Чугун передельный состав – Химический состав передельного чугуна

Как получают чугун?

Здесь сразу стоит отметить, что производство передельного чугуна или обычного — это практически идентичные процессы, а потому описывать оба не имеет смысла. Рассмотрим лишь общую технологию плавки.

Итак, чтобы получить данное вещество, необходимо потратить большое количество ресурсов. Основным рабочим сырьем является кокс и вода. Для того чтобы удалось выплавить тонну передельного чугуна, нужно взять примерно 550 кг кокса или около 900 л воды. Количество руды, которую потратят на переработку, определить точно для каждой партии невозможно, так как ее расход полностью зависит от процентного содержания железа. Однако абсолютно любую руду использовать невыгодно, если смотреть с точки зрения экономики. По этой причине применяется сырье, которое содержит от 70 % железа в своем составе и более. Также важно отметить, что перед плавкой руда обогащается, а только после поступает в доменную печь, именно в них происходит процесс получения чугуна. Электрические печи выплавляют лишь 2 % от общего количества материала.

Первый этап

Весь процесс плавки разделяется на несколько этапов, связанных между собой.

Процедура начинается с того, что в топку печи загружают руду, в составе которой есть магнитный железняк. Кроме того, можно использовать руду, в составе которой имеется водная окись железа или его соль. Вместе с загрузкой рабочего минерала в печь загружаются и коксующиеся угли. Их основная задача — это поддержание высоких показателей температуры. Для того чтобы быстрее расплавить руду и получить доступ к железу, в топку отправляется флюс. Вещество, являющееся катализатором, способствует более быстрому распаду руды.

Здесь важно отметить, что перед загрузкой в печь руда обычно проходит процесс дробления, промывки, сушки. Все эти этапы способствуют удалению лишних примесей, а также увеличению скорости плавки.

Второй этап

Ко второму этапу плавки передельного чугуна приступают тогда, когда в доменную печь были загружены все необходимые материалы. Запускаются горелки, которые подогревают кокс, а тот разогревает руду. Важно знать, что при разогреве кокс начинает выбрасывать в воздух углерод, который проходит по нему, вступает в реакцию с кислородом и образует оксид. Данное летучее вещество принимает активное участие в восстановительных процессах. Однако этот процесс протекает лишь до тех пор, пока в печи остается воздух. Чем больше газа внутри домны, тем слабее этот эффект, а с течением времени он и вовсе прекращается. Когда этот момент наступает, то весь газ, имеющийся внутри печи, уходит, чтобы поддерживать высокую температуру внутри агрегата.

Весь избыток углерода смешивается с расплавленным веществом, поглощается железом, что и образует чугун. Все элементы, которые не расплавились в процессе плавки, всплывают на поверхность, откуда они удаляются. После завершения этого процесса очистки наступает момент, когда в расплавленное сырье добавляют различные присадки. Какой именно в итоге получится чугун зависит от того, какой вид присадок будет применяться.

Какие чугуны передельные?

Если более подробно рассматривать именно передельное вещество, то можно отметить несколько отличительных качеств. Во-первых, содержание марганца и кремния в составе гораздо ниже, а во-вторых, оно используется для получения стали кислородно-конверторным способом. Если говорить о литейном чугуне, то он используется для производства самой разной продукции. Здесь также важно отметить, что весь материал, относящийся к этой группе, делится на несколько типов.

Далее следует знать, что в зависимости от своего состава передельный чугун разделяется на классы:

• П1 и П2 — это маркировка обычного переделочного вещества;
• ПФ1, ПФ2 и ПФ3 — это фосфористое сырье;
• ПВК1, ПВК2 и ПВК3 — это группа высококачественного чугуна;
• чугун передельный ПЛ 1 и ПЛ2 — это категория материалов, относящихся к литейному производству.

Для примера можно рассмотреть содержание этих веществ в сырье, имеющем средний показатель качества. Содержание Si от 0,2 до 0,9 %, Mn от 0,5 до 1,5 %, Р не более 0,3 %, S не более 0,06 %.

Особенности химического состава

Если рассматривать химический состав, требуемый техническими условиями, то нужно отметить важную особенность. Основное предназначение передельного чугуна — это переплавка в сталь, а потому требования к его качеству и составу определяются сталеплавильными процессами.

Одной из слабых сторон такого технологического процесса стало то, что он не в состоянии справится с такой примесью, как сера. А так как основная разница между чугуном и сталью в содержании углерода, то становится ясно, что основная задача, которая должна быть выполнена, это удаление углерода из состава. Для того чтобы достичь этой цели, необходимо чтобы химический состав позволял провести процесс окисления. Именно при помощи окисления углерода он удаляется из передельного чугуна.

Однако здесь необходимо понимать, что при окислении углерода под воздействие попадут и другие примеси — кремний, марганец, в меньшей степени — железо. Полученные вещества в ходе этого процесса называют оксидами, после чего их переносят в разряд шлака. Конечным продуктом такой индустрии становится железистый шлак — это отходы с повышенным содержанием железа, которые существенно затрудняют удаление серы из состава. По этой причине массовая доля элемента S должна быть минимальна в составе передельного чугуна.

Переработка в других устройствах

В зависимости от того, каким именно методом чугун перерабатывался в сталь, будут предъявляться и разные технические условия к составу.

Использовав кислородно-конверторное устройство, можно избавиться от такой примеси как фосфор. Чем выше массовая доля этого элемента, тем выше хладноломкость сырья (растрескивание при низких температурах).

Если взять, к примеру, мартеновские печи, то в них можно переплавить чугун в сталь практически любого вида. Однако здесь важно следить за количественным содержанием фосфора и кремния. Чем выше массовая доля этих элементов, тем дороже будет процесс переделки. К тому же сильно увеличивается и время, необходимое на завершение работы. По этой причине в составе материала их содержание не должно превышать средних значений по технической документации. Стоит отметить, что содержание марганца в передельном чугуне не лимитируется. Это объясняется тем, что он способствует процессам, связанным с удалением серы.

Передельный литейный чугун характеризуется тем, что содержание кремния в нем выше — до 1,2 %.

Государственный стандарт

Как и в случае с другими промышленными материалами, чугун должен изготавливаться по строгим правилам, описанным в государственном стандарте. Для передельного чугуна — ГОСТом 805-95 устанавливаются все технические условия, по которым он должен создаваться. Регламентируется количественное содержание всех химических элементов в каждой из групп.

Технические требования по ГОСТу

В документации указаны пункты, которые должны соблюдаться в любом случае, а есть те, которые устанавливаются потребителем при договоре с производителем.

К первой категории относятся следующие правила:

1. Марки чугуна, относящиеся к ПЛ1 и ПЛ2, должны поставляться на места переработки с обязательным указанием массовой доли углерода в составе.
2. Если передельный чугун выплавляется из руд, принадлежащим к медесодержащим, то массовая доля этого элемента в конечном итоге не должна превышать 0,3 %.
3. Производство этого материала осуществляется в чушках, без пережимов, с одним пережимом или двумя пережимами максимум. В местах пережима толщина чушки (слитка) не должна превышать 50 мм.
4. Масса чушки не должна превышать такие значения, как: 18, 30, 45, 55 килограммов.
5. На поверхности этих агрегатов не должно быть каких-либо остатков шлака.

Требования потребителя

ГОСТ 805 для передельного чугуна также регламентирует несколько технических требований, которые потребитель вправе установить при заказе у производителя. К ним относятся следующие пункты:

1. Марки передельного чугуна, относящиеся к ПЛ1 и ПЛ2, должны изготавливаться с массовой долей углерода в составе от 4 до 4,5 % включительно.
2. Если рассматривать эти же марки ПЛ1 и ПЛ2, которые впоследствии будут использоваться для изготовления отливок из чугуна с шаровидным графитом, то массовая доля хрома в таком веществе не должна превышать 0,04 %. Также при изготовлении высококачественного передельного чугуна по ГОСТ, для дальнейшего производства поршневых колец, следует ограничить содержание марганца до 0,3 %, а хрома до 0,2 %.
3. Если нет специальных заявок, то обычный передельный и высококачественный материал должен изготавливаться с содержанием марганца более 1,5 %. Если производится передельный чугун фосфористой группы, то содержание фосфора более 2 %.
4. Массовая доля кремния в таких марках, как ПЛ1, ПФ1 и ПВК1, должна быть более 1,2 %.
5. Очень важный пункт — это содержание серы, которое допускается не более 0,06 % в типах чугуна П1, П2 и ПЛ1, ПЛ2.

Приемка и контроль качества

В документе также установлены правила приемки товара и операции по контролю качества.

Прием этого материала разрешается осуществлять только партиями. Партией считается чугун, принадлежащий к одной марке, группе, типу и виду, а также имеющий документ, который подтверждает качество продукции. Чаще всего в таких бумагах указывают: товарный знак предприятия, которое изготавливало продукт; наименование предприятия, выступающего в роли потребителя; марку, группу, класс и категорию чугуна, штамп контроля и еще несколько пунктов.

Если говорить о методах контроля, то здесь необходимо проверять качество чешуек. Для этого использовать увеличительные приборы необязательно. Для того чтобы провести контроль качества, касающийся чешуек, используется тот метод, который был оговорен между потребителем изделия и производителем. Если масса партии до 20 тонн, то отбирают 10 проб чешуек с разных мест. Если масса превышает 20 тонн, то необходимо отобрать 20 проб с поверхности чугуна.

Структурное качество

Стоит добавить, что существует особое разделение чугуна на такие виды, как: белый, серый, ковкий, высокопрочный. Деление на типы осуществляется в зависимости от структуры материала.

К примеру, к категории белого чугуна относится та партия материала, в которой весь углерод пребывает в химически связанном состоянии, а также имеет вид цементита. Из-за наличия этого вещества окраска чугуна становится белой, откуда и название.

Если говорить о сером чугуне, то здесь основное отличительное качество — это углерод, который представлен в виде графита с формой изогнутых пластин или же чешуек. Из-за большого количества этих элементов, излом чугуна обладает серым цветом. Сплав железа с углеродом производят в больших количествах в Китае, Японии, России, Индии, Южной Корее, Украине.

fb.ru

ГОСТ 805-95 Чугун передельный. Технические условия, ГОСТ от 07 апреля 1999 года №805-95

ГОСТ 805-95

Группа В11

МКС 77.080.10
ОКП 08 1100

Дата введения 2000-01-01

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом Украины ТК 4 «Чугун, прокат листовой, прокат сортовой термоупрочненный. Изделия для подвижного состава, метизы и ТНП»; Институтом черной металлургии НАН Украины

ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 8 от 10 октября 1995 г.)

За принятие проголосовали:

3 Приложение А настоящего стандарта соответствует международному стандарту ИСО 9147-87 «Чушковый чугун. Определение и классификация» в части классификации по химическому составу

4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 7 апреля 1999 г. N 114 межгосударственный стандарт ГОСТ 805-95 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 января 2000 г.

5 ВЗАМЕН ГОСТ 805-80

6 ИЗДАНИЕ с Поправкой (ИУС 5-2000)

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на передельный чугун, предназначенный для дальнейшего передела в сталь или переплавки в чугунолитейных цехах при производстве отливок.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 7565-81 Чугун, сталь и сплавы. Метод отбора проб для определения химического состава

ГОСТ 22536.1-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения общего углерода и графита

ГОСТ 22536.2-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения серы

ГОСТ 22536.3-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения фосфора

ГОСТ 22536.4-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения кремния

ГОСТ 22536.5-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения марганца

ГОСТ 22536.6-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения мышьяка

ГОСТ 22536.7-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения хрома

ГОСТ 22536.8-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения меди

ГОСТ 22536.10-88 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения алюминия

ГОСТ 22536.11-87 Сталь углеродистая и чугун нелегированный. Методы определения титана

ГОСТ 27809-95 Сталь и чугун. Методы спектрографического анализа

ГОСТ 27611-88 Чугун. Метод фотоэлектрического спектрального анализа

3 Классификация

3.1 В зависимости от массовой доли кремния и назначения изготовляют:

— передельный чугун для сталеплавильного производства марок П1, П2;

— передельный чугун для литейного производства марок ПЛ1, ПЛ2;

— передельный фосфористый чугун марок ПФ1, ПФ2, ПФ3;

— передельный высококачественный чугун марок ПВК1, ПВК2, ПВК3.

4 Технические требования

4.1 Передельный чугун должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

4.2 Химический состав передельного чугуна для сталеплавильного и литейного производства приведен в таблице 1, передельного фосфористого — в таблице 2, предельного высококачественного — в таблице 3.


Таблица 1

В процентах

Окончание таблицы 1

В процентах

Таблица 2

В процентах

Таблица 3

В процентах

4.3 Передельный чугун марок ПЛ1 и ПЛ2 должен поставляться с указанием массовой доли углерода.

4.4 Передельный чугун, выплавленный из медесодержащих руд, должен изготовляться с массовой долей меди не более 0,3%.

4.5 Передельный чугун изготовляется в чушках без пережимов, с одним или двумя пережимами. Толщина чушки в месте пережима должна быть не более 50 мм.

4.6 Масса чушки должна быть не более 18, 30, 45, 55 кг.

4.7 Количество боя чушек чугуна должно быть не более 2% массы партии. К бою относятся куски массой не более 2 кг.

В низкокремнистом передельном чугуне марок П2, ПФ3 и ПВК3, а также в чугуне марок ПЛ1 и ПЛ2 в малых чушках количество боя должно быть не более 4% массы партии.

4.8 На поверхности чушек не должно быть остатков шлака. Допускается налет извести, графита и других компонентов смеси для опрыскивания мульд, не влияющих на качество чугуна.

4.9 Показатели, устанавливаемые по требованию потребителя

4.9.1 Передельный чугун марок ПЛ1 и ПЛ2 изготовляют с массовой долей углерода от 4,0 до 4,5% включительно.

4.9.2 Передельный чугун марок ПЛ1 и ПЛ2 для производства отливок из чугуна с шаровидным графитом и ковкого чугуна должен изготовляться с массовой долей хрома не более 0,04%, передельный высококачественный чугун для производства поршневых колец должен изготовляться с массовой долей марганца не более 0,3% и хрома не более 0,2%.

4.9.3 Передельный и передельный высококачественный чугун изготовляют с массовой долей марганца более 1,5%, передельный фосфористый чугун — более 2,0%.

4.9.4 Передельный чугун марок ПЛ1, ПФ1 и ПВК1 изготовляют с массовой долей кремния более 1,2%.

4.9.5 Передельный чугун марок ПВК1, ПВК2 и ПВК3 изготовляют:

— с массовой долей серы не более 0,010%;

— с массовой долей фосфора не более 0,015%;

— с указанием массовой доли титана, алюминия и мышьяка.

4.9.6 В передельном чугуне, выплавленном из медесодержащих руд, дополнительно определяется массовая доля меди и указывается в документе о качестве.

4.9.7 Передельный чугун марок П1, П2, ПЛ1 и ПЛ2 изготовляют с массовой долей серы не более 0,06%.

5 Правила приемки

5.1 Чугун принимают партиями. Партия должна состоять из чугуна одной марки, группы, класса, категории и быть оформлена одним документом о качестве, содержащим:

— товарный знак или наименование предприятия-изготовителя и его товарный знак;

— наименование предприятия-потребителя;

— марку, группу, класс и категорию чугуна;

— химический состав чугуна;

— массу и номер партии чугуна;

— штамп технического контроля;

— обозначение настоящего стандарта.

По соглашению изготовителя с потребителем допускается в партии для марок П1, П2 чугун одной марки, смежных группы, класса и категории, для марок ПЛ1, ПЛ2 — чугун одной марки и группы, смежных класса и категории в объеме не более 25%. При этом в документе о качестве дополнительно указывают массу и химический состав чугуна смежных группы, класса и категории для марок П1 и П2, массу и химический состав чугуна смежных класса и категории — для марок ПЛ1 и ПЛ2.

5.2 Для проверки качества поверхности чушек из разных мест отбирают 10 чушек от партии массой не более 20 т и 20 чушек от партии массой свыше 20 т.

5.3 Для определения химического состава чугуна в чушках отбирают из разных мест не менее трех чушек от партии массой не более 20 т и шесть чушек от партии массой свыше 20 т.

Объем выборки для определения химического состава жидкого чугуна — по ГОСТ 7565.

5.4 При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторную проверку на удвоенной выборке, взятой от той же партии. Результаты повторной проверки распространяются на всю партию.

6 Методы контроля

6.1 Контроль качества поверхности чушек проводят визуально без применения увеличительных приборов.

6.2 Контроль количества боя чушек проводят по методике, согласованной между потребителем и изготовителем.

6.3 Отбор проб для определения химического состава чугуна — по ГОСТ 7565.

6.4 Химический анализ чугуна проводят по ГОСТ 22536.1 — ГОСТ 22536.8, ГОСТ 22536.10, ГОСТ 22536.11, ГОСТ 27809, ГОСТ 27611 или другими методами, обеспечивающими требуемую точность определения.

7 Транспортирование и хранение

7.1 Чугун транспортируют навалом в транспортных средствах с соблюдением правил перевозки грузов, действующих на транспорте данного вида. Транспортное средство загружают чугуном одной партии.

Допускается транспортировать в одном транспортном средстве чугун разных партий с принятием мер, исключающих их смешивание.

7.2 С партией чугуна потребителю направляется документ о качестве, содержащий сведения, указанные в 5.1 настоящего стандарта.

7.3 Чугун должен храниться отдельно по партиям с принятием мер, исключающих их смешивание.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (рекомендуемое). Международный стандарт ИСО 9147-87 «Чушковый чугун. Определение и классификация»

ПРИЛОЖЕНИЕ А
(рекомендуемое)

А.3 Классификация чушкового чугуна

А.3.1 Чугун в чушках подразделяется на классы, обозначенные в таблице А.2, на основании его химического состава.


Таблица А.2 — Классификация чугуна в чушках в соответствии с его химическим составом

Текст документа сверен по:
официальное издание
Чугун. Марки. Технические условия.
Методы анализа: Сб. ГОСТОв. —
М.: ИПК Издательство стандартов, 2004

docs.cntd.ru

Доменные чугуны

5. 1. Классификация чугунов по назначению.

Чугун — это сплав железа с углеродом, содержащий, кроме того, другие элементы (кремний, марганец, серу, фосфор, иногда хром, никель, титан, ванадий, медь, мышьяк кобальт и др.)

Содержание одних примесей в чугуне определяется составом шихтовых материалов, то есть зависит от их количества, вносимого шихтовыми материалами. Это касается марганца, фосфора, хрома, никеля.

Содержание других примесей в чугуне зависит от температурного и шлакового режима работы печи. Элементы в процессе доменной плавки перераспределяются между продуктами плавки — чугуном и шлаком. А степень перехода этих элементов из шихтовых материалов в металл зависит от условий протекания процесса. Это касается, прежде всего, кремния.

Содержание таких элементов как сера определяется как их количеством в шихтовых материалах, так и зависит от условий протекания процесса.

Таким образом, меняя условия протекания процесса и состав шихтовых материалов, можно обеспечить получение чугуна того или иного состава.

Требования, предъявляемые к составу чугуна (содержанию примесей), определяются его назначением. По своему назначению чугуны делятся на передельные, литейные и специальные.

• Основное количество чугунов, выплавляемых в доменных печах, относится к передельным чугунам. То есть чугунам, используемым для передела в сталь.

• Литейные чугуны являются готовым продуктом.

• Специальные чугуны (иначе, доменные ферросплавы) используются в качестве добавок разного назначения в сталеплавильном процессе.

2. Химический состав передельных, литейных и специальных чугунов.

   1. Передельные чугуны

В зависимости от содержания в чугуне основных примесей (кремний, марганец, фосфор и сера) различают следующие маркичугуна:

• П1, П2 -передельные чугуны;

• ПЛ1, ПЛ2 — передельные чугуны для литейного производства;

• ПФ1, ПФ2, ПФ3 — передельные фосфористые чугуны;

• ПВК1, ПВК2, ПВК3 — передельные высококачественные чугуны.

Кроме этого, в зависимости от содержания марганца, различают 4 группычугунов, фосфора — 3класса, серы — 5категорий.

Полная характеристика химического состава чугуна включает в себя название марки, группы, класса и категории.

Рассмотрим химический состав передельного чугуна среднего качества:

Si, %	Mn, %	P, %	S, %
0,2…0,9	0,5…1,5	до 0,3	до 0,06

Оценивая в целом химический состав передельного чугуна, необходимо отметить следующее. Передельные чугуны предназначены для дальнейшего передела чугуна в сталь. Поэтому, химический состав чугуна определяется требованиями, особенностями сталеплавильного процесса.

Сталеплавильный процесс практически не может бороться с серой. Основное отличие стали от чугуна заключается в содержании углерода. Поэтому сущностью любого передела чугуна в сталь является удаление углерода. При любом сталеплавильном переделе углерод окисляют. Сталеплавильный процесс является окислительным процессом.

При выжигании углерода наряду с окислением примесей происходит окисление кремния, марганца и в небольшом количестве – железа. В виде оксидов элементы переходят в шлак. В результате образуются железистые шлаки – шлаки с повышенным содержанием закиси железа. Теория объясняет, а практика подтверждает, что железистые шлаки крайне затрудняют удаление серы из металла.

Поэтому характерной особенностью химического состава всех передельных чугунов является низкое содержание серы.

В зависимости от способа передела в сталь, предъявляются различные требования к содержанию в чугуне других элементов.

Переработка чугуна в кислородных конвертерах позволяет удалять такую вредную примесь как фосфор, придающему металлу хладноломкость (трещины на морозе). Фосфор в данном процессе используется в качестве дополнительного источника тепла, при его окислении выделяется тепло. Для удаления фосфора необходимо наводить основные шлаки, то есть шлаки с повышенным содержанием основных оксидов и, следовательно, пониженным содержанием кислых оксидов, в данном случае оксидов кремния. Таким образом, переработка чугуна в кислородных конвертерах требует низкого содержания кремния.

В мартеновских печах можно переделывать в сталь практически любые чугуны. Но при большом содержании кремния и фосфора процесс затягивается и удорожается. Поэтому содержание этих элементов в чугунах ограничивают средними значениями.

Содержание марганца в передельных чугунах не лимитируется. Марганец способствует процессам удаления серы.

Передельные чугуны для литейного производства характеризуются повышенным содержанием кремния (до 1,2%).

Передельные фосфористые чугуны отличаются повышенным содержанием кремния (до 1,2%) и высоким содержанием фосфора (до 2%).

Передельные высококачественные чугуны имеют низкое содержание таких примесей как сера и фосфор (Sдо 0,025%, P до 0,05%)

studfiles.net

ГОСТ 805-95 Чугун передельный. Технические условия

files.stroyinf.ru

Чугун передельный

Чугун передельный один из первичных сплавов железа, выплавленный в доменной печи и идущий (в жидком или твёрдом виде) в переработку (передел) на сталь главным образом в мартеновских печах или кислородных конвертерах. Передельный чугун отличается низким содержанием Si и Mn (не более 1,75% каждого). Чугун передельный, предназначенный для кислородно-конвертерного передела, имеет более узкие пределы колебаний химического состава по Si, Mn и S.

Металлография передельного чугуна

Состав передельного чугуна находится в пределах: 3,1—3,6% С; 1,8—2,7 % Si; 0,5—0,8 % Мп; 0,3— 0,7 % Р; <0,15 % S. Повышенное содержание фосфора приво­дит к появлению фосфидной эвтектики (y + Fe3C + Fe3P). Для получения отбеленных с поверхности чугунных отливок приме­няют чугун передельный  с пониженным содержанием кремния (0,5—0,8 %).Отжиг передельного чугуна с целью его смягчения имеет большое практическое значение. Многие мелкие изделия сложной кон­фигурации экономически выгоднее отливать из белого чугуна, а затем отжигать, с тем, чтобы придать им достаточную пла­стичность, необходимую при их использовании в работе.тжиг передельного чугуна сводится к распаду цементита и полу­чению в структуре чугуна графита, т. е. Fe3C->-3Fe + C. Образующийся при отжиге графит называют углеродом отжига. В ре­зультате графитизирующего отжига получается продукт, называемый ковким чугуном. Название это условно, так как изде­лия из ковкого чугуна не подвергают ковке, их применяют в виде отожженных отливок. Передельный чугун, из которого полу­чают ковкий чугун, содержит около 2,5—3 % С, 0,3—0,8 % Мп и 0,7—1,0 % Si, т. е. относится к доэвтектическим сортам чу­гуна. Кремний при отжиге, как и при затвердевании серого чугуна, способствует графитизации, однако его пониженное со­держание позволяет получать в качестве исходного белый чу­гун. Излом изделия из ковкого чугуна, полученного в резуль­тате графитизирующего отжига, в середине имеет черный бархатистый цвет, а по краям он светлый из-за обезуглеро­живания.Для ускорения графитизации чугуна необходима достаточно высокая температура отжига (900—1000 °С). При такой тем­пературе в равновесии находятся аустенит и це­ментит. Графитизации идет путем образования зародышей гра­фита и их роста за счет углерода, выделяющегося из цементита при его распаде. Поэтому зависимость степени графитизации от длительности отжига графически выражается типичной кривой. По-видимому, зародыши графита могут обра­зовываться в аустените вследствие концентрационной флуктуа­ции углерода. В белом чугуне при его затвердевании всегда образуется некоторое, хотя и незначительное, количество гра­фита в виде мелких включений. Эти включения при отжиге, ве­роятно, также становятся зародышами графитизации. Зарож­дение графита является гетерогенным. Фундаментальную роль при этом играют различные дефекты, в первую очередь микро­скопические нарушения сплошности.Движущая сила графитизации — это уменьшение свободной энергии при распаде цементита на железо и углерод позволяет понять механизм графитизации при отжиге.Предположим, что в аустените при температуре, например, имеются включения цементита и графита. На границе аусте­нит— цементит в аустените должно в сответствии с линией рав­новесия SE содержаться С% углерода. На границе графит аустенит в нем содержится С’ % углерода, что также следует из равновесия (линия S’E’). Хотя в реальном чугуне разница между С и С’ не превышает 0,1 % С, все же такое неоднород­ное его распределение в аустените вызовет диффузию, и атомы углерода станут перемещаться от мест с более высокой кон­центрацией (С) к местам с более низкой концентрацией (С). Это нарушит равновесие вокруг цементита и вокруг графита. Цементит, чтобы пополнить концентрацию углерода в аусте­ните до величины С %, будет растворяться, а на границе раздела А с графитом аустенит будет выделять углерод, понижая его содержание до С %. Графитовые включения будут таким образом расти, а включения цементита — растворяться до их полного исчезновения. При графитизации образуются включения графита в виде сфероидов которые по форме не имеют никакого сходства с цементитом, при распаде которого они образовались. Полная графитизация при данной температуре (1000 °С) при­водит к равновесию графита с аустенитом, содержащим С’ % углерода в растворе. Это еще довольно большое количество уг­лерода может также превратиться в структурно свободный графит при понижении температуры. При медленном охлажде­нии до эвтектоидной температуры (723 °С) распадается выде­ляющийся из аустенита вторичный цементит и образуется гра­фит. Длительная выдержка при температуре несколько ниже эвтектоидной, т. е. ниже линии PSK, приводит к тому, что об­разуется графит (углерод отжига) из эвтектоидного цементита. Полной графитизации можно добиться, длительно выдерживая белый чугун при двух температурах, например при 1000 и 700 °С. При 1000 °С распадается эвтектический и частично вто­ричный цементит, а при 700 °С — остальная часть вторичного цементита и эвтектоидный цементит. Графитизация при 700 °С, т. е. ниже эвтектоидной температуры, идет гораздо медленнее, чем при 1000 °С.  Чугун передельный с такой структурой обладает более высокой прочностью и менее пластичен, чем чугун передельный с ферритной основой.

1. Мы предлагаем следующие виды чугуна: чугун литейный, чугун передельный.        

www.ural-metall.com