Valuraudan ominaispaino, ominaisuudet, tyypit ja arvotaulukko

Valurauta on raudan, hiilen ja muiden lisäaineiden seos. Valuraudan hiilipitoisuuden on oltava vähintään 2,14 prosenttia. Valurauta sopii hyvin sellaisten valukappaleiden valmistukseen, joihin kohdistuu pieniä dynaamisia kuormia ja vähäisiä jännityksiä.

Teräkseen verrattuna valurauta on edullista ja sillä on hyvät valuominaisuudet. Sitä on tavallisesti myös monia teräksiä helpompi lastuta, mutta se hitsautuu huonosti ja sen sitkeys sekä iskulujuus ovat pienemmät.

Valuraudan ominaispainotaulukko

Koska valurauta on monimutkainen materiaali, sen ominaispainoa ei voida laskea itsenäisesti kenttäolosuhteissa. Määritykset tehdään erityisissä kemian laboratorioissa. Keskimääräinen ominaispaino kuitenkin tunnetaan: harmaalla valuraudalla se on 6,6–7,8 g/cm³ ja valkoisella 7,0–7,8 g/cm³.

Laskennan helpottamiseksi alla olevassa taulukossa esitetään valuraudan paino ja ominaispaino eri mittayksiköissä.

Valuraudan ominaisuudet

Seoksen hiilipitoisuus lisää kovuutta mutta vähentää sitkeyttä ja muovattavuutta. Hiili voi esiintyä kahdessa päämuodossa: grafiittina ja sementiittinä. Valuraudat sisältävät pysyvinä seosaineina mangaania, piitä, fosforia ja rikkiä sekä joskus nikkelin, alumiinin, kromin, vanadiinin ja muiden alkuaineiden kaltaisia seosaineita.

Valuraudan sulamislämpötila on koostumuksen mukaan tavallisesti noin 1150–1200 °C. Se on noin 300–400 °C puhtaan raudan sulamispistettä alempi.

Valurautatyypit

Sementiitin määrän ja grafiitin muodon perusteella erotetaan neljä valurautatyyppiä:

• Valkoinen valurauta. Tämän tyypin hiili on sitoutuneessa muodossa. Sementiitti tekee murtopinnasta vaalean. Valkoinen valurauta jaetaan noin 4,3 prosenttia hiiltä sisältävään eutektiseen ja 4,3–6,67 prosenttia hiiltä sisältävään ylieutektiseen valurautaan. Sitä käytetään muun muassa adusoidun valuraudan valmistamiseen hehkuttamalla.
• Harmaa valurauta. Tämä tyyppi on seos, joka sisältää noin 1,2–3,5 prosenttia piitä, lopun ollessa rautaa ja hiiltä sekä rikki-, mangaani- ja fosforiepäpuhtauksia. Merkittävä osa harmaan valuraudan hiilestä on suomugrafiittina. Materiaalin murtopinta on selvästi harmaa.
• Adusoitu valurauta. Tämä tyyppi valmistetaan valkoisesta valuraudasta ylimääräisellä hehkutuksella, jolloin muodostuu hiutalemaista grafiittia. Metallinen perusrakenne koostuu perliitistä ja ferriitistä. Nimi johtuu tavallista paremmasta sitkeydestä ja muovattavuudesta sekä suuremmasta lujuudesta ja iskunkestävyydestä. Tästä tyypistä valmistetaan monimutkaisen muotoisia osia, kuten jarrupaloja, kulmayhteitä, T-haaroja ja autojen taka-akselikoteloita.
• Pallografiittivalurauta. Tämä tyyppi sisältää kiteytymisen aikana muodostunutta pallomaista grafiittia. Tällainen grafiitti ei heikennä metallimatriisia yhtä paljon eikä keskitä jännityksiä.