Kompaktgrafitjärn benämns ofta också med den engelska förkortningen CGI (Compacted Graphite Iron). Det är en gjutjärnstyp, som egenskapsmässigt ligger nästan mitt emellan gråjärn och segjärn, vilket gör materialet intressant för en rad applikationer, främst när man vill förena något av gråjärnets goda skärbarhet och goda värmeledningsförmåga med något av segjärnets höga hållfasthet och seghet

I tabellen nedan jämförs CGI på några egenskaper i liknade hållfasthetsområde med gråjärn och segjärn.

 Tabell: Jämförelse av egenskaper

Egenskap

Gråjärn

GJL-300

Kompaktgrafitjärn

GJV-350       GJV-450

Segjärn

GJS-500-7

Brottgräns, Rm (MPa)

E-modul, E (GPa)

Förlängning, A(%)

Värmeledning (W/m°K)1)

Utmattningsgräns, sD/Rm roterande-böj3)

300

108 - 137

<1

42

0,462)

350

135 - 150

1,5 - 4,0

40

0,47 - 0,52

450

145 - 155

1,0-2,5

37

0,45 - 0,50

500

169

>7

35

2244)

         

1) vid 400°C
2) växlande böjbelastning vid 106 lastväxlingar
3) oanvisad provstav
4) sD (MPa)

 

Hos kompaktgrafitjärn styrs de mekaniska egenskaperna liksom hos segjärn främst av grundmassans sammansättning. Ju högre perlit/ferrit-förhållandet är desto högre hållfasthet och hårdhet men desto lägre seghet erhålls. Möjlighet finns att påverka kompaktgrafitjärnets egenskaper genom tillsats av legeringsämnen.

Koppar och tenn tillsätts vanligen eftersom dessa gynnar bildning av perlit och ökar därmed materialets hållfasthet och hårdhet. Även mangan och krom används för att öka perlithalten, men ökar risken för vitt stelnande (inslag av cementit, Fe3C) och karbider i segringsområden. Detta leder till ökad verktygsförslitning vid skärande bearbetning. För att nå bästa skärbarhet rekommenderas i vissa fall att manganhalten ligger i intervallet 0,3 till 0,45 procent och att kromhalten är mindre än  0,08 procent.

 

Användningsområden

Några exempel på anvädningsområden för kompaktgrafitjärn är cylinderhuvuden och motorblock för lastbilar. Det finns fler produkter inom fordonsindustrin som kan tillverkas av kompaktgrafitjärn. Avgasgrenrör och bromsskivor är två sådana exempel.

Ett vanligt skäl till att kompaktgrafitjärn väljs för en produkt i stället för gråjärn är materialets högre hållfasthet. Även om värmeledningförmågan är sämre än i gråjärnet är den ändå relativt bra vilket i kombination med den höga hållfastheten ger bätte termiska utmattningsegenskaper än hos gråjärn.

Motorblock tillverkat i kompaktgrafitjärn (Foto: Sintercast)

 

2098