Чугун серый сч20 – 20

СЧ20

СЧ20 Челябинск

Марка :	СЧ20
Классификация :	Чугун серый
Применение:	для изготовления отливок
Зарубежные аналоги:	Известны

Химический состав в % материала СЧ20 ГОСТ 1412- 85

C	Si	Mn	S	P
3.3- 3.5	1.4- 2.4	0.7- 1	до 0.15	до 0.2

Литейно-технологические свойства материала СЧ20 .

Линейная усадка :

1.2 %

Механические свойства при Т=20^oС материала СЧ20 .

Сортамент	Размер	Напр.	sв	s T	d5	y	KCU	Термообр.
—	мм	—	МПа	МПа	%	%	кДж / м2	—
Отливки, ГОСТ 1412-85			200

Твердость СЧ20 , ГОСТ 1412-85

HB 10 -1 = 143-255 МПа

Физические свойства материала СЧ20 .

T	E 10— 5	a 10 6	l	r	C	R 10 9
Град	МПа	1/Град	Вт/(м·град)	кг/м 3	Дж/(кг·град)	Ом·м
20	1		54	7100
100		9.5			480

Зарубежные аналоги материала СЧ20Внимание! Указаны как точные, так и ближайшие аналоги.

США

Германия

Япония

Франция

Англия

Евросоюз

Италия

Бельгия

Испания

Китай

Швеция

Болгария

Венгрия

Польша

Румыния

Чехия

Австрия

Австралия

Inter

Индия

Голландия

Тайвань

Люксембург

COPANT

—

DIN,WNr

JIS

AFNOR

BS

EN

UNI

NBN

UNE

GB

SS

BDS

MSZ

PN

STAS

CSN

ONORM

AS

ISO

IS

NEN

—

—

COPANT

Обозначения:

Механические свойства :
sв	-Предел кратковременной прочности , [МПа]
sT	-Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
d5	-Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
y	-Относительное сужение , [ % ]
KCU	-Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB	-Твердость по Бринеллю , [МПа]

Физические свойства :
T	-Температура, при которой получены данные свойства , [Град]
E	-Модуль упругости первого рода , [МПа]
a	-Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o-T ) , [1/Град]
l	-Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r	-Плотность материала , [кг/м3]
C	-Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o-T ), [Дж/(кг·град)]
R	-Удельное электросопротивление, [Ом·м]

СЧ20-Чугун серый
СЧ20-химический состав, механические, физические и технологические свойства, плотность, твердость, применение

Доступный металлопрокат

Материал СЧ20 Челябинск

Без стали не обходится ни одно производство, будь то тяжелое машиностроение или изготовление бытовых электроприборов. Существует множество марок этого продукта, а также большое количество форм отпуска. Наша компания реализует материал СЧ20 большими партиями и с минимальной наценкой. Для уточнения свойств и характеристик конкретной марки можно обратиться к менеджерам компании.

Как и вся продукция, материал СЧ20 закупается у ведущих производителей. Поэтому мы готовы со всей ответственностью давать гарантию на качество. Минимальное количество посредников определяет и низкую стоимость. Вкупе с быстрой доставкой, это дает возможность нашим бизнес-партнеры вести стабильное и взаимовыгодное сотрудничество.

Помимо отпуска, в форме той или иной детали (заготовки), наша компания реализует обработку металлов. Все мероприятия проходят четкий контроль на соответствие ГОСТа и правилам. Специалисты нашего предприятия осуществляют такие работы как оцинкование, создание деталей по чертежам заказчика, производство отливок, изготовление различных профилей и многое другое.

Имея в арсенале новейшее оборудование и огромный, опыт мы можем предложить проверку изделия по ряду параметров, таким как прочностные характеристики, химический состав, чистота сплава и так далее.

Каждому покупателю предложен огромный ассортимент продукции различного формата, а также актуальных услуг и работ. Чтобы быстрее разобраться и выбрать товар соответствующий потребностям, нужно связаться с менеджером компании и получить развернутую информацию по всем интересующим вопросам.

Материал СЧ20 купить в Челябинске

Индивидуальная стоимость выстраивается за счет персонального общения с каждым потенциальным заказчиком. Менеджеры учитывают объем сделки, делают скидки постоянным клиентам и ведут открытый диалог. В результате, даже при возникновении спорных ситуаций мы способны найти компромисс и прийти к решению, удовлетворяющему обе стороны.

Доставка

Работы по осуществлению логистики входят в пакет наших профессиональных услуг. Мы постоянно совершенствуем свои знания, приобретаем новейшую технику, для того, чтобы груз был доставлен в любую точку России.

Наличие собственных железнодорожных подъездов заметно увеличивает скорость отгрузки и последующей доставки. Имея такие ресурсы, мы гарантируем доставку грузов любого объема и габаритов. Такой профессиональный подход и делает нас лидерами на рынке металлопродукции.

metcontinent.ru

Основные свойства и области применения серого чугуна

Основные свойства и области применения серого чугуна

В основу стандартизации серого чугуна заложен принцип регламентирования минимально допустимого значения временного сопротивления разрыву при растяжении (_В). В соответствии с этим принципом обозначение марки чугуна содержит минимально допустимое значение

В определенного в стандартной пробной литой заготовке. Механические свойства серого чугуна регламентируются ГОСТ 1412-85 и приведены в табл.1.2. Необходимо учитывать, что порядок подготовки и проведения механических испытаний серого и других чугунов отличаются от методов испытания стали. Например, для чугунных отливок контроль свойств проводят по ГОСТ 27208-87 «Отливки из чугуна. Методы механических испытаний», а способы получения заготовок для образцов из каждого чугуна регламентированы соответствующим стандартом (для серого – ГОСТ 24648 –81).

Таблица 1.2 — Механические свойства и рекомендуемые составы серого чугуна (ГОСТ 1412-85)

K большинству чугунных отливок в силу особенностей их эксплуатации часто предъявляются различные условия, включающие другие (не предусмотренные ГОСТ 1412-85) требования по механическим свойствам, а также по физическим и теплофизическим показателям. На практике достаточно часто удается проследить связь между определенной группой физико-механических и теплофизических свойств чугуна и эксплуатационными показателями конкретного изделия. Наиболее часто встречающиеся показатели механических свойств серого чугуна, часть из которых не регламентируется ГОСТ 1412-85, приведены в табл.1.3-1.5.

Большое влияние на механические свойства чугуна имеет скорость охлаждения металла, а, следовательно, и толщина стенок отливок. В этом случае при оценке реальной прочности отливок рекомендуется изготавливать различного рода тестовые заготовки, которые соответствуют толщине отливок, и из них вырезать образцы для испытаний. Определенные представления о влиянии толщины стенки отливки на прочность и твердость чугуна можно получить, воспользовавшись данными табл.1.6.

Таблица 1.3 – Механические свойства серого чугуна при растяжении и изгибе

Основные показатели, характеризующие физические свойства чугуна (плотность, удельная теплоемкость, теплопроводность и коэффициент линейного расширения), приведены в табл.1.7 в соответствии с приложением № 2 ГОСТ 1412-85. Данные такого рода имеются также в стандартах других стран, например, Британский стандарт BS 1452 1977.

Модуль упругости чугуна зависит от размеров графитных пластин и уменьшается с увеличением их размера. Более высокий уровень пластичности серый чугун с пластинчатым графитом показывает при сжатии. Например, осадка серого чугуна в холодном состоянии при сжатии может составлять 20 – 40 %. При растяжении пластичность, как видно из табл. 1.3, не достигает и 1 % удлинения.

Таблица 1.4 – Механические свойства серого чугуна при сжатии

Таблица 1.5 – Механические свойства серого чугуна при кручении

Обобщая имеющиеся в литературе данные, необходимо заметить, что плотность чугуна тем выше, чем ниже содержания в нем углерода и кремния. Коэффициенты теплового расширения и удельной теплоемкости зависят не столько от химического состава чугуна, сколько от его структуры. При этом легирующие элементы слабо влияют на эти коэффициенты. Исключение составляет только медь. Теплопроводность чугуна, связанная с теплопроводностью структурных составляющих, оказывается наибольшей при максимальном содержании графита.

Таблица 1.6 — Зависимость прочности (В) и твердости (НВ) серого чугуна от толщины стенок отливок

Таблица 1.7 – Физические свойства чугуна с пластинчатым графитом (ГОСТ 1412-85)

Как конструкционный материал серый чугун используются для широкого спектра изделий практически во всех отраслях машиностроительного комплекса. К числу наиболее крупных потребителей чугунного литья следует отнести автомобилестроение, станкостроение, тяжелое и металлургическое машиностроение, санитарно-техническую промышленность и пр.

В конструкции автомобилей и тракторов масса литых деталей из серого чугуна, например, составляет 15-25% от общей массы. Преимущественное применение серого чугуна обусловлено тем фактом, что в нем сочетаются высокая износостойкость и противозадирные свойства при трении с ограниченной смазкой, демпфирующая способность. Основная номенклатура изделий — это блоки, головки и гильзы цилиндров, крышки коренных подшипников двигателей, тормозные диски и диски сцепления, тормозные барабаны и другие детали, для которых серый чугун яв-ляется оптимально технологичным и экономичным конструкционным материалом.

Блоки цилиндров карбюраторных и дизельных двигателей изготавливают из низколегированных чугунов марки СЧ20, СЧ25, которые обеспечивают в стенках отливок толщиной 15-25 мм _В =200-250 Н/мм², а в более тонких стенках до 270 Н/мм². Такого же типа чугуны обычно применяют для головок цилиндров дизельных двигателей и гильз цилиндров карбюраторных и дизельных двигателей. Основными требованиями к чугуну для гильз являются: перлитная структура матрицы (не более 5% феррита), графит среднепластинчатый неориентированный, твердость в пределах 200-250 НВ. В конструкции автомобильных дизельных, карбюраторных, а также тракторных двигателей широко применяют гильзы цилиндров из специальных легированных чугунов, чаще всего — фосфористые.

Для блоков и головок цилиндров тяжело нагруженных дизельных двигателей (автомобильных и судовых) применяют специальные легированные чугуны, а для головок цилиндров — высокоуглеродистые (более 3,5% С) легированные термостойкие чугуны. Эти требования выполняются при использовании для отливки гильз низколегированных чугунов, химический состав которых выбирают с учетом технологии формы, метода плавки, сечения отливки.

Чугунные распределительные валы дизельных и карбюраторных двигателей (легированные чугуны марки СЧ 25 и СЧ 30) имеют высокую износостойкость и широко применяются в автомобилестроении. Легирование молибденом, хромом, никелем обеспечивает хорошую закаливаемость и прокаливаемость чугуна, и заданную глубину отбеленного слоя (в отбеленных кулачках). Высокая твердость и износостойкость кулачков достигаются либо за счет поверхностной закалки чугуна, в структуре которого (в носике кулачков) имеются игольчатые карбиды, либо за счет поверхностного отбела чугуна в кулачках при кристаллизации в контакте с холодильником. Отбеленные кулачки предпочтительны в тяжелых условиях работы.

Тормозные диски, барабаны и нажимные диски сцепления, работающие в условиях сухого трения с высокими скоростями скольжения должны обеспечивать в паре с фрикционной пластмассой стабильный коэффициент трения и износостойкость. При многократных циклах торможения, во время которых в контакте фрикционной пары выделяется тепло, а затем быстро отводится, на поверхности чугунной детали образуются термические трещины, снижающие прочность. Для тормозных барабанов и дисков средней нагруженности чаще всего применяют серый чугун марки СЧ20 или СЧ25. В условиях высокой нагруженности деталей, когда на поверхности трения образуются термические трещины, применяют специальные высокоуглеродистые термостойкие чугуны с повышенным уровнем легирования. Для наиболее тяжелых условий работы рекомендуется использовать перлитные чугуны с вермикулярным графитом.

Маховики в процессе работы вращаются с частотой порядка 2500-8000 об/мин. Соответственно, в них возникают большие растягивающие напряжения, а поверхность маховика периодически трется о сопряженную рабочую поверхность. Трение с большими скоростями приводит к выделению тепла на поверхности трения, образованию усталостных термических трещин, снижающих прочность маховика. Требования повышенной прочности с учетом большой массы маховиков и толщины сечения обусловили применение для их изготовления серых чугунов марки СЧ25, СЧ30, СЧ35 (чем больше сечение отливки, тем выше марка). Выбранная марка чугуна должна обеспечивать получение в теле отливки прочности не ниже 200-250 Н/мм². Если прочность чугуна СЧ 35 недостаточна для обеспечения условий работы маховиков, то необходимо применять чугуны с вермикулярным или шаровидным графитом.

Крышки коренных подшипников из серого чугуна применяют в основном в карбюраторных двигателях легковых автомобилей. Для обеспечения перлитной структуры и твердости не менее 200 НВ крышки подшипников отливают из серого чугуна марки СЧ25. Для тяжело нагруженных карбюраторных двигателей и для дизельных двигателей применяют крышки подшипников из ковкого чугуна или чугуна с шаровидным графитом.

Выпускные коллекторы подвергаются воздействию горячих агрессивных выхлопных газов и в процессе работы подвержены окислению, термическим деформациям, а иногда — растрескиванию. Во многих случаях серый чугун является экономичным и достаточно долговечным материалом для этих деталей. Учитывая, что коллекторы имеют тонкие стенки (3-7 мм), их отливают из чугунов марки СЧ15, СЧ20, которые для повышения жаростойкости легируют небольшими добавками хрома и никеля. Для термически нагруженных коллекторов применяют ковкий чугун, чугун с шаровидным графитом, а иногда — аустенитный чугун с шаровидным графитом, имеющим высокую термостойкость и стойкость против окисления.

В станкостроении серый чугун применяют для широкой номенклатуры литых деталей с массой от 0,1 кг до 100 тонн с толщиной стенок от 4 до 200 мм, работающих в самых разнообразных условиях. Классификация станкостроительных литых деталей из серого чугуна с учетом этого разнообразия конструкций и условий работы осуществляется в соответствии с ОСТ 2 МТ 21-2-83. При выборе марки чугуна конструктор в зависимости от класса, группы детали и приведенной толщины стенки отливки определяет необходимый минимальный уровень твердости и микроструктуры.

С учетом специфики большинства станкостроительных деталей, работающих преимущественно на жесткость, а не на прочность, предпочтение отдают чугунам, обладающим повышенной твердостью и пониженной пластичностью. Такие чугуны по химическому составу отличаются повышенным (против рекомендаций ГОСТ 1412-85) содержанием кремния и марганца при пониженном содержании углерода. Если невозможно получить необходимый уровень твердости чугуна, в направляющих применяют легирование, формовку с холодильниками и др.

Отливки из серого чугуна весьма широко и успешно используются для определенной номенклатуры деталей сменного металлургического оборудования: сорто- и листопрокатные валки, всевозможные изложницы для разливки слитков, шлаковые чаши и т.п.

uas.su

Расчет шихты для получения серого чугуна СЧ20 методом подбора

По просьбе наших коллег и постоянных посетителей сайта в данной статье излогаю методику расчета шихты методом подбора для выплавки серого чугуна марки СЧ20 по ГОСТ 1412-85 применительно к условиям их производства. О. Виноградов

Исходные данные

•    выплавку чугуна будут проводить в индукционной плавильной печи ИСТ-0,4 емкостью – 400 кг;
•    выход годного составляет – 76,0%;
•    возврат собственного производства – 19,0%;
•    угар и безвозвратные потери – 5,0;
•    расход шихтовых материалов на получение 1 т годного литья составляет – 1315,8 кг.

Для получения чугуна предлагается использовать нижеперечисленные  шихтовые  материалы:

1. Чугун литейный марки Л2, следующего состава, %:  C – 3,8; Si – 3,0; Mn – 0,5; S – 0,05; P – 0,7.
2. Лом стальной марки 1А, следующего состава, %: C – 0,3; Si – 0,3; Mn – 0,5; S – 0,06; P – 0,07.
3. Возврат собственного производства, следующего состава, %: C – 3,5; Si – 1,7; Mn – 0,7; S – 0,12; P – 0,2.
4. Ферросилиций марки ФС45, следующего состава, %: C – 0,1; Si – 45; Mn – 0,4; S – 0,02; P – 0,04.
5. Ферромарганец марки ФМн78, следующего состава, %: C – 0,5; Si – 1,8; Mn – 77; S – 0,02; P – 0,4.
6. Графитовая стружка, следующего состава, %: C – 95; S – 0,03.

Комментарий: В отличие от других металлов и сплавов, механические свойства материала отливки в значительно большей степени зависят от скорости охлаждения и кристаллизации отливки, ее модуля, толщины стенки отливки и способа производства, потому ГОСТ 1412-85 «Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки» дает только рекомендуемый химический состав и отклонение по химическому составу не является браковочным признаком.

Справочные данные:

1. Угар элементов при плавке в индукционной плавильной печи повышенной частоты составляет: C – 5%; Si – 3%; Mn – 10%; S – 0%; P – 0%.
2. Усвоение углерода из гафитовой стружки при плавке в индукционной плавильной печи повышенной частоты составляет 85%.
3. Рекомендуемый химический состав чугуна марки СЧ20: C – 3,5-3,7%; Si – 1,4-2,4%; Mn – 0,7-1,0%; S – до 0,15%; P – до 0,2%.

Пожелания производителя:

• Использовать в составе шихты 50% стального лома.
• Использовать в составе шихты весь объем возврата собственного производства, т.е. — 19%.

На первом этапе строится таблица для расчетов и в нее заносятся все имеющиеся на данный момент данные (см. Табл. 1). Как видно из  таблицы, расчет состава шихты, состоящей из шести компонентов, будет проводиться по пяти элементам (три элемента C, Si, Mn – основные компоненты сплава, для них приведен диапазон содержания — от и до; два элемента S, P – примеси, для них приведен только верхний предел содержания).

Таблица 1. Расчет состава шихты для выплавки серого чугуна марки СЧ20

№	Наименование материала	Марка	Массовая доля элементов в шихтовых материалах, %					Содержание материала в шихте, %	Массовая доля элементов в чугуне, %					Масса завалки, кг
			C	Si	Mn	S	P		C	Si	Mn	S	P
1	Чугун литейный	Л2	3,8	3,0	0,5	0,05	0,3
2	Лом стальной	1A	0,3	0,3	0,5	0,06	0,07	50
3	Возврат		3,5	1,7	0,7	0,12	0,2	19
4	Ферросилиций	ФС45	0,1	45	0,4	0,02	0,04
5	Ферромарганец	ФМн78	0,5	1,8	77	0,02	0,4
6	Графитовая стружка		95			0,03
7	ИТОГО:							100%						400
8	Угар		5	3	10	—	—
9	ВСЕГО:
10	Требуемый состав СЧ20
11	Рекомендуемый химсостав СЧ20 по ГОСТ 1412-85								3,5-3,7	1,4-2,4	0,7-1,0	до 0,15	до 0,2

Расчет методом подбора заключается в том, что для каждого из основных компонентов чугуна (C, Si, Mn) выбирается одно конкретное требуемое значение (из рекомендуемого ГОСТ диапазона возможных значений содержания данного элемента) и варьируя процентным содержанием  компонентов шихты в чугуне, подгоняют содержание каждого элемента к выбранному требуемому содержанию. После этого следует проверка на содержание примесей – не превышает ли их содержание предельно допустимых значений?

На практике оптимальный (требуемый) химический состав чугуна выбирается на основании анализа результатов механических испытаний и химического состава примерно 10 плавок. Для нашего случая принимаем значения для основных элементов: C=3,5%; Si=2,0%, Mn=0,8%; для примесей оставляем прежние значения. Результы вводим в строку 10 таблицы.

На втором этапе рассчитывается содержание элементов, вносимых в чугун стальным ломом и возвратом собственного производства, содержание, которых уже определено 50% и 19%, соответственно. К примеру 50% стального лома вносят в состав чугуна следующее количество углерода C=0,3 х 0,5=0,15%. Результаты вносим в таблицу [строки 2 и 3]  (см. Табл. 2).

Таблица 2. Расчет состава шихты для выплавки серого чугуна марки СЧ20

№	Наименование материала	Марка	Массовая доля элементов в шихтовых материалах, %					Содержание материала в шихте, %	Массовая доля элементов в чугуне, %					Масса завалки, кг
			C	Si	Mn	S	P		C	Si	Mn	S	P
1	Чугун литейный	Л2	3,8	3,0	0,5	0,05	0,3
2	Лом стальной	1A	0,3	0,3	0,5	0,06	0,07	50	0,15	0,15	0,25	0,03	0,035
3	Возврат		3,5	1,7	0,7	0,12	0,2	19	0,665	0,323	0,133	0,023	0,038
4	Ферросилиций	ФС45	0,1	45	0,4	0,02	0,04
5	Ферромарганец	ФМн78	0,5	1,8	77	0,02	0,4
6	Графитовая стружка		80,75			0,03
7	ИТОГО:							100%						400
8	Угар		5	3	10	—	—
9	ВСЕГО:
10	Требуемый состав СЧ20								3,5	2,0	0,8	до 0,15	до 0,2
11	Рекомендуемый химсостав СЧ20 по ГОСТ 1412-85								3,5-3,7	1,4-2,4	0,7-1,0	до 0,15	до 0,2

Углерод вносимый в чугун карбюризатором. В качестве карбюризатора используется графитовая стружка с содержанием углерода – 95%. Усвоение углерода из стружки составляет – 85%. Следовательно, фактически из графитовой стружки в жидкий чугун будет переходить С=95 х 0,85 = 80,75%. Это значение вносится в таблицу [строка 6] в замен 95% (см. Табл. 2).

Первый этап подборв состава копонентов шихты

Первый этап подбора состава компонентов шихты базируется на предположении, что для получения чугуна не требуется использование ферросплавов и карбюризатора, т.е. шихта состоит из: стального лома (50%), возврата (19%) и 100 — 50 – 19 = 31% чугуна литейного. Вносим это значение в таблицу.  Рассчитываем количество основных элементов,  вносимых литейным чугуном [строка 1] (Табл. 3),  общее количество основных элементов вносимое в чугун всеми компонентами шихты [строка 7] (Табл. 3), угар элементов в процессе плавки  [строка 8] (Табл. 3) и подбиваем окончательное содержание элементов в чугуне с учетом угара [строка 9 «ВСЕГО»] (Табл. 3).

Таблица 3. Расчет состава шихты для выплавки серого чугуна марки СЧ20

№	Наименование материала	Марка	Массовая доля элементов в шихтовых материалах, %					Содержание материала в шихте, %	Массовая доля элементов в чугуне, %					Масса завалки, кг
			C	Si	Mn	S	P		C	Si	Mn	S	P
1	Чугун литейный	Л2	3,8	3,0	0,5	0,05	0,3	31	1,178	0,93	0,155
2	Лом стальной	1A	0,3	0,3	0,5	0,06	0,07	50	0,15	0,15	0,25	0,03	0,035
3	Возврат		3,5	1,7	0,7	0,12	0,2	19	0,665	0,323	0,133	0,023	0,038
4	Ферросилиций	ФС45	0,1	45	0,4	0,02	0,04
5	Ферромарганец	ФМн78	0,5	1,8	77	0,02	0,4
6	Графитовая стружка		80,75			0,03
7	ИТОГО:							100%	1,993	1,403	0,538			400
8	Угар		5	3	10	—	—		0,1	0,04	0,054
9	ВСЕГО:								1,893	1,363	0,484
10	Требуемый состав СЧ20								3,5	2,0	0,8	до 0,15	до 0,2
11	Рекомендуемый химсостав СЧ20 по ГОСТ 1412-85								3,5-3,7	1,4-2,4	0,7-1,0	до 0,15	до 0,2

Анализ и предварительный расчет добавок

Углерод: требуемое содержание в чугуне – 3,5%, имеем в наличии – 1,893%. Необходимо ввести: 3,5 – 1,893 = 1,607%. Рассчитываем необходимое количество графитовой стружки:

• в 100 % графитовой стружки — 80,75% С
• в Х % графитовой стружки — 1,607% С

Следовательно, Х = 100 х 1,607 / 80,75 = 1,99%. Округляя считаем, что для получения в чугуне требуемого содержания углерода на уровне 3,5% в состав шихты необходимо ввести 2% графитовой стружки. Добавим 0,3% на компенсацию снижения содержания углерода за счет уменьшения доли литейного чугуна в составе шихты, получаем 2,3%.

Кремний: требуемое содержание в чугуне – 2.0%, имеем в наличии – 1,363%. Необходимо ввести: 2,0 – 1,363 = 0,637%. Рассчитываем необходимое количество графитовой стружки:

• в 100 % ферросилиция содержится — 45% Si
• в Х % ферросилиция содержится — 0,637% Si

Следовательно, Х = 100 х 0,637 / 45 = 1,42%. Для получения в чугуне требуемого содержания кремния (на уровне 2,0%) в состав шихты необходимо ввести 1,42% ферросилиция ФС45. Добавим 0,3% на компенсацию снижения содержания кремния за счет уменьшения доли литейного чугуна в составе шихты, получаем 1,72%.

Марганец: требуемое содержание в чугуне – 0,8%, имеем в наличии – 0,484%. Необходимо ввести: 0,8 – 0,484 = 0,316%. Рассчитываем необходимое количество графитовой стружки:

• в 100 % ферромарганца содержится — 77% Mn
• в Х % ферромарганца содержится — 0,316% Mn

Следовательно, Х = 100 х 0,316 / 77 = 0,41%. Для получения в чугуне требуемого содержания марганца (на уровне 0,8%) в состав шихты необходимо ввести 0,41% ферромарганца ФМн78.

Второй этап подбора состава компонентов шихты

На основании проведенных расчетов корректируем состав компонентов шихты:

• Вводим в состав шихты 2,3% графитовой стружки; 1,72% ферросилиция ФС45; 0.41% ферромарганца ФМн78.
• Снижаем в составе шихты содержание литейного чугуна до: 31 – 2,3 – 1,72 – 0,41 = 26,57%.

Производим по новой перерасчет количества элементов, вносимых каждым компонентом шихты, суммируем содержание, по каждому элементу, вычисляем угар и подсчитываем суммарное содержание элементов в чугуне за вычетом угара (см. Табл. 4). Анализ таблицы 4 показывает, что полученный в результате расчетов химический состав чугуна соответствует требуемому, единственное содержание марганца на 0,03% ниже требуемого, но вписывается в диапазон предусмотренный ГОСТом. При желании можно произвести еще один круг подбора, увеличив содержание в шихте ферромарганца примерно на 0,04%, но мы уже этого делать не будем.

Таблица 4. Расчет состава шихты для выплавки серого чугуна марки СЧ20

№	Наименование материала	Марка	Массовая доля элементов в шихтовых материалах, %					Содержание материала в шихте, %	Массовая доля элементов в чугуне, %					Масса завалки, кг
			C	Si	Mn	S	P		C	Si	Mn	S	P
1	Чугун литейный	Л2	3,8	3,0	0,5	0,05	0,3	26,57	1,01	0,797	0,133
2	Лом стальной	1A	0,3	0,3	0,5	0,06	0,07	50	0,15	0,15	0,25	0,03	0,035
3	Возврат		3,5	1,7	0,7	0,12	0,2	19	0,665	0,323	0,133	0,023	0,038
4	Ферросилиций	ФС45	0,1	45	0,4	0,02	0,04	1,72	0,001	0,774	0,007
5	Ферромарганец	ФМн78	0,5	1,8	77	0,02	0,4	0,41	0,002	0,007	0,316
6	Графитовая стружка		80,75			0,03		2,3	1,857
7	ИТОГО:							100%	3,696	2,057	0,839			400
8	Угар		5	3	10	—	—		0,185	0,061	0,084
9	ВСЕГО:								3,511	1,996	0,756
10	Требуемый состав СЧ20								3,5	2,0	0,8	до 0,15	до 0,2
11	Рекомендуемый химсостав СЧ20 по ГОСТ 1412-85								3,5-3,7	1,4-2,4	0,7-1,0	до 0,15	до 0,2

Контроль на содержание примесей

На этом этапе проводится обсчет содержания примесей в чугуне (см. Табл. 5). Анализ показывает, что содержание примесей – фосфора и серы, не превышает допустимых пределов.

Таблица 5. Расчет состава шихты для выплавки серого чугуна марки СЧ20

№	Наименование материала	Марка	Массовая доля элементов в шихтовых материалах, %					Содержание материала в шихте, %	Массовая доля элементов в чугуне, %					Масса завалки, кг
			C	Si	Mn	S	P		C	Si	Mn	S	P
1	Чугун литейный	Л2	3,8	3,0	0,5	0,05	0,3	26,57	1,01	0,797	0,133	0,013	0,08
2	Лом стальной	1A	0,3	0,3	0,5	0,06	0,07	50	0,15	0,15	0,25	0,03	0,035
3	Возврат		3,5	1,7	0,7	0,12	0,2	19	0,665	0,323	0,133	0,023	0,038
4	Ферросилиций	ФС45	0,1	45	0,4	0,02	0,04	1,72	0,001	0,774	0,007	0	0
5	Ферромарганец	ФМн78	0,5	1,8	77	0,02	0,4	0,41	0,002	0,007	0,316	0	0,002
6	Графитовая стружка		80,75			0,03		2,3	1,857			0
7	ИТОГО:							100%	3,696	2,057	0,839	0,066	0,155	400
8	Угар		5	3	10	—	—		0,185	0,061	0,084	—	—
9	ВСЕГО:								3,511	1,996	0,756	0,066	0,155
10	Требуемый состав СЧ20								3,5	2,0	0,8	до 0,15	до 0,2
11	Рекомендуемый химсостав СЧ20 по ГОСТ 1412-85								3,5-3,7	1,4-2,4	0,7-1,0	до 0,15	до 0,2

Вычисление массы каждого компонента шихты

Завершающий этап – расчет массы каждого компонента шихты производится по следующей схеме:

• Масса завалки 400 кг, что  соответствует – 100% завалки
• Масса завалки чугуна литейного Х кг составляет – 26,57%,

что в весовом эквиваленте составляет: 400 х 26,57 / 100 = 106, 28 кг. По такой схеме рассчитаны остальные компоненты шихты, данные сведены в табл. 6.

Таблица 6. Расчет состава шихты для выплавки серого чугуна марки СЧ20

№	Наименование материала	Марка	Массовая доля элементов в шихтовых материалах, %					Содержание материала в шихте, %	Массовая доля элементов в чугуне, %					Масса завалки, кг
			C	Si	Mn	S	P		C	Si	Mn	S	P
1	Чугун литейный	Л2	3,8	3,0	0,5	0,05	0,3	26,57	1,01	0,797	0,133	0,013	0,08	106,28
2	Лом стальной	1A	0,3	0,3	0,5	0,06	0,07	50	0,15	0,15	0,25	0,03	0,035	200
3	Возврат		3,5	1,7	0,7	0,12	0,2	19	0,665	0,323	0,133	0,023	0,038	76
4	Ферросилиций	ФС45	0,1	45	0,4	0,02	0,04	1,72	0,001	0,774	0,007	0	0	6,88
5	Ферромарганец	ФМн78	0,5	1,8	77	0,02	0,4	0,41	0,002	0,007	0,316	0	0,002	1,64
6	Графитовая стружка		80,75			0,03		2,3	1,857			0		9,2
7	ИТОГО:							100%	3,696	2,057	0,839	0,066	0,155	400
8	Угар		5	3	10	—	—		0,185	0,061	0,084	—	—
9	ВСЕГО:								3,511	1,996	0,756	0,066	0,155
10	Требуемый состав СЧ20								3,5	2,0	0,8	до 0,15	до 0,2
11	Рекомендуемый химсостав СЧ20 по ГОСТ 1412-85								3,5-3,7	1,4-2,4	0,7-1,0	до 0,15	до 0,2

on-v.com.ua

Серый чугун — производство СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30, СЧ35 в СПб

Откуда пошло название – серый чугун? Если обратиться к ГОСТ 1412-85, то это сплав железа с углеродом, в котором присутствует графит в виде пластинчатых, волокнистых или крабовидных включений. Само название пошло с характерного цвета на изломе. При этом данный термин обозначает литейный чугун, что не вполне корректно. Серый цвет больше характерен для ковкого чугуна.

Это не единственная путаница в классификации серого чугуна. Цвет зависит от количества, но не формы графитовых вкраплений. К тому же в названиях есть расхождения с зарубежными источниками данных по металлургии.

Маркировка представляет собой сочетание букв СЧ и цифр, отражающих такой параметр, как предел прочности (минимальный) на растяжение, который измеряется в кгс/мм2. Существующие марки: СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30, СЧ35. Марки СЧ18, СЧ21 относятся к дополнительными типам и применяются, когда потребитель предъявляет специфические требования к отливкам.

Химический состав

Общее процентное содержание примесей в сером чугуне любых марок лежит в пределах:

• C – 2,9-3,7%
• Mn – 0,5-1,1%
• P – 0,2-0,3%
• S – 0,12-0,15%
• Si – 1,2-2,6%

Химический состав:

Марка чугуна	Массовая доля элементов, %
	C	Si	Mn	P	S
				не более
СЧ10	3,5-3,7	2,2-2,6	0,5-0,8	0,3	0,15
СЧ15	3,5-3,7	2,0-2,4	0,5-0,8	0,2	0,15
СЧ20	3,3-3,5	1,4-2,4	0,7-1,0	0,2	0,15
СЧ25	3,2-3,4	1,4-2,2	0,7-1,0	0,2	0,15
СЧ30	3,0-3,2	1,3-1,9	0,7-1,0	0,2	0,12
СЧ35	2,9-3,0	1,2-1,5	0,7-1,1	0,2	0,12

Структура чугуна

Ее оценивают по структуре металлической основы, форме графитовых включений, а также дисперсности перлита (если он предусмотрен в данной марке).

По типу структуры основы чугун разделяется на:

• Перлитный.
• Ферритный.
• Феррито-перлитный.

Графит присутствует в разных формах, определяющих классификацию согласно ГОСТ 3443-87:

• Пластинчатый прямолинейный (ПГф1).
• Пластинчатый завихренный (ПГф2).
• Игольчатый (ПГф3).
• Гнездообразный (ПГф4).

Свойства, которые имеют отливки из серого чугуна, в первую очередь зависят от его структуры. Нужные характеристики можно получить, если следить при плавке и заливке за соблюдением параметров процесса. Операция модифицирования влияет не только на структуру сплава, но и дает возможность исключить появление дефектов.

Свойства серого чугуна

Хорошие литейные свойства, такие, как жидкотекучесть, хорошая заполняемость формы, небольшая объемная усадка и ряд других позволяют использовать его для изготовления отливок. Среди других достоинств чугуна можно отметить:

• Эффект собственного смазывания за счет наличия графита повышает прочность смазывающей пленки и улучшает антифрикционные качества чугуна и его износостойкость.
• Графит хорошо минимизирует резонансные колебания, а также вибрации (этот параметр до 2-4 раз лучше, чем у стали).
• Благодаря графиту, понижается восприимчивость чугуна к внешним концентраторам напряжений (поверхностным дефектам, надрезам и т.д.). Поэтому в отливках и простой, и сложной формы конструктивная прочность изменяется мало.

Такой параметр чугуна, как предел прочности (временное сопротивление) непосредственно зависит от толщины стенок отливки. Пластинчатая форма графита, которую можно представить как нарушение металлической основы, определяет низкие величины предела прочности. Так, для марки СЧ10 этот параметр составляет 100 МПа, а для СЧ35 – 350 МПа. Добавление перлита улучшает этот параметр.

Применение

Серый чугун весьма широко применяется в машиностроении, строительстве, при изготовлении декоративных изделий и т. п., благодаря своей дешевизне. Используется он для изготовления деталей, на которые не воздействуют большие механические нагрузки. Марки чугуна с добавлением перлита имеют высокие показатели прочности на сжатие. Это позволяет изготавливать из него высоконагруженные узлы и детали.

Примеры наших работ

iz-mk.ru