מנת שגרפיט יתפרק למבנה כדורי ולא למבנה למלרי, יש להפחית את החמצן והגופרית בנוזל מתחת לרמה מסוימת. זו הסיבה שכאשר מייצרים ברזל יצוק גרפיט כדורי, אנו מטפלים למתכת הנוזלית במגנזיום, שיכול להגיב מהר מאוד עם חמצן וגופרית, ואז יוצקים אותה לתבניות.

ברזל יצוק גרפיט וורמיקולרי: אם הטיפול במגנזיום המיושם במהלך ייצור ברזל יצוק גרפיט כדורי אינו מספיק ולא ניתן ליצור כדורי גרפיט לחלוטין, מבנה גרפיט זה, שאנו מכנים וורמיקולרי (או קומפקטי), עלול להופיע. גרפיט וורמיקולרי, שהוא צורת מעבר בין סוגי גרפיט למלרי וכדורי, מספק לא רק לברזל יצוק את התכונות המכניות הגבוהות של גרפיט כדורי, אלא גם מפחית את נטיית ההתכווצות הודות למוליכות התרמית הגבוהה שלו. מבנה זה, הנחשב לטעות בייצור ברזל יצוק גרפיט כדורי, יצוק בכוונה על ידי בתי יציקה רבים בשל היתרונות שהוזכרו לעיל.