סִילִיקוֹןממלא תפקיד מכריע בברזל יצוק, בעיקר על ידי קידום גרפיטציה לשיפור תכונות מכניות. תפקידו משתנה בין שני הסוגים העיקריים של ברזל יצוק: ברזל יצוק רקיע וברזל יצוק אפור. הנה איךמתכת סיליקוןמשמש ביישומים אלה:
2.1 ברזל יצוק רקיע
בברזל יצוק רקיע, מתכת סיליקון לא רק פועלת כחומר מסיר חמצון אלא גם פועלת כאלמנט גרפיטי. הוא מקדם את הפיכת הפחמן מצורת הקרבוריט (Fe₃C) לגרפיט כדורי, מה שמשפר את התכונות המכניות של הברזל היצוק, כגון קשיחות וגמישות. גרפיט כדורי מופץ בברזל היצוק בצורה של צורות כדוריות עדינות, מה שמעניק לברזל היצוק לא רק חוזק וקשיות גבוהים, אלא גם שומר על מידה מסוימת של משיכות. ברזל יצוק גרפיט כדורי טיפוסי בעל תכולת סיליקון של בין 2.2% ל-2.8%
.
מקדם היווצרות גרפיט כדורי: מתכת סיליקוןעוזר לפחמן לנשור כגרפיט כדורי ולא כקרבוריט, ומבנה כדורי זה מפחית ביעילות את ריכוזי המתח ומשפר את עמידות הברזל היצוק לפגיעה.
שפר את הקשיחות והגמישות: התוספת של מתכת סיליקון גורמת לברזל רקיע להיות בעל קשיחות וגמישות טובים יותר תוך שמירה על חוזק גבוה, המתאים לחלקים מכניים עם דרישות חוזק גבוהות.
2.2 ברזל יצוק אפור
התפקיד העיקרי שלמתכת סיליקוןבברזל יצוק אפור הוא לקדם גרפיטיזציה, כך שפחמן מושקע בצורה של גרפיט פתית, אשר משפר את התכונות המכניות של ברזל יצוק. גרפיט פתיתים מופץ במטריקס, ויוצר ברזל יצוק אפור עם תכונות סיכה טובות ושיכוך רעידות. ברזל יצוק אפור משמש בדרך כלל לייצור בלוקי מנוע, שסתומים ומשאבות וחלקים מכניים אחרים. תכולת מתכת הסיליקון של ברזל יצוק אפור נעה בדרך כלל בין 1.5% ל-3.5%.
מקדם משקעי גרפיט פתיתים: מתכת סיליקוןמעודד משקעים של פחמן בצורת גרפיט פתיתים, המעניק לברזל היצוק סיכה טובה, שחשובה להפחתת הבלאי ולהארכת חיי החלקים.
שיכוך רעידות משופר: מבנה הגרפיט הפתיתים מעניק לברזל יצוק אפור תכונות שיכוך רעידות טובות, מה שהופך אותו למתאים לשימוש בחלקים שצריכים לספוג רעידות וזעזועים.
סיכום
מתכת סיליקוןהוא מרכיב מפתח בברזל יצוק ומשפר את התכונות של ברזל יצוק רקיע ואפור על ידי קידום גרפיטציה. תכולת מתכת הסיליקון בברזל יצוק רקיע גורמת לשקיעת פחמן כגרפיט כדורי, מה שמשפר את החוזק, הקשיחות והגמישות של הברזל היצוק, בעוד שתכולת הסיליקון בברזל יצוק אפור מעודדת משקעים של פחמן כנתז גרפיט, מה שמשפר את הסיכה תכונות שיכוך רעידות של הברזל היצוק. תפקידים אלה הופכים את הסיליקון לחיוני בייצור ברזל יצוק, בשימוש נרחב בייצור חלקים מכניים שונים.
