Чугуны классификация – –

Характеристика и классификация чугунов | Сварка и сварщик

Чугун
сплав железа с углеродом, содержащий углерода от 2,14 до 6,67%. Наряду с углеродом в чугуне содержится кремний (Si), марганец (Mn), сера (S) и фосфор (Р). Содержание серы (S) и фосфора (Р) в чугуне больше, чем в стали. В специальные (легированные) чугуны вводят легирующие добавки – никель (Ni), молибден (Mo), ванадий (V), хром (Сr) и др.

Чугун делят:

  • по структуре – на белый, серый и ковкий;
  • по химическому составу – на легированный и нелегированный.
Белый чугун
это такой чугун, в котором большая часть углерода химически соединена с железом в виде цементита Fe3C. Цементит имеет светлый цвет, обладает большой твердостью и хрупкостью. Поэтому белый чугун также имеет в изломе светло-серый, почти белый цвет, очень тверд, не поддается механической обработке и сварке, поэтому ограниченно применяется в качестве конструкционного материала. Белые чугуны используются для получения ковких чугунов.
Серый чугун
это такой чугун, в котором большая часть углерода находится в свободном состоянии в виде графита. Серый чугун мягок, хорошо обрабатывается режущим инструментом, в изломе имеет темно-серый цвет. Температура плавления серого чугуна 1100-1250°С.

Чем больше в чугуне углерода, тем ниже температура его плавления и выше жидкотекучесть.

Кремний уменьшает растворимость углерода в железе, способствует распаду цементита с выделением свободного графита. При сварке происходит окисление кремния, оксиды кремния имеют температуру плавления более высокую, чем свариваемый металл, и тем самым затрудняют процесс сварки.

Марганец связывает углерод и препятствует выделению графита. Этим самым он способствует отбеливанию чугуна. Марганец образует сернистые соединения (MnS), нерастворимые в жидком и твердом чугунах и легкоудаляемые из металла в шлак. При содержании марганца более 1,5% свариваемость чугуна ухудшается.

Сера в чугунах является вредной примесью, она затрудняет сварку, понижает прочность и способствует образованию горячих трещин. Сера образует с железом химическое соединение – сернистое железо, препятствует выделению графита и способствует отбеливанию чугуна. Верхний предел содержания серы в чугунах 0,15%. Для ослабления вредного влияния серы в чугунах содержание марганца должно быть в три раза больше.

Фосфор в чугуне увеличивает жидкотекучесть и улучшает его свариваемость, но одновременно понижает температуру затвердевания, повышает хрупкость и твердость. Содержание фосфора в серых чугунах не должно превышать 0,3%.

По ГОСТ 1412-79 марку серого чугуна обозначают буквами СЧ и двумя числами, из которых первое обозначает величину временного сопротивления чугуна при растяжении в МН/м2, а второе – то же, при изгибе.

Ковкий чугун получают из белого чугуна термической обработкой – длительной выдержкой при температуре 800-850°С. При этом углерод в чугуне выделяется в виде хлопьев свободного углерода, располагающихся между кристаллами чистого железа. В зависимости от режима термической обработки получают ковкий чугун ферритной или перлитной структуры. При нагреве ковких чугунов свыше 900°С в зависимости от скорости охлаждения графит может распадаться и образовывать химическое соединение с железом – цементит (Fe3C), при этом деталь теряет свойства ковкого чугуна. Это затрудняет сварку ковкого чугуна, так как для получения первоначальной структуры ковкого чугуна его приходится после сварки подвергать полному циклу термообработки.

Ковкий чугун обозначают буквами КЧ и двумя числами: первое – указывает временное сопротивление при растяжении, МН/м, второе – относительное удлинение, %.

Легированные чугуны имеют специальные примеси Сr, Ni, благодаря которым повышаются его кислотостойкость, прочность при ударных нагрузках и др.

Высокопрочный чугун получают из серого чугуна специальной обработкой – введением в жидкий чугун при температуре не ниже 1400°С чистого магния (Mg) или его сплавов. Графит в высокопрочном чугуне имеет сфероидальную форму.

Свариваемость чугуна

Чугун является трудносвариваемым сплавом. Трудности при сварке чугуна обусловлены его химическим составом, структурой и механическими свойствами, при сварке чугуна необходимо учитывать следующие его свойства: жидкотекучесть, поэтому сварка выполняется только в нижнем положении; малая пластичность, характеризующаяся возникновением в процессе сварки значительных внутренних напряжений и закалочных структур, которые часто приводят к образованию трещин; интенсивное выгорание углерода, что приводит к пористости сварного шва; в расплавленном состоянии чугун окисляется с образованием тугоплавких оксидов, температура плавления которых выше, чем чугуна. Сварка чугуна применяется в основном для исправления литейных дефектов, при ремонте изношенных и поврежденных деталей в процессе эксплуатации и при изготовлении сварных конструкций.

weldering.com

Классификация чугунов – ГП Стальмаш

Справочная информация

Чугун – железоуглеродистый сплав, содержащий углерода свыше 2,14%.
Кроме железа и углерода в состав чугуна входят постоянные примеси:
*марганец,
*кремний,
*сера,
*фосфор.
Чугун превосходит сталь по ряду показателей:
*он дешевле,
*имеет лучшие литейные свойства,
*легче обрабатывается резанием.
Структура и свойства чугунов, а следовательно, и область применения чугунного литья, зависят главным образом от условий получения отливок — температуры жидкого металла при заливке, скорости затвердевания отливки, использования модификаторов и т.д.
При маркировке чугунов химический состав не указывается. Исключение составляют легированные чугуны, в марке которых приводится массовая доля легирующих элементов.

Отливки из чугуна классифицируют по:
*состоянию углерода,
*форме включений графита,
*структуре металлической основы,
*химическому составу,
*технологии получения,
*назначению.
По состоянию углерода (химически связанный или структурно свободный) различают:
*чугун белый,
*чугун серый,
*чугун половинчатый (отбеленный).
В белом чугуне (такое название он получил по цвету излома) углерод химически связан с железом в виде цементита Fe3С.
Белый чугун обладает высокой твёрдостью, хрупкостью и плохой обрабатываемостью резанием.
Основная масса белого чугуна идет на переделку в сталь.

В сером чугуне (серый излом) углерод находится в свободном состоянии в виде графитовых включений.
Серый чугун отличается от белого меньшей твёрдостью и хрупкостью, а также хорошей обрабатываемостью резанием.
Хорошие литейные свойства серого чугуна играют важную роль при получении отливок.

Половинчатый (отбеленный) чугун характеризуется одновременным наличием в его структуре цементита и графита.
Цементит находится в поверхностном слое отливки (охлаждающемся с наибольшей скоростью), а графит – во внутренней полости (сердцевине), охлаждающейся с наименьшей скоростью.
Такой чугун имеет высокую износостойкость, но плохо обрабатывается резанием.

По форме графитовых включений различают:
*чугун серый с пластинчатым графитом,
*чугун высокопрочный с шаровидным графитом,
*чугун ковкий с хлопьевидным графитом,
*чугун с вермикулярным (червеобразным) графитом.

По типу структуры металлической основы чугун бывает:
*чугун ферритный,
*чугун перлитный,
*чугун ферритно-перлитный.

По химическому составу чугун подразделяют на нелегированный и легированный.

Нелегированный чугун содержит железо, углерод и обычные примеси – кремний, марганец, серу и фосфор.
Легированный чугун имеет более сложный химический состав: в качестве легирующих элементов используются никель, хром, молибден, медь и другие элементы, а также кремний и марганец в количестве, превышающем их примесное содержание.

По технологии получения различают^
*обычные или немодифицированные чугуны,
*модифицированные чугуны.

Модифицирование – введение в расплав чугуна в небольших количествах специальных добавок – модификаторов, которые способствуют измельчению пластин графита или получению частиц графита в форме шара. В результате модифицирования механические свойства чугуна улучшаются: возрастает прочность, пластичность и вязкость.

По назначению различают чугун:
*чугун общего назначения (серый, ковкий, высокопрочный и др.),
*чугун специального назначения (антифрикционный, коррозионно-стойкий, жаростойкий, жаропрочный и др.).

yaruse.ru

Классификация чугунов. Серый чугун, маркировка, свойства, область применения

Чугун – железоуглеродистый сплав, содержащий углерода свыше 2,14%.Кроме железа и углерода в состав чугуна входят постоянные примеси:

*марганец,

*кремний,

*сера,

*фосфор.

Чугун превосходит сталь по ряду показателей:

*он дешевле,

*имеет лучшие литейные свойства,

*легче обрабатывается резанием.

Структура и свойства чугунов, а следовательно, и область применения чугунного литья, зависят главным образом от условий получения отливок — температуры жидкого металла при заливке, скорости затвердевания отливки, использования модификаторов и т.д. При маркировке чугунов химический состав не указывается. Исключение составляют легированные чугуны, в марке которых приводится массовая доля легирующих элементов.

Отливки из чугуна классифицируют по:

*состоянию углерода,

*форме включений графита,

*структуре металлической основы,

*химическому составу,

*технологии получения,

*назначению.

По состоянию углерода (химически связанный или структурно свободный) различают:

*чугун белый,

*чугун серый,

*чугун половинчатый (отбеленный).

В белом чугуне (такое название он получил по цвету излома) углерод химически связан с железом в виде цементита Fe3С.

Белый чугун обладает высокой твёрдостью, хрупкостью и плохой обрабатываемостью резанием.

Основная масса белого чугуна идет на переделку в сталь.

В сером чугуне (серый излом) углерод находится в свободном состоянии в виде графитовых включений.

Серый чугун отличается от белого меньшей твёрдостью и хрупкостью, а также хорошей обрабатываемостью резанием. Хорошие литейные свойства серого чугуна играют важную роль при получении отливок.

Половинчатый (отбеленный) чугун характеризуется одновременным наличием в его структуре цементита и графита.Цементит находится в поверхностном слое отливки (охлаждающемся с наибольшей скоростью), а графит – во внутренней полости (сердцевине), охлаждающейся с наименьшей скоростью.

Такой чугун имеет высокую износостойкость, но плохо обрабатывается резанием.

По форме графитовых включений различают:

*чугун серый с пластинчатым графитом,

*чугун высокопрочный с шаровидным графитом,

*чугун ковкий с хлопьевидным графитом,

*чугун с вермикулярным (червеобразным) графитом.

По типу структуры металлической основы чугун бывает:

*чугун ферритный,

*чугун перлитный,

*чугун ферритно-перлитный.

По химическому составу чугун подразделяют на нелегированный и легированный.Нелегированный чугун содержит железо, углерод и обычные примеси – кремний, марганец, серу и фосфор.

Легированный чугун имеет более сложный химический состав: в качестве легирующих элементов используются никель, хром, молибден, медь и другие элементы, а также кремний и марганец в количестве, превышающем их примесное содержание.

По технологии получения различают^

*обычные или немодифицированные чугуны,

*модифицированные чугуны.

По назначению различают чугун:

*чугун общего назначения (серый, ковкий, высокопрочный и др.),

*чугун специального назначения (антифрикционный, коррозионно-стойкий, жаростойкий, жаропрочный и др.).

Чугун серый — сплав железа с углеродом, в котором присутствует графит в виде крабовидных, пластинчатых или волокнистых включений. Отдельной разновидностью (группой марок) серого чугуна является высокопрочный чугун с графитом глобулярной формы, что достигается путем его модифицирования магнием (Mg), церием (Ce) или другими элементами. В зависимости от скорости дальнейшего охлаждения после затвердевания (а значит и от размера отливки) чугун может иметь ферритную, феррито-перлитную и чисто перлитную металлическую основу. С ростом скорости охлаждения возрастает доля перлита, а следовательно и прочность чугуна, но падает его пластичность. Для каждой области применения выбирают марку чугуна с оптимальным для этого случая сочетанием свойств. Маркируется серый чугун буквами СЧ, после которых указывают гарантированное значение предела прочности в кг/мм², например СЧ30. Высокопрочные чугуны маркируются буквам ВЧ, после которых указывают прочность и, через тире, относительное удлинение в %, например ВЧ60-2. Серый чугун характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка) и служит основным материалом для литья. Он широко применяется в машиностроении для отливки станин станков и механизмов, поршней, цилиндров. Высокая хрупкость, свойственная серым чугунам вследствие наличие в их структуре графита, делает невозможным их применение для деталей, работающих в основном «на растяжение» или «на изгиб»; чугуны используются лишь при работе «на сжатие». Кроме углерода, серый чугун всегда содержит другие элементы, в первую очередь кремний, способствующий образованию графита. В большинстве марок серого чугуна содержание углерода до 1,4 %, но при сумме содержания кремния и углерода выше 2 %.

Чугуны маркируют двумя буквами и двумя цифрами, соответствующими минимальному значению временного сопротивления δв при растяжении в МПа-10. Серый чугун обозначают буквами “СЧ” (ГОСТ 1412-85), высокопрочный – “ВЧ” (ГОСТ 7293-85), ковкий – “КЧ” (ГОСТ 1215-85).

СЧ10 – серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа;

ВЧ70 – высокопрочный чугун с сигма временным при растяжении 700 МПа;

КЧ35 – ковкий чугун с δв растяжением примерно 350 МПа.

Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки из антифрикционного чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., что расшифровывается следующим образом: АЧ – антифрикционный чугун: С – серый, В – высокопрочный, К – ковкий. А цифры обозначают порядковый номер сплава согласно ГОСТу 1585-79.

Чугун получил широкое распространение как конструкционный материал в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности в связи с рядом преимуществ перед Другими материалами, среди которых в первую очередь надлежит Упомянуть следующие: невысокая стоимость, хорошие литейные свойства. Изделия, изготовленные из него, имеют достаточно высокую прочность и износостойкость при работе на трение и характеризуются меньшей, чем сталь чувствительностью к концентраторам напряжений. Наряду с перечисленными преимуществами изделия из серого литейного чугуна хорошо обрабатываются режущим инструментом. Последнее вместе с хорошими литейными свойствами позволяет оценить чугун как весьма технологичный материал.

megaobuchalka.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о