Støpejern: tetthet, egenskaper, typer og verditabell

Støpejern er en legering av jern, karbon og andre tilleggsstoffer. Karboninnholdet i støpejern må være minst 2,14 prosent. Støpejern egner seg godt til støpte komponenter som arbeider med små dynamiske belastninger og lave spenninger.

Sammenlignet med stål er støpejern rimelig og har gode støpeegenskaper. Det er også vanligvis enklere å maskinere enn mange ståltyper, men er vanskelig å sveise og har lavere duktilitet og slagseighet.

Tabell over støpejernets tetthet

Støpejern er et sammensatt materiale, og tettheten kan ikke beregnes selv under feltforhold. Slike målinger utføres i spesialiserte kjemiske laboratorier. Det gjennomsnittlige tetthetsområdet er imidlertid kjent: 6,6–7,8 g/cm³ for grått støpejern og 7,0–7,8 g/cm³ for hvitt støpejern.

Tabellen nedenfor gjør det enklere å beregne støpejernets vekt og tetthet og viser verdiene i ulike måleenheter.

Støpejernets egenskaper

Karboninnholdet gir legeringen høyere hardhet, men reduserer samtidig seigheten og duktiliteten. Karbonet forekommer i to hovedformer: grafitt og sementitt. Støpejern inneholder faste bestanddeler som mangan, silisium, fosfor og svovel og noen ganger legeringselementer som nikkel, aluminium, krom og vanadium.

Støpejernets smeltepunkt ligger vanligvis i området 1150–1200 °C, men avhenger av sammensetningen. Dette er omtrent 300–400 °C lavere enn smeltepunktet til rent jern.

Typer støpejern

Etter mengden sementitt og grafittens form skilles det mellom fire typer støpejern:

• Hvitt støpejern. Karbonet i denne typen foreligger i bundet form. Bruddflaten er lys på grunn av sementitten. Typen deles inn i eutektisk støpejern med omtrent 4,3 prosent karbon og hypereutektisk støpejern med 4,3–6,67 prosent karbon. Den brukes blant annet som utgangsmateriale for aduserjern ved gløding.
• Grått støpejern. Denne typen er en legering med omtrent 1,2–3,5 prosent silisium. Resten er jern og karbon samt urenheter av svovel, mangan og fosfor. En stor del av karbonet foreligger som flakgrafitt. Materialet har en tydelig grå bruddflate.
• Aduserjern. Denne typen fremstilles ved ytterligere gløding av hvitt støpejern, slik at det dannes tempergrafitt i flak eller rosetter. Den metalliske grunnmassen består av perlitt og ferritt. Navnet skyldes den høyere seigheten, duktiliteten, styrken og slagfastheten. Typen brukes til kompliserte komponenter som bremseklosser, bend, T-stykker og bakakselhus til biler.
• Seigjern. Denne typen inneholder kulegrafitt som dannes under krystalliseringen. Grafittformen svekker metallgrunnmassen mindre og gir lavere spenningskonsentrasjon.