Хрупкий чугун: Чугун хрупкость — Справочник химика 21

Содержание

Чугун хрупкость — Справочник химика 21

    Чугуны, как материалы, обладающие хорошими литейными свойствами, жаростойкостью, коррозионной стойкостью и антифрикционными качествами, до сих пор находят широкое применение при изготовлении технологических аппаратов, узлов и деталей. Однако данные материалы обладают рядом недостатков высокая хрупкость, сложность обработки резанием, высокие коэффициенты линейного расширения, сильная зависимость прочностных характеристик от температуры, трудность, а в ряде случаев и невозможность сварки этих материалов. [c.66]
    Замедление выделения углерода в форме отдельных кристаллО]В при охлаждении стали происходит из-за значительно более низкого содержания углерода. Однако и сталь (как чугун) может быть хрупкой. Образование такого материала происходит при закалке , т. е. очень быстром охлаждении стали и изделий из нее. Если нагретую до 900°С сталь быстро охладить (например, бросить в холодную воду), углерод в стали остается в растворенном состоянии и придает ей высокую твердость, но одновременно и хрупкость.
Чтобы сохранить характерную для закаленной стали твердость, но избавиться от хрупкости, сталь отпускают , т. е. нагревают закаленный металл до 200°С, а затем медленно охлаждают. [c.117]

    Чугунное литье, как и стальное, приобретает хрупкость при минусовых температурах, однако в меньшей степени. [c.45]

    Для получения высоких механических свойств и перлитной структуры отливки, особенно при толстых стенках, ограничивают сумму углерода и кремния, которая не должна превышать 4,6%, причем содержание кремния должно быть не более 1,6%. Марганца требуется около 0,8 %. Примесь фосфора и серы допускается лишь в незначительных количествах. Не следует применять исходных материалов шихты, содержащих свинец, так как даже его следы придают чугуну хрупкость. 

[c.327]

    Применяют отливки и из специальных легированных чугунов. Никелевые щелочестойкие чугуны используют в условиях работы аппаратов с концентрированными щелочами при повышенных температурах. Для работы с серной и соляной кислотами применяют кремнистый чугун (ферросилид), имеющий очень высокую химическую стойкость. Недостатки кремнистого чугуна — хрупкость, чувствительность к резким колебаниям температуры и трудность обработки резанием. [c.23]

    Мн/м , а при сжатии токсичных и взрывоопасных газов для более низких давлений, особенно при больших диаметрах цилиндров. Структура чугуна в цилиндрах должна быть перлитной. Следует избегать цементит-ной структуры, как излишне твердой, отличающейся хрупкостью и способствующей износу поршней и поршневых колец. Феррит допускается лишь в малых количествах, так как, будучи мягким, значительно снижает износоустойчивость и ухудшает прочность чугуна. Твердость по Бринелю материала цилиндров требуется в пределах НВ 79—241. 

[c.326]

    Различают следующие виды газовой коррозии железа, стали и чугуна окисление, обезуглероживание, водородная хрупкость, рост чугуна. [c.25]


    Серый чугун образуется при медленном охлаждении он состоит из кристаллических зерен чистого железа, называемого ферритом, и чешуек графита (рис. 19.2). Как белая, так и серая разновидности чугуна хрупки, причем хрупкость первого объясняется тем, что его основной составной частью является хрупкий цементит, а второго тем, что входящий в его состав вязкий феррит ослаблен рассеянными в нем мягкими чешуйками графита. [c.547]

    Чугун также содержит множество примесей, которые придают ему высокую хрупкость и низкое сопротивление разрыву поэтому чугун находит мало применений. Большую часть чугуна превращают в сталь, причем свыше половины этого количества-в кислородных конвертерах. В кислородно-конвертерном процессе в расплавлен-иое железо добавляют известняк, который образует шлак, содержащий фосфор и кремний. При продувании через расплавленное железо кислорода под высоким давлением в нем выгорают примеси серы и углерода (схема кислородного конвертера показана на рис. 22.18). После этого в железо можно добавлять небольшие контролируемые количества углерода и других веществ в зависимости от того, какой сорт стали требуется получить. Небольшие примеси углерода повышают твердость и прочность стали. 

[c.359]

    Белый чугун содержит весь углерод в виде цементита. Из-за большого содержания углерода (6,69% (масс.)) белые чугуны характеризуются высокой твердостью, хрупкостью. Поэтому в качестве конструкционного материала белые чугуны применяются в виде белого упрочняющего слоя на поверхности серого чугуна для изготовления прокатных валков, лемехов плугов, тормозных колодок и др. Белый чугун имеет ограниченное применение. В основном он выплавляется для передела на сталь. 

[c.630]

    Промышленным производством чугунов и сталей занимается черная металлургия, которая перерабатывает руды железа и железные сплавы. При переработке руд сначала получают чугун, а затем чугун переводят в сталь. Чугуны—сплавы железа, содержащие больше 1,7% углерода. Стали — сплавы железа, содержащие менее 1,7% углерода. Для получения чугуна используют только те руды, в состав которых входит сера (гематит, магнетит, сидерит). Руды с содержанием серы больше 0,3% непригодны для доменных процессов, так как сера, которая переходит в железо, придает ему, свойство ломкости и хрупкости. [c.346]

    Сера, фосфор и мыщьяк — вредные для чугунов примеси, которые увеличивают и без того большую ломкость и хрупкость чугунов, увеличивают его твердость. [c.348]

    Эмалевые покрытия в большинстве случаев наносятся на стальные и чугунные изделия, иногда их можно использовать для защиты медных, латунных и алюминиевых поверхностей. Эти покрытия устойчивы при воздействии на них органических и неорганических кислот, за исключением плавиковой и горячей концентрированной фосфорной кислот. Эмалевые покрытия можно использовать при температурах до 600 °С, а специальные сорта эмалей могут кратковременно выдерживать температуру до 1000 °С. Недостаток эмалей — их хрупкость и растрескивание при резких изменениях температуры. 

[c.130]

    Чтобы получить стал.1> чугуна, необходимо уменьшить в нем содержание углерода, кремния, марганца до десятой доли процента. В стали должно содержаться как можно меньше фосфора и серы, так как фосфор обусловливает холодноломкость (хрупкость стали при обычной температуре), а сера — красноломкость (образование трещин при высокой температуре во время механической обработки). [c.150]

    Высокопрочные стали подвержены водородной хрупкости, а чугун — образованию язв. 

[c.58]

    Элементы теплообменных аппаратов в виде змеевиков, спиральных сек—ций или трубчаток с трубами, отдельно закрепляемыми в трубной доске, не выполняют из чугуна вследствие трудности изготовления таких конструкций методом отливки, а также из-за высокой хрупкости чугуна. [c.130]

    В белом чугуне весь углерод связан в виде цементита. В изломе этот чугун белый обладает высокой твердостью и хрупкостью. Во всех других типах чугуна углерод существует в форме графита. Графит имеет кристаллическую решетку в форме слабо связанных слоев, он обладает низкой прочностью и пластичностью. [c.22]

    Хрупкость. Если неосторожно ударить чугунную задвижку — она лопнет. Попробуйте согнуть стеклянную трубку — она сломается. [c.39]

    Хрупкие тела не выдерживают сильных или резких ударов. Данное тело не всегда бывает хрупким. Пек и битум на холоде легко колются и крошатся при нагревании они теряют свою хрупкость. Сталь и чугун при нагревании также теряют хрупкость. Но если разогретую сталь быстро охладить (закалить), ее хрупкость возрастет. 

[c.40]

    Подобно сере фосфор в большинстве случаев вредно влияет на качество сплавов, придавая им при низких температурах хрупкость. В некоторых случаях фосфор оказывает полезное влияние, например, в литейных чугунах он повышает текучесть металла, а в автоматной стали улучшает обрабатываемость ее резанием. [c.295]

    При введении в чугун перед разливкой в формы незначитель. ного количества магния графит выделяется не в виде пластинок а в виде шарообразных включений (рис. 63). Так получается высокопрочный чугун, лишенный хрупкости обычного серого чу Гуна. Из него можно изготовлять такие ответственные детали как коленчатые валы судовых двигателей. [c.158]


    Значительно более ценными механическими качествами — ковкостью, пластичностью, меньшей, чем у чугуна, хрупкостью — обладают стал , отличающиеся от чугуна существенно меньшим содержанием углерода (0,3—1,97о). При охлажденпи стал углерод обособляется в виде отдельных кристаллов значительно медленнее, чем при охлаждении чугуна. 
[c.117]

    Иау,. у с серым чугуном для химической аппаратуры применяют легированные чугуны, обладающие повышенной химической стойкостью и жаропрочностью. Например, никелевые чугуны марок СЧЩ-1, СЧЩ-2 с содержанием никеля до 1% применяют для работы со щелочами при повышенных температурах хромистые чугуны с содержанием хрома 30% устойчивы в растворах азотной, фосфорной и уксусной кислот для работы с серной, азотной и соляной кислотами применяют кремнистые чугуны — ферросилиды и антихлор. Антихлор стоек к соляной кислоте, в которой интенсивно корродируют почти все металлы. Недостатки кремнистых чу-гунов — хрупкость, чувствительность к резким колебаниям температуры и трудность обработки их резанием. Ферросилиды обрабатывают только металлокерамическими резцами. 

[c.20]

    Повреждения пластмассового покрытия различных рукояток устраняются зачисткой, нанесением смеси фаолитовой замазки с графитом, служащим для придания черного цвета, сушки и шлифовки. Для заделки поврежденных участков аппаратуры применяются эпоксидные смолы. Эпоксидные смолы при отверждении образуют хрупкие покрытия. Для снижения их хрупкости и уменьшения внутренних напряжений в состав клея вводятся пластификаторы (полиэфиры, дибутилфталат, тиоколы, трикрезилфталат и др.) в количестве 5—30 частей (по массе). Промышленностью выпускаются эпоксидные компаунды, в составе которых уже имеется пластификатор. Для повыгаения прочности, адгезии и улучшения других свойств в эпоксидный клей вводятся наполнители — порошкообразные и волокнистые материалы, алюминиевая пудра, кварцевая мука или песок, асбест, стекловолокно, графит, стальные и чугунные опилки, тальк. Наполнители снижают усадку и сближают коэффициенты расширения эпоксидной смолы и металла. 

[c.179]

    По мере увеличения высоты горна и интенсификации дутья (механические мехи) температура плавки возрастала, что приводило к науглероживанию железа и образованию наряду с мягким металлом жидкого чугуна. Вначале чугун из-за хрупкости рассматривали как отход производства, затем его стали использоваться как литейный материал, а с XIV столетия его начали перерабатывать в специальных печах кричных горнах в железо. В связи с этим сыродутный горн постепенно трансформи1ювался в шахтную печь высотой до 8 метров — домницу, предназначенную уже для производства исключительно чугуна. Это был прототип современной доменной печи. Подобный двухступенчатый метод переработки железных руд оказался более совершенным — возросла производительность печи, снизился расход угля, увеличился выход чугуна. [c.48]

    Возможный распад фуллеренов мы попытались предотвратить, из.менив методику получения проб для ИК-спектрального анализа. Образцы из серого чугуна очищались до металлического блеека, для увеличения хрупкости обрабатывались жидким азотом и дробились с целью увеличения поверхности образцов. [c.30]

    Предварительно раздробленный илп чешуйчатый едкий натр нагружается в аппа рат но течке 4 через штуцер 3 при помощи скипового подъемника 6. В некоторых кру11Нотопнажных производствах с суточным расходом едкого натра, достигающим нескольких десятков тонн, д.чя механизации загрузочных операций применяется 42%-ный раствор едкого натра, который пред-ва.рительно упаривают в обычной вакуум-выпарной установке до концентрации 65—70% NaOH. Дальнейшее упаривание ведут в чугунных выпарных котлах. Однако выпаренный раствор щелочи, температура которого достигает 270 (и выше), вызывае) усиленную точечную и интеркристаллитную коррозию металла, в результате которой чугун приобретает хрупкость. [c.325]

    В настоящее время РЗЭ в металлическом состоянии находят большое применение главным образом при получении сплавов со специальными свойствами. Так, металлические РЗЭ добавляют в качестве раск[1слителей при производстве модифицированного чугуна. Под действием РЗЭ чугун не только теряет ряд вредных примесей, но и изменяется (модифицируется) структура содержащегося в нем углерода (кристаллы углерода пз игольчатых превращаются в шарики-гранулы). В результате хрупкость чугуна заметно снижается, во многих случаях такой чугун может заменить более дорогостоящую сталь. Для металлургических целей не безразлично, какой РЗЭ вводится в плавку и остается в стали как легирующая добавка. [c.70]

    При охлаждении до 900 С цементит РезС разлагается на железо и углерод, причем углерод растворяется, как уже упоминалось, только в р-Ре. Поэтому, если нагретое железо с высоким содержанием углерода (наирнмер, получаемый в домнах чугун) медленно охладить до температуры, при которо-й устойчиво а-железо, то углерод выделяется в виде вкраплений в кристаллы а-Ре. Это и есть так называемый серый чугун, отличающийся большой хрупкостью (из-за вкраплений углерода, нарушающих целостность кристаллической структуры а-Ре). [c.117]

    Уже упоминалось, что получаемый в доменном процессе чугун обладает высокой хрупкостью из-за большого содержания в нем карбида железа РезС (цементита), образующегося в результате побочны реакций  [c.120]

    Примесь фосфора придает салям хрупкость, поэтому при переработке высокофосфористых чугунов в томасовских конвертерах фосфор выводят в шлак. Для этого в шихту конвертера добгвляют известь СаО. Удаление фосфора отображается реакцией [c.56]

    Сплавы второй группы (содержание Со может изменяться от 5 до 15%) менее прочны, чем первой, так как отличаются повышенной хрупкостью. Свойства их определяются содержанием кобальта и карбида титана. Увеличение содержания карбида титана приводит к падению прочности и повышению износостойкости. Эти сплавы выпускаются главным образом для оснащения инструмента при чистовой обработке стали и чугуна на больших скоростях резания. Они отличаются от сплавов первой группы более высокой жаропрочностью, что важно в условиях больших скоростей резания, когда процесс сопровождается сильным разогревом рабочей кромки резца. Поэтому скорости резания, допускаемые титан-вольфрамовыми сплавами при обработке стальных изделий, в два— пять раз выше, чем скорости резания при вольфрамкобальтовых сплавах. [c.216]

    Кроме стальных труб, в эксплуатации находятся и чугунные трубы. Однако из-за низкого качества их соединений и хрупкости чугуна, особенно на газопроводах елких диаметров, чугунные трубы в настоящее время не применяют. [c.68]

    Структура нелегированного и низколегированного белого чугуна состоит из перлитной матрицы и карбидов типа РезС или (Ре, Сг)зС. Такой чугун имеет высокую твердость, не поддается при обычных режимах механической обработке и обладает повышенной хрупкостью. Износостойкость чугуна доэвтектического состава (2,8—3,5% С) лишь на 50—80% выше по сравнению с углеродистыми сталями. Большая склонность белого чугуна и отдельных его структурных составляющих (особенно цементита) к хрупкому разрушению часто является причиной снижения сопротивления абразивному изнашиванию в условиях работы с ударом. [c.50]

    В белом чугуне избыточный углерод, не находящийся в твердом р-ре Ре, присутствует в связанном состоянии в виде цементита или т. наз. спец. карбидов (в легир. чугунах). Кристаллизация белых чугунов происходит при быстром охлаждении с образованием цементита и перлита. Белый чугун обладает большой твердостью и хрупкостью. Тот же чугун, быстро охлажденный только с поверхности (отбеленный), используют для изготовления деталей, работающих в условиях повыш. абразивного износа. [c.132]

    Это привело к появлению в середине XIV в. в Европе небольших доменных печей, в которых процесс заканчивался получением высоко науглероженного железа — чугуна, легко льющегося и легко заполняющего любые формы ввиду расширения при затвердевании. Однако, высокая хрупкость чугуна препятствовала его широкому использованию. Для получения прочной и вязкой стали необходимо было частично удалить из него углерод, что осуществлялось обычно посредством кричного передела. Суть этого передела заключалась в переплавке чугуна в кричном горне с дутьем. Чушки чугуна помещались на слой горящего древесного угля. Чугун плавился и, стекая по каплям через окислительную фурменную зону, подвергался рафинированию и обезуглероживанию. Готовую горячую крицу извлекали из горна и проковывали для уплотнения и выжимания шлака. Так впервые появился используемый до сих пор двухстадийный процесс получения стали. [c.45]

    Сначала следует рассмотреть особую форму чугуна — отбеленный чугун, который получают быстрым охлаждением либо намеренно, либо случайно (непроизвольно) и который характеризуется высокой твердостью и значительной хрупкостью. По скорости звука он очень мало отличается от стали, а затухание звука в нем вследствие сравнительно тонкой структуры (ледебурита) значительно меньше, чем в чугуне с пластинчатым графитом и близко к соответствующему показателю стального литья. Его получают специально при лнтье с упрочненной коркой, например в прокатных валках в виде упрочненного поверхностного слоя (см. ниже). Изделия, затвердевшие со сквозным отбелом, обычно непригодны к употреблению, и их можно легко-выявить как бракованные отливки по их ультразвуковым свойствам. [c.598]

    Высокопрочный чугун обычно получали, модифицируя его магнивхм. Физический смысл этой добавки станет ясным, если вспомнить, что в чугуне 2—4,5% углерода в виде чешуйчатого графита, который и придает чугуну главный его технический недостаток — хрупкость. Добавка магния заставляет графит перейти в более равномерно распределяющуюся в металле шаровидную или глобулярную форму. В результате значительно улучшается структура, а с ней и механические свойства чугуна. Однако легирование чугуна магнием требует дополнительных затрат реакция Идет очень бурно, расплавленный металл брызжет во все стороны, в связи с чем приходилось сооружать для этого процесса специальные камеры. [c.121]

    Нагревательный элемент, применяемый при концентрировании серной кислоты, в целях придания ему устойчивости против коррозии изготовляется из кремнистого чугуна (ферросилита) с содержанием до 14,3% Si и 0,75—0,85% С или из сплава, называемого гастеллой Д (Hastelloy D) (8—11% Si 3—5% u, остальное Ni). Ферро силит впол не соответствует предъявляемым требованиям, однако он отличается значительной хрупкостью. [c.232]

    Однако вследствие хрупкости кварца, его в основном применяют для изготовления установок лабораторного и полупромышленного типа. Имеются сведения о применении хромоникелевой стали для изготовления установки ректификации серы и селена 114]. В жидкой и парообразной сере выявлена высокая устойчивость сталей Х28НА, Х2505 и высокохромистого чугуна [15]. [c.155]

    Прп действии горячих концентрированных ш елочей возникает явление щелочной хрупкости. Для повышения антикоррозионных свойств в чугуны вводят легирующие добавки никеля, хрома, молибдена, кремния, что значительно повышает их химическую стойкость. [c.22]

    При сжигании навески угля сгорает и превращается в двуокись пиритная и органическая сера, а сульфатная остается в золе. Поэтому при коксовании угля до 70% серы переходит в кокс. Двуокись серы, образующаяся при разложении пирита, частично связывается некоторыми окислами металлов и увеличивает содержание серы в коксе. Сера — одна из наиболее нежелательных примесей в угле. При выплавке чугуна сера из кокса переходит в чугун, придавая ему повышенную хрупкость. В литейном коксе допускается не более 1% серы. Кокс, содержащий серу, не пригоден для выплавки качественных металлов. Содержание серы в углях различных бассейнов неодинаково. Так, например, уголь Кизельского бассейна (Урал) содержит до 6% серы, Карагандинского— около 0,5%. [c.126]


Хрупкость — чугун — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Хрупкость — чугун

Cтраница 3

Кремний способствует распаду карбида железа Fe3C с выделением в чугуне углерода в виде графита, что понижает твердость и хрупкость чугуна. Поэтому чугун, идущий на изготовление изделий методом литья ( литейный чугун), всегда имеет повышенное содержание кремния.  [31]

Сера, фосфор и мышьяк — вредные для чугунов примеси, которые увеличивают и без того большую ломкость и хрупкость чугунов, увеличивают его твердость.  [32]

При резких колебаниях давления в системе, вызывающих ударные нагрузки в арматуре, применять чугунную и эмалированную арматуру нежелательно вследствие хрупкости чугуна и эмалевого покрытия. При вибрациях лучше работает арматура с резиновым уплотнением, так как резина гасит колебания.  [33]

При содержании марганца в пределах 0 8 — 1 0 % нейтрализуется вредное влияние серы и несколько повышаются механические свойства, а дальнейшее увеличение содержания марганца выше 1 % ведет к увеличению хрупкости чугуна.  [34]

Правила упаковки, перевозки и хранения соединительных частей из ковкого чугуна те же, что и изложенные выше правила для стальных соединительных частей. Учитывая хрупкость чугуна, следует с большой осторожностью относиться к изделиям из ковкого — чугуна во время их погрузки, перевозки и монтажа.  [35]

Сера является вредной примесью в чугуне. Она препятствует образованию графита, повышает хрупкость чугуна и сильно снижает его прочность. Сера увеличивает усадку чугуна и ухудшает его жидкотекучесть. Марганец, содержащийся в чугуне, поглощает серу, соединяясь с ней химически, и тем значительно уменьшает ее вредное действие на металл.  [36]

Находящийся в чугуне марганец способствует образованию в чугуне карбида железа, или цементита, представляющего собой соединение железа с углеродом. Это химическое соединение увеличивает твердость и хрупкость чугуна.  [37]

Кроме стальных труб, в эксплуатации находятся и чугунные трубы. Однако из-за низкого качества их соединений и хрупкости чугуна, особенно на газопроводах лелких диаметров, чугунные трубы в настоящее время не применяют.  [39]

Модифицированию подвергают чугуны с содержанием 2 6 — 3 2 % С и 1 1 — 1 6 % Si. В результате модифицирования повышается прочность и уменьшается хрупкость чугуна, поскольку измельчение пластинок графита не ослабляет металлическую основу чугуна.  [40]

Модифицированию подвергают чугуны с содержанием 2 6 — 3 2 % С и 1 1 — 1 6 % Si. В результате модифицирования повышается прочность и уменьшается хрупкость чугуна, поскольку измельчение пластинок графита не ослабляет металлическую основу чугуна.  [41]

Исследования теплообразования при обработке стали и чугуна показывают, что при обработке стали выделяется значительно больше тепла, чем при обработке чугуна. Это объясняется тем, что в связи с хрупкостью чугуна срезаемый слой мало деформируется, а процесс схода стружки не сопровождается значительным трением: о переднюю поверхность резца.  [42]

Сера образует с железом химическое соединение — сернистое железо FeS, препятствует выделению графита и способствует отбеливанию чугуна. При затвердевании сернистое железо располагается между зернами и повышает хрупкость чугуна. Сера при сварке способствует образованию трещин.  [43]

Марганец способствует образованию в чугуне карбида железа, или, иначе, цементита, представляющего собой соединение железа с углеродом. Это химическое соединение увеличивает твердость и вместе с тем хрупкость чугуна.  [44]

Марганец способствует образованию в чугуне карбида железа, или цементита, представляющего собой соединение железа с углеродом. Это химическое соединение увеличивает твердость и вместе с тем хрупкость чугуна.  [45]

Страницы:      1    2    3    4

Чугун хрупкий или нет

Ледебурит (эвтектическая смесь кристаллов цементита и аустенита, превращающегося при охлаждении в перлит)
Мартенсит (сильно пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе с объемно-центрированной тетрагональной решеткой)
Перлит (эвтектоидная смесь, состоящая из тонких чередующихся пластинок феррита и цементита)
Сорбит (дисперсный перлит)
Троостит (высокодисперсный перлит)
Бейнит (устар: игольчатый троостит) — ультрадисперсная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и карбидов железа

Белый чугун (хрупкий, содержит ледебурит и не содержит графит)
Серый чугун (графит в форме пластин)
Ковкий чугун (графит в хлопьях)
Высокопрочный чугун (графит в форме сфероидов)
Половинчатый чугун (содержит и графит, и ледебурит)

Чугу́н — сплав железа с углеродом (и другими элементами), в котором содержание углерода не менее 2,14 % (точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний), а сплавы с содержанием углерода менее 2,14 % называются сталью. Углерод придаёт сплавам железа твёрдость, снижая пластичность и вязкость. Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют белый, серый, ковкий и высокопрочный чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и другие). Как правило, чугун хрупок.

Выплавляется чугун, как правило, в доменных печах. Температура плавления чугуна — от 1150 до 1200 °C, то есть примерно на 300 °C ниже, чем у чистого железа.

Содержание

Этимология [ править | править код ]

В русском языке слово чугун имеет тюркское происхождение, в тюркских же языках термин, вероятно, от кит. трад. 鑄 , пиньинь: zhù, палл.: чжу, буквально: «лить; отливать (металл)» и кит. трад. 工 , пиньинь: gōng, палл.: гун, буквально: «дело» [1] . Это связано с тем, что чугун представлял собой железный сплав низкой плавки. В финском языке чугун обозначается словом Valurauta, которое имеет два корня и переводится как литое железо (rauta).

История [ править | править код ]

Технологию литья чугуна освоили в Китае, откуда этот термин (через татаро-монгольское посредничество) попал в Россию [1] . В X веке в Китае появляются чугунные монеты, однако в широком применении вплоть до XIX века оставались бронзовые монеты [2] . В XI веке был возведен чугунный шпиль пагоды Линсяо. XIV веком датируют находки чугунных котлов Золотой Орды (Тульская область) [3] , однако на территории Монголии (Каракорум) монголы умели изготовлять чугунные котлы ещё в XIII веке [4] .

В 1339 году (в годы Столетней войны) при обороне французского города Камбре уже использовались чугунные пушки наряду с бронзовыми. В 1403 году в Китае (Пекин) был отлит чугунный колокол [5] . C 1411 года англичане начинают вооружать чугунными пушками свои корабли [6] . В том же XV веке во Фландрии начинают лить чугунные ядра, которые вытесняют каменные [7] . В XVI веке в России (при Иване Грозном) из чугуна начали изготавливаться пушки [8] . Ввиду отсутствия у чугуна такого свойства как ковкость, его широкое производство стало возможным благодаря внедрению технологии доменной печи. Чугунные пушки появились у маньчжуров лишь в 1631 году [9] , а в Китае они были известны со времени династии Мин [10] , которая потеряла власть в 1644 г.

В 1701 году Каменский чугунолитейный завод на Урале (Россия) производит первую партию чугуна (262 кг). На Урале чугунное литье превратилось в народный промысел (Каслинское литьё). В XVIII веке в Англии появился первый чугунный мост (в России чугунный мост появился лишь в начале XIX века). Это стало возможным благодаря технологии Вилкинсона. В том же веке из чугуна начали изготавливать рельсы [11] (Чугунный колесопровод). Помимо промышленного использования чугун продолжал использоваться и в быту. В XVIII веке появились чугунки, которые широко стали использоваться в русской печи [12] .

К концу XVIII века Россия занимала первое место по производству чугуна и выдавала 9 908 тыс. пудов чугуна, в то время как Англия — 9 516 тыс. пудов, дальше шли Франция, Швеция, США. [13]

В 1806 году Великобритания выплавляла 250 тыс. тонн чугуна, занимая 1-е место в мире по его производству, а к середине XIX века в Великобритании была сосредоточена половина мирового чугунного производства. Однако в 1890 году 1-е место по производству чугуна заняли США [14] . Технология бессмеровского процесса (1856) и мартеновской печи (1864) впервые позволила получать сталь из чугуна. В XIX веке чугун широко используется для изготовления викторианских каминов [15] , а также декоративных элементов (например, чугунная решетка памятника Александра II, 1890). Благодаря изготовлению малой скульптуры и ажурных изделий из чугуна широкую известность получили Кусинский и Каслинский заводы. Развитие способов формовки для литья сложных художественных отливок на заводе в посёлке Касли привело к созданию способа изготовления стержневых форм, который применяют и в настоящее время, особенно в станкостроении. [16] Также в XIX веке из чугуна изготавливались водопроводные и канализационные 12-дюймовые трубы Лондона [17] . Однако с появлением нарезного оружия (Пушка Армстронга, 1854) сталь вновь начинает вытеснять чугун.

Продукция черной металлургии широко используется во многих отраслях народного хозяйства, а черный металл всегда востребован в строительстве и машиностроении. Металлургия уже давно успешно развивается, благодаря своему высокому техническому потенциалу. Наиболее часто применяются в производстве и в быту чугунные и стальные изделия.

Чугун и сталь оба относятся к группе черных металлов, эти материалы представляют собой уникальные по своим свойствам сплавы железа с углеродом. В чем отличия стали и чугуна, их главные свойства и характеристики?

Сталь и ее основные характеристики

Сталь представляет собой деформированный сплав железа с углеродом, которого всегда максимум до 2%, а также другие элементы. Углерод является важным компонентом, поскольку придает прочности сплавам железа, а также твердость, за счет этого снижается мягкость и пластичность. В сплав часто добавляются легирующие элементы, что в итоге дает легированную и высоколегированную сталь, когда в составе не менее 45% железа и не более 2% углерода, остальные 53% составляют добавки.

Сталь является важнейшим материалом во многих отраслях, ее применяют в строительстве и по мере роста технико-экономического уровня страны, растут и масштабы производства стали. В давние времена мастера для получения литой стали применяли тигельную плавку и такой процесс был малопроизводительным и трудоемким, но сталь отличалась высокими качествами.

Со временем процессы получения стали менялись, на смену тигельному пришли бессемеровский и мартеновский метод получения стали, что дало возможность наладить массовое производство литой стали. Затем стали выплавлять сталь в электрических печах, после чего был внедрен кислородно-конверторный процесс, он позволил получать особо чистый металл. От количества и видов связующих компонентов сталь может быть:

  • Низколегированной
  • Среднелегированной
  • Высоколегированной

В зависимости от содержания углерода она бывает:

  • Низкоуглеродистой
  • Среднеуглеродистой
  • Высокоуглеродистой.

В состав металла часто входят неметаллические соединения — оксиды, фосфиды, сульфиды, их содержание отличается на качестве стали, существует определенная классификация качества.

Плотность стали составляет 7700-7900 кг/м 3 , а общие характеристики стали складываются из таких показателей, как — прочность, твердость, износостойкость и пригодность для обработки различного вида. По сравнению с чугуном сталь обладает большей пластичностью, прочностью и твердостью. Благодаря пластичности она легко поддается обработке, сталь отличается более высокой теплопроводностью, а ее качество повышается за счет закаливания.

Такие элементы, как никель, хром и молибден являются легирующими компонентами, каждый из них придает стали свои характеристики. Благодаря хрому сталь становится более прочной и твердой, повышается ее износостойкость. Никель также придает прочности, а также вязкости и твердости, повышает ее антикоррозийные свойства и прокаливаемость. Кремний снижает вязкость, а марганец улучшает качества свариваемости и прокаливания.

Все существующие виды стали имеют температуру плавления от 1450 до 1520 о С и представляют собой прочные износостойкие и стойкие к деформации сплавы металла.

Чугун и его основные характеристики

Основу производства чугуна также составляет железо и углерод, но в отличие от стали углерода в нем больше, а также других примесей в виде легирующих металлов. Он отличается хрупкостью и разрушается без видимой деформации. Углерод здесь выступает графитом или цементитом и за счет содержания других элементов чугун делится на следующие разновидности:

  • Белый — где лидирует в большинстве цементит, этот материал на изломе имеет белый цвет. Данный компонент отличается хрупкостью и одновременно твердостью. Он легок в обработке, что придает ковкость чугуну.
  • Серый — в этой разновидности большую долю составляет графит, за счет чего чугун получается пластичным. Готовый чугун имеет небольшую температуру плавления, отличается мягкостью, его легче резать.
  • Ковкий — достигается методом обжига белого чугуна, его томят в специальных нагревательных печах при температуре в 950-1000 о С. Присущая белому чугуну твердость и хрупкость снижаются, он не куется, а только становится более пластичным.
  • Высокопрочный сплав чугуна — в нем содержится шаровидный графит, который образуется в ходе кристаллизации.

Температура плавления чугуна зависит от содержания в нем углерода, чем его больше в составе сплава, тем меньше температура, а также повышается его текучесть при нагреве. Это делает металл непластичными жидкотекучим, а также хрупким и трудно поддающимся обработке. Его температура плавления составляет от 1160 до 1250 о С.

Антикоррозийные свойства у чугуна выше, поскольку он подвергается сухой ржавчине в процессе использования, это называется химическая коррозия. Влажная коррозия также воздействует на чугун медленней, чем на сталь. Эти качества привели к тому, что было совершено открытие в металлургии — начали выплавлять сталь с высоким содержанием хрома. Отсюда и появилась нержавеющая сталь.

Делаем вывод

Исходя их многочисленных характеристик, можно сказать следующее о чугуне и стали, в чем их отличие:

  • Сталь является более прочной и твердой, чем чугун.
  • Сталь имеет более высокую температуру плавления, она тяжелей.
  • Более низкий процент содержания углерода в стали делает ее легкой в обработке, ее проще резать, ковать и варить.
  • По этой причине изделия из чугуна можно отлить, а стальные сварить или сделать кованными.
  • Стальные изделия менее пористые, чем чугунные, поэтому они обладают большей теплопроводностью.
  • По цвету они также отличаются, сталь светлая и блестит, а чугун более темный с матовой поверхностью.
  • Стоимость на сталь всегда выше чугунных материалов.

Можно сделать вывод, что сталь и чугун объединяет содержание в них углерода и железа, но их характеристики отличаются и каждый из сплавов имеет свои особенности.

Малоосведомлённый человек считает, что основным конструкционным материалом современности является железо. Разбирающийся знает, что под словом «железо» имеются в виду железоуглеродистые сплавы – сталь и чугун. Казалось бы, два абсолютно разных материала и их очень легко отличить. Однако, учитывая широкий ассортимент их видов и марок, тонкую грань различия в химическом составе некоторых из них определить трудно. Важно обладать дополнительными навыками для того, чтобы знать ответ на вопрос: чугун от стали чем отличается?

Чугун

Сплав, содержащий в составе железо, углерод в количестве 2,14-6,67, серу, фосфор, марганец, кремний и прочие добавки, называется чугуном. История выплавки началась еще в железном веке. Важный конструкционный материал, основа металлургии и всего сталеплавильного производства.

  1. Шероховатый, имеющий серый матовый цвет.
  2. Плавление при 1000-1600˚С в зависимости от состава (для промышленных в среднем – 1000-1200˚С, белые и передельные чугуны расплавляются при более высоких температурах).
  3. Плотность: 7200-7600 кг/м 3 .
  4. Удельная теплоемкость: 540 Дж/(кг˚С).
  5. Высокая твердость: 400-650НВ.
  6. Низкая пластичность, очень крошится при воздействии давлением; наивысшие значения относительного удлинения имеет ковкий высокопрочный чугун δ=6-12%.
  7. Невысокая прочность: 100-200 МПа, для ковкого ее значения достигают 300-370 МПа, для некоторых марок высокопрочного – 600-800 МПа.
  8. Моделируется с помощью термической обработки, однако редко и с большой осторожностью, так как для него характерен процесс трещинообразования.
  9. Легируется с помощью вспомогательных химических элементов, однако значительная степень легирования еще больше усложняет процессы технологической обработки.
  10. Характеризуется удовлетворительной свариваемостью, хорошей обрабатываемостью резанием, отличными литейными свойствами. Ковке и штамповке не подлежит.
  11. Хорошая износостойкость и коррозионная стойкость.

Чугун – материал для корпусных деталей, блоков, узлов машин, изготовленных методом литья. Является основной шихтовой составляющей для выплавки стали.

Сталь

Железоуглеродистый сплав, содержащий карбон в количестве не больше 2,14 % и железо – не менее 45 %, называется сталью. Ее основные характеристики:

  1. Гладкая, имеет серебристый цвет с характерным отблеском.
  2. Плавление в пределах 1450˚С.
  3. Плотность составляет от 7700 до 7900 кг/м 3 .
  4. Теплоемкость при комнатной температуре: 462 Дж/(кг˚С).
  5. Невысокая твердость, в среднем 120-250 НВ.
  6. Отличная пластичность: коэффициент относительного удлинения δ для различных марок колеблется в рамках 5-35 %, для большинства – δ≥20-40 %.
  7. Средние значения предела прочности для конструкционных материалов – 300-450 МПа; для особо прочных легированных – 600-800 МПа.
  8. Хорошо поддается коррекции свойств с помощью термической и химикотермической обработки.
  9. Активно легируется различными химическими элементами с целью изменения свойств и назначения.
  10. Качественно высокие показатели свариваемости, обрабатываемости давлением и резанием.
  11. Характеризуется низкими показателями коррозионной стойкости.

Сталь – это основной конструкционный сплав в современной металлургии, машиностроении, приборостроении и технике.

Определяем происхождение по типу детали

Рассмотрев подробные характеристики этих сплавов, можно уверенно пользоваться знаниями о том, чугун от стали чем отличается. Имея перед собой металлический предмет, сомневаясь в его происхождении, рационально сразу вспомнить главные отличительные технологические свойства. Итак, чугун – это литейный материал. Из него производят простую посуду, массивные трубы, корпусы станков, двигателей, крупные объекты несложной конфигурации. Из стали изготавливают детали всех размеров и сложности, так как для этого применяются ковка, штамповка, волочение, прокатывание и другие способы обработки металла давлением. Таким образом, если стоит вопрос о происхождении арматуры, сомнений быть не может – это сталь. Если интересует происхождение массивного казана – это чугун. Если же необходимо узнать, из чего изготовлен корпус двигателя или коленчатого вала – следует прибегнуть к иным вариантам распознавания, так как возможны оба варианта.

Цветовые особенности и анализ хрупкости

Для того чтобы знать, как отличить чугун от стали на глаз, нужно помнить о главных визуальных отличиях. Для чугуна характерен матовый серый цвет и более шероховатая внешняя текстура. Сталь характеризуется особым для нее серебристым блестящим оттенком и минимальной шероховатостью.

Также важными знаниями о том, как отличить чугун от стали визуально, является информация о пластичности этих материалов. Если исследуемые заготовки или металлические предметы не имеют серьёзной ценности, можно испробовать их на прочность и пластичность, применив ударную силу. Хрупкий чугун раскрошится на кусочки, в то время как сталь только деформируется. При более серьезных нагрузках, направленных на дробление, крошки чугуна получатся мелкой разнообразной формы, а кусочки стали – крупными, правильной конфигурации.

Резать и сверлить

Как отличить чугун от стали в домашних условиях? Необходимо получить из него мелкую пыль или стружку. Так как сталь обладает высокой пластичностью, то и стружка ее имеет извивистый характер. Чугун же крошится, при сверлении образуется мелкая стружка надлома вместе с пылью.

Для получения пыли можно воспользоваться напильником или рашпилем и немного подточить край интересующей детали. Полученную мелкодисперсную стружку рассмотреть на руке или белом листе бумаги. Чугун содержит углерод в большом количестве в виде графитовых включений. Поэтому при растирании его пыли остается черный графитовый «след». В сталях же углерод находится в связанном состоянии, поэтому механическое влияние на пыль не дает никаких видимых результатов.

Нагревать и искрить

Как отличить чугун от стали? Нужно оперировать необходимым оборудованием и небольшим запасом терпения.

В первом случае можно прибегнуть к нагреванию, к примеру, с помощью паяльной лампы, облачившись изначально в специальную защитную одежду и соблюдая правила безопасности в работе. Температуру нужно повышать до начала плавления металла. Уже было сказано, что температура плавления чугуна выше, чем у стали. Однако это касается преимущественно белых и передельных чугунов. Относительно всех промышленных марок – они содержат углерод в количестве не более 4,3 % и плавятся уже при 1000-1200˚С. Таким образом, его расплавить можно значительно быстрее.

Познавательным методом получения информации о том, чугун от стали чем отличается, является использование экспериментального образца на шлифовальном станке или под острым кругом шлифовальной машинки. Анализ осуществляется по характеристикам искр. Для чугуна характерны неяркие искры красного цвета, а для стали – яркие слепящие короткие лучи с бело-желтым оттенком.

Как звучит

Интересная особенность заключается в том, как отличить чугун от стали по звуку. Эти два сплава звучат по-разному. Вовсе не обязательно производить музыкальный аккомпанемент на имеющихся экспериментальных объектах. Но необходимо иметь оба образца либо обладать опытным слухом в данном вопросе. Сталь характеризуется более высокой плотностью, что отражается на ее звучании. При ударе о нее металлическим предметом звук получается намного более звонкий, нежели в той же ситуации с чугуном.

Для того чтобы знать, чугун от стали чем отличается, необходимо иметь немного знаний об этих материалах и определенный опыт. Ведь опытный профессионал в сфере ковки, шлифования, фрезерования, сверления, точения, термообработки или сварки, металлург или техник легко отличает их между собой, оценив лишь визуально или на ощупь.

Литейка » Чугуны для получения отливок

Чугун— сплав железа с углеродом с содержанием углерода более 2.14%. Чугун также содержит некоторые другие химические элементы.  Чугуны, в зависимости от того, в какой форме в чугуне находится углерод,  подразделяют на высокопрочный(ВЧ), серый чугун (СЧ), ковкий чугун (КЧ), белый чугун (БЧ).

 

Белый чугун — в данном виде чугуна углерод находится в связанном состоянии, в виде цементита. БЧ очень твердый и хрупкий, потому в производстве применяется редко. БЧ используют в тех случаях, когда деталь работает на износ. Также применяют для изготовления КЧ.

 

Ковкий чугун— получают из белого чугуна, путем отжига.

 

Серый чугун— в таком чугуне графит находится в виде пластинчатых лепестков. Подобные включения негативно сказываются на пластинчатые свойства чугуна, на его прочность при растяжении.

 

Высокопрочный чугун— чугун, в котором графит находится в виде шарообразных включений. Шаровидный графит повышает прочность и пластичность чугуна. ВЧ получается модифицированием.

По процентному содержанию углерода чугуны делятся на доэвтектические (с менее 4.3%), эвтектические и заэвтектические.

Практически все механические свойства чугуна зависят от микроструктуры чугуна и его химического состава. Сама же микроструктура зависит от скорости охлаждения отливки.

В случае быстрого охлаждения графит в чугуне будет находиться в связанном состоянии, в виде цементита.

Выделению углерода в виде графитовых включений способствуют следующие химические элементы: углерод, кремний, медь, никель. Элементы, препятствующие выделению графитовых включений: хром, марганец, сера

На структуру и механические свойства графита огромное влияние оказывает его химический состав.

 

Кремний— снижает прочность чугуна за счет того, что кремний снижает растворимость углерода, что приводит к увеличению размеров графитовых включений.

 

Марганец — уменьшает влияние серы, образуя с ней сульфид марганца.

 

Сера — тормозит графитизацию чугуна, образовывая хрупкую эвтектику.

 

Фосфор — улучшает жидкотекучесть, на графитизацию практически не влияет. При малом содержании полностью растворяется в чугуне.

 

Хром увеличивает прочность чугуна при повышенных температурах и многократных нагреваниях, поэтому его вводят в состав жаростойких и окалиностойких чугунов. Хром повышает твердость, сопротивление износу, коррозии в морской воде и слабых растворах кислот, но увеличивает хрупкость чугуна.

 

Никель повышает коррозионную стойкость чугунных отливок в морской воде и щелочах.

 

Медь увеличивает сопро­тивление чугуна коррозии в атмосферных условиях, в растворах со­лей, кислот, нефти.

 

Молибден повы­шает прочность и твердость доэвтектических чугунов, а также кратковременную прочность чугуна при высоких температурах, теплостойкость, сопротивление износу и ударную вяз­ кость. Молибден улучшает жаропрочность чугуна и в этом отношении

превосходит все другие элементы.

 

Титан нейтрализует действие хрома в чугуне,

являясь модификатором, вследствие чего отпадает необходимость повышения содержания кремния. Титан способствует повышению механических свойств, особенно прочности высокоуглеродистых чугунов.

 

 

КЛАССИФИКАЦИЯ СЕРЫХ ЧУГУНОВ

 

По составу основной металлической массы отливки из серого чугуна могут быть четырех типов.

 

Перлитно-цементитный чугун (П+ Ц+ Г) состоит из перлита, включений структурно-свободного цементита и пла­стинчатого графита. Такую структуру можно получить при пони­женном содержании кремния в чугуне и быстром охлаждении отли­вок в форме. Эти чугуны обладают повышенной прочностью и плохо обрабатываются резцом. При модифицировании магнием или церием можно получить высокопрочный чугун с перлитно-цементитной структурой и шаровидным графитом.

 

Перлитный серый чугун (П + Г) состоит из пер­лита и пластинчатого графита, после модифицирования магнием или церием (рис. 150)— из перлита и шаровидного графита.

Перлитный чугун обычно содержит мелкопластинчатый графит и имеет умеренную твердость (НВ 200—230), высокие прочность.

и износостойкость и хорошо обрабатывается резцом. Перлитный серый чугун с шаровидным графитом обладает еще большей меха­нической прочностью, поэтому называется высокопрочным.

 

Перлитно – ферритный чугун (П + Ф + Г) состоит из перлита, феррита и пластинчатого графита (рис. 151). Прочность перлитно-ферритного чугуна ниже, чем перлитного, так как пластинки графита в нем крупнее. Твердость его ниже, и он легче обрабатывается резанием. Структура П + Ф + Г с пластинчатым графитом чаще всего встречается в обычных чугунных отливках, применяемых в машиностроении.

 

Ферритный серый чугун (Ф + Г) состоит из феррита и пластинчатого графита (рис. 152), получается при высоком содержании кремния и углерода в толстостенных отливках и медленном охлаждении их в форме. Включения графита очень крупные. Ферритный чугун обладает низкими механическими свойствами, очень мягкий, хрупкий, быстро изнашивается, но легко обрабатывается. Для машиностроитель­ных отливок такой чугун не пригоден.

 

 

Высокопрочным называют чугун, модифицированный магнием в количестве 0,15—0,45 % с последующей обработкой ферро­силицием (75 % Э1). При введении в чугун модификаторов изменяются условия роста зародыша графита, что влияет на его форму: он становится шаровидным (см. рис. 150). Графит такой формы способствует повышению прочности и особенно пластичности чугуна.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ) по сравнению с углеродистой сталью имеет следующие преимущества: более низкую температуру плавления, лучшую жидкотекучесть, меньшую склонность к образованию горячих трещин, несколько меньшую плотность, более высокую прочность и износостойкость и лучшую обрабатываемость резанием. По сравнению с серым чугуном он об­ладает более высокими прочностью, пластичностью, жаростойкостью и лучшей свариваемостью.

Для улучшения свойств чугуна, его легируют.

 

Легирование

 

В зависимости от процентного содержания легирующих элементов, различают низколегированные, среднелегированные и высоколегированные. В качестве легирующих элементов чугуна применяют никель, хром, молибден, марганец, алюминий, медь, титан.

Классификация чугуна

 

Чугуном называется сплав железа с углеродом. Содержание углерода превышает 2.14%. Также в состав чугуна входят различные примеси, которые придают ему дополнительные свойства. Чугун – хрупкий материал. Различают чугунное литье, и чугун для обработки стали. Чугунное литье широко используется в металлургии благодаря высокой прочности чугуна.

Чугун делят на виды в зависимости от количества и формы содержащихся углеродных соединений: белый, серый, ковкий, высокопрочный, половинчатый. В белом чугуне углерод представлен цементитом. В структуру белого чугуна входят перлит, ледебурит и цементит. Белым назван из-за белого цвета излома.

В состав серого чугуна входят железо, кремний (1,2-3,5%) и углерод, примеси марганца, фосфора, серы. Делится на доэвтектический, эвтектический и заэвтекический. Наличие графита придает серый цвет на изломе. Используется в машиностроении, сантехнике и строительных конструкциях.

В состав ковкого чугуна входит графит хлопьевидной формы, который получают путем длительного отжига белого чугуна. Структура содержит феррит или перлит. У ковкого чугуна высокие показатели пластичности и вязкости, прочности при растяжении и сопротивления удару. Ковкий чугун используют для изготовления деталей со сложной формой. Маркировка содержит данные о пределах прочности в МПа на разрыв и относительном удлинении в процентах, которое характеризует пластичность ковкого чугуна. Выглядит она так – КЧ ХХХ- YY.

В структуру высокопрочного чугуна входит шаровидный графит, образующийся в результате кристаллизации. Он в меньшей степени ослабляет металлическую основу чугуна, по сравнению с пластинчатым, и не играет роль концентратора напряжения. В состав половинчатого чугуна входит углерод в виде цементита 0,8%. Структура состоит из перлита, ледебурита.

В промышленности принята следующая маркировка чугуна: передельный чугун, передельно-литейный чугун, передельный фосфористый чугун, передельный высококачественный чугун, чугун с пластинчатым графитом, антифрикционный чугун ( делится на серый, высокопрочный и ковкий), чугун с шаровидным графитом для отливок и легированный чугун с специальными свойствами.

В чугунном литье используется литейный чугун различных марок. При использовании литейного чугуна марок Л1-Л6 получаемая продукция соответствует требованиям к качеству, указанных в ГОСТах.

Обработка чугуна

Особенности обработки чугуна. Свойства материала, проблемы обработки и пути их решения. 

Один из самых распространенных материалов, который используется в промышленности, является чугун. Ведь у него хорошие технологические свойства, и сам по себе чугун дешевый материал. Из чугунов изготавливаются многие детали, такие как блоки цилиндров двигателей, корпуса насосов и клапанов. Чугун используется там, где нужна деталь сложной формы и достаточной прочности.

Чугун представляет собой многокомпонентный, железоуглеродистый сплав с содержанием углерода выше 2%. Сплавы, которые содержат менее 2,14% углерода, называются сталью. Также он может содержать некоторое количество марганца (Mn), фосфора (P) и серы (S). В зависимости от того, в каком виде находится графит, чугуны разделяют на серые чугуны, чугуны с шаровидным графитом, ковкий и легированный чугуны. Легирование чугуна никелем, медью, молибденом и хромом, к примеру, повышает его тепло — и коррозионную стойкость, вязкость и прочность. Легирующие элементы делятся на карбидообразующие и графитообразующие. Легирование существенным образом влияет на обрабатываемость чугунов.

Если выделять основные виды чугуна, то это будут:

  • Белый чугун. В белом чугуне углерод присутствует преимущественно в связанной форме в виде цементита (Fe3C). Белые чугуны обладают высокой прочностью и хрупкостью, и они очень абразивные, они плохо поддаются механической обработке, поэтому из них получают отливки не требующих обработки и работающих в условиях абразивного износа при сухом трении, также белый чугун используют для получения ковкого чугуна.
  • Серый чугун. Сплав железа, кремния (1,2-3,5%) и углерода. В сером чугуне углерод присутствует преимущественно в виде графитовых включений различного размера и форм. Серые чугуны обладают хорошими технологичными и прочностными свойствами, поэтому они нашли широкое применение как конструкционный материал. Он более хрупкий, но имеет хорошую теплопроводность, выделяет меньше тепла во время резания, хорошо поглощает вибрацию, поэтому нашел применение в производстве двигателей. 
  • Высокопрочный чугун. Чугун с шаровидным графитом. Углерод преимущественно или полностью присутствует в свободном состоянии в форме шаровидного графита. Обладает высокой прочностью и удовлетворительной пластичностью, иногда могут использоваться вместо стали. У данного чугуна хорошая жесткость, ударная вязкость, он прочный, не хрупкий. Но не может поглощать вибрации, низкая теплопроводность, как следствие большое выделение тепла. 

Основными сложностями при обработке чугуна являются абразивный износ и высокая температура. Обрабатываемость чугуна резанием зависит от химического состава, физико-механических свойств и многих других факторов. Обрабатываемость улучшается с увеличением содержания графита, дисперсности и равномерности распределения структурных составляющих. Легирующие элементы как раз и создают такие дисперсные и равномерные структуры, поэтому обрабатываемость легированных чугунов выше, чем обычных чугунов, конечно при условии одинаковой твердости. Так как, например, легирование хромом (Cr) приводит к повышению твердости и ухудшению обрабатываемости.

На значение режимов резания чугуна оказывают влияние такие факторы, как: марка чугуна, жесткость технологической системы, применяемый режущий инструмент и т.д. Поэтому необходимо следовать инструкциям каталога инструментов, внимательно учитывая при этом стойкость, так как в каталогах представлены режимы резания на максимальную производительность и минимальную стойкость, что может не соответствовать вашим целям.

Если подытожить сказанное, то:

  • Большинство чугунов, благодаря наличию графита в структуре, легко обрабатываются резанием, так как графит позволяет получить короткую “сыпучую” стружку и улучшает смазывание режущей кромки.
  • Для обработки чугунов в основном используется инструмент с отрицательным или небольшим положительным значением переднего угла.
  • Инструмент с покрытием имеет большую стойкость из-за преобладания при обработке абразивного износа
  • При непрерывном точении необходимо применять СОЖ, для прерывистого точения СОЖ лучше не использовать.
  • Основными сложностями при обработке являются неравномерный припуск на отливках, наличие литейной корки и включений песка
  • При обработке высокопрочного чугуна расход инструмента в три раза больше, чем при обработке серого чугуна.
  • Обработка ковкого чугуна требует в три раза больше времени, т.к. требуется занижать режимы резания. Соответственно увеличивается расход инструмента. В данном чугуне графит в виде хлопьев, окружающих феррит, а также больше кремния (Si), чем в сером, что определяет повышенный износ пластин.

   

Используемая информация: рекомендации производителей твердосплавного инструмента Kennametal, Dormer, Pramet, Sandvik.


Развиваем мифы про трубы из ВЧШГ

За долгое время, которое чугун используется в сфере водоснабжения, вокруг него сформировалось множество мифов. Причем мифами обросли как обычные чугунные изделия, так и трубы из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ). Сегодня мы расскажем о самых распространенных заблуждениях и полностью их опровергнем.

 

Миф первый. Чугун – это хрупкий материал

 

Частично правда, да, но только по отношению к некоторым разновидностям чугуна. Иногда данный материал действительно хрупкий и склонен к разрушению вследствие механических воздействий. Но при добавлении (модификации) в состав материала определенных добавок эта проблема полностью исчезает, так как меняется форма графита в составе чугуна: пластинки «превращаются» в шарики. Шаровидная форма графита делает кристаллическую решетку материала более пластичной, тогда как в обычном сером чугуне пластинчатый графит никак не препятствует разрушению структурных связей.

 

Миф второй. На чугунных трубопроводах частые аварии

 

Многие специалисты полагают, что чугунные трубопроводы   больше подвержены авариям, чем трубопроводы из других металлов. С появлением на рынке труб ВЧШГ это утверждение ни разу не подтвердилось. Повышенная аварийность свойственна только поврежденным трубам, или проложенным с нарушениями технологии. А заблуждение это можно объяснить наличием в России большого количества участков коммунальных сетей, построенных более сотни лет назад. Очевидно, что срок эксплуатации столь старых чугунных труб уже давно перешел все мыслимые границы. Так что аварии на таких сетях – это явление закономерное.

 

А после замены труб из серого чугуна на аналогичные из ВЧШГ срок эксплуатации коммуникаций без необходимости ремонта можно продлить еще на такой же период.

 

Миф третий. Чугунные трубы быстро засоряются

 

Серьезной проблемой при эксплуатации старых трубопроводов является «заростание» внутренней поверхности.  По мере увеличения толщины этого нароста уменьшается рабочее сечение труб, из-за чего возникают проблемы с напором, увеличение энергозатрат на прокачивание   и в целом, с подачей воды конечному потребителю.

 

Однако эта проблема была решена путем нанесения на внутреннюю поверхность труб цементно- песчаного покрытия, что значительно снизило трение, а значит повысило скорость движения перемещаемой жидкости, что исключило образование «наростов». А так же покрытие защищает воду от негативного влияния окислов железа.

 

Компания «СибГидро» предлагает со склада в Красноярске трубы чугунные напорные (трубы ВЧШГ) и другие изделия из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом производства ЛТК “Свободный сокол” – крупнейшего в России поставщика трубной продукции для питьевого водоснабжения. Купить трубы ВЧШГ в Красноярске по разумной цене вы всегда сможете в компании «СибГидро»!

мифов и заблуждений — коллекционер чугуна: информация для любителей винтажной посуды

Мифы и заблуждения о чугунной посуде

Хотя такие ресурсы, как этот веб-сайт и другие, пытались информировать и просвещать об истории и правильном обращении со старинными коллекционными чугунными полыми изделиями, все еще существует много дезинформации, распространяемой как в Интернете, так и на рынке. Здесь в произвольном порядке представлены десять наиболее часто встречающихся примеров.

Убеждение №1 : Чугунная посуда практически не поддается разрушению.
Правда или ложь? : Ложь. Чугун прочный, но не небьющийся. Подобно стеклу, свойства, делающие чугун твердым, также делают его хрупким. Чугун, подвергнутый удару или силе скручивания, сломается до того, как согнется. Слишком быстрое нагревание пустой кастрюли или большой кастрюли над маленькой конфоркой также может привести к растрескиванию или необратимой деформации.
Происхождение : Скорее всего путаница между чугуном и кованым железом или сталью.

Убеждение № 2 : Лучший и самый простой способ очистить чугунную сковороду от нагара — сжечь ее на огне.
Правда или ложь? : Ложь. В то время как огонь, как правило, полностью удаляет отложения, сильный нагрев часто повреждает сковороду, либо деформируя или раскалывая ее, либо потенциально изменяя молекулярную структуру железа, делая его необратимо чешуйчатым.
Происхождение : Скорее всего, лагерные повара пограничной эпохи, у которых не было другого способа восстановить сильно покрытые коркой сковороды.

Убеждение №3 : Покрытие приправы на сковороде придает вкус приготовленной пище.
Правда или ложь? : Ложь. Термин «приправа», относящийся к чугунной посуде, относится к накоплению со временем полимеризованных и обугленных кулинарных жиров, что приводит к образованию антикоррозионного антипригарного покрытия, и не имеет ничего общего с пищевой приправой. В данном случае смысл сродни тому, чтобы называть опытного человека «бывалым ветераном» или правильно просушенные дрова «бывалым».Традиционные методы очистки не должны оставлять следов, которые могут повлиять на вкус продуктов, приготовленных впоследствии, хотя жирная рыба может быть нежелательным исключением.
Происхождение : Неизвестно. Это утверждение часто можно услышать от продавцов бывших в употреблении неотремонтированных сковородок, скорее всего, в ошибочной попытке сделать так, чтобы изделия с толстой коркой казались более ценными.

Убеждение № 4 : Большая цифра на дне сковороды или на верхней части ручки сковороды указывает ее диаметр в дюймах.
Правда или ложь? : Ложь. Цифры были ранним соглашением, используемым для обозначения того, какой размер проушины дровяной печи подходит для кастрюли. Размеры не обязательно были одинаковыми для всех брендов, поэтому сковорода № 8 одного производителя могла не соответствовать печной проушине № 8 другого производителя. Система нумерации продолжала использоваться некоторое время даже после появления газовых и электрических плит.
Происхождение : ошибочное предположение, сделанное теми, кто не знаком с ранними дровяными печами.

Убеждение № 5 : Маленькие буквы на чугунных сковородах указывают производителя.
Правда или ложь? : Ложь. Маленькие отдельные буквы, выгравированные на чугунных изделиях, являются идентификаторами узоров. Несколько шаблонов использовались для создания форм для нескольких деталей одновременно, поэтому был необходим какой-то способ отслеживания того, какой уникальный шаблон изготовил какую деталь, либо для контроля качества, либо для сдельной оплаты. Точно так же маленькие выпуклые буквы на дне сковороды обычно являются отметинами формовщика, отштампованными в песчаной форме литейщиком непосредственно перед отливкой, чтобы отслеживать его ежедневное производство.
Происхождение : Еще один случай дезинформированных продавцов, пытающихся увеличить стоимость предметов без маркировки, например, любая буква «G», увиденная как «код» для Griswold.

Убеждение № 6 : «Старая железная» руда, добываемая и используемая для изготовления чугунной посуды на рубеже веков (начало 1900-х годов), превосходила ту, которая использовалась в конце 20-го века.
Правда или ложь? : Ложь. Элементарное железо не существует в природе в чистом виде.Хотя существуют различия в составе железной руды, полученной из разных источников, процесс плавки, используемый для извлечения элементарного железа из руды, удалял бы большинство, если не все нежелательные примеси. Железо, используемое для создания чугуна, не используется «в расплавленном виде», а добавляются такие ингредиенты, как углерод и кремний, чтобы придать металлу желаемые свойства. И хотя более ранние литейные заводы вполне могли использовать исключительно первичную железную руду, любой переработанный лом, который мог быть добавлен отечественными производителями в конце 20-го века, соответствовал стандартам чистоты и проверялся перед использованием.
Происхождение : Старая чугунная посуда отливалась вручную с использованием более мелкозернистых песчаных форм, к которым применялась обработка для улучшения отделки. Создание пресс-форм вручную также позволило производить более тонкостенные и легкие отливки. В сочетании с прекращенной в настоящее время практикой полировки варочных поверхностей до гладкости старые процессы приводили к получению более тонкого литья и готового продукта. Таким образом, термин «старое железо», используемый для обозначения превосходства, более применим к самой посуде, а не к металлу, из которого она была сделана.

Убеждение № 7 : Треснувшую кастрюлю можно обнаружить, прислушиваясь к звуку, издаваемому постукиванием по ней.
Правда или ложь? : Верно, но с исключениями. Поговорка гласит: «Звенит, как колокольчик, если постучать деревянной ложкой». Неповрежденная кастрюля обычно издает определенный звенящий звук при постукивании, когда ее подвешивают или держат определенным образом. Та же кастрюля с трещиной имеет тенденцию издавать глухой или менее отчетливый звенящий звук. Однако этот метод практически бесполезен при попытке оценить корку на сковороде, поскольку наросты затрудняют визуальный осмотр и подавляют звуковые вибрации.Более толстые и тяжелые кастрюли также не дают такого заметного кольца, как более тонкие и легкие. Будучи в лучшем случае субъективным тестом, на него не следует полагаться вместо тщательного визуального осмотра чистой кастрюли при соответствующем освещении.
Происхождение : Неизвестно. Наблюдение, возможно, делалось достаточно часто, чтобы установить рубрику.

Убеждение № 8 : Миниатюрная посуда была изготовлена ​​для продажи в качестве образцов продавцам.
Правда или ложь? : Ложь.Крошечная старинная чугунная и алюминиевая посуда, выпускаемая крупными и другими брендами, производилась в качестве детских игрушек. В большинстве случаев они изготавливались по тому же стандарту, что и полноразмерная посуда, и предназначались не только для игр, но и для приготовления пищи. Часто продаваемые наборами в коробках, каталоги той эпохи, а также отмеченные контейнеры подтверждают первоначальное назначение.
Происхождение : В то время как некоторая игрушечная посуда, возможно, была передана бизнес-клиентам, неправильное представление может иметь корни в миниатюрных демонстрационных единицах, созданных, чтобы облегчить нагрузку путешествующих продавцов печей.

Убеждение № 9 : Чугун почитается за его способность равномерно нагреваться.
Правда или ложь? : Это зависит от того, как вы определяете «равномерный нагрев». Если вы считаете, что тепло, подаваемое конфоркой, будет равномерно распределяться по кастрюле, то ответ «ложный». Чугун на самом деле является относительно плохим проводником тепла, а это означает, что область сковороды, к которой применяется тепло, будет повышаться, но с уменьшающимся эффектом по мере удаления от этой области.Однако его плотность позволяет ему сохранять больше тепла на фунт по сравнению с другими металлами.
Происхождение : Вероятно, существует путаница между способностью железа накапливать тепло и способностью нагреваться равномерно. Из-за низкой проводимости он медленно нагревается, но, будучи горячим, остается горячим дольше, что позволяет избежать внезапных скачков температуры. В этом смысле железо легче поддерживает постоянство температуры. Лучший способ равномерно разогреть чугунную сковороду — в духовке.

Убеждение №10 : Мытье чугунной сковороды с мылом испортит приправу.
Правда или ложь? : Ложь в большинстве случаев. Хорошо приправленная сковорода будет защищена достаточно прочным, почти пластичным слоем полимеризованного кулинарного жира и углерода, способным выдерживать температуру приготовления в несколько сотен градусов. Хотя обычно это не требуется, мытье теплой водой и обычным средством для мытья посуды с использованием неабразивной губки или щетки не окажет существенного влияния на хорошо зарекомендовавшую себя приправу. Однако чугунные сковороды не следует оставлять погруженными в воду, и, конечно же, их никогда не следует подвергать автоматической мойке в посудомоечной машине, независимо от того, насколько хорошо они приправлены.
Происхождение : Возможно использование щелочи или древесной золы в качестве ингредиента для производства мыла до 20-го века. Было обнаружено, что кипячение щелочи (гидроксида натрия) или древесной золы (для получения гидроксида калия) с животным жиром в чугунных горшках для создания мыла удаляет приправу. Виновником, однако, было не мыло, а щелочь, использованная при его изготовлении. Однако на очень простую начальную приправу, в которой используемый жир или масло не полностью полимеризованы, может повлиять энергичное мытье с мылом для посуды.

Убеждение №10½ : Кислые продукты никогда не следует готовить в чугунных кастрюлях.
Правда или ложь? : Оба. В то время как кислые продукты действительно вызывают попадание железа в них, хорошо зарекомендовавший себя слой приправы обеспечит барьер между кислотностью и железом. Однако то же самое может быть не так для только что приправленных сковородок.
Происхождение : Сковорода с недостаточно приготовленными приправами действительно может отдавать железо приготовленным в ней продуктам или реагировать с ними, особенно с кислыми продуктами, такими как помидоры, или жидкостями, такими как вино, уксус и т. д.Это может привести к металлическому привкусу пищи или даже обесцвечиванию таких продуктов, как бобы или шпинат.

Почетное упоминание

Есть несколько других заблуждений, с которыми вы будете время от времени сталкиваться, в том числе:

Маркировка на чугунных сковородах выбита на них.
Ложь.
Чугун, по крайней мере из того, что используется для посуды, недостаточно пластичен, чтобы на нем можно было нанести штамп. Маркировка могла быть выбита на шаблоне (обычно сделанном из алюминия), но они были отлиты в поддоне.То же самое относится и к деталям из кованого чугуна.

Этот чугун пористый.
Ложь.
Многих заставили поверить, что чугун не только пористый, но и что эти поры расширяются и сужаются при изменении температуры, позволяя маслу или другим посторонним веществам не только прилипать, но и «поглощаться» или «запечатываться» в чугуне. . Хотя даже полированное железо не является полностью плоским, любые пустоты представляют собой просто микроскопические неровности, возникающие в результате удаления с поверхности кристаллического графита, углеродного компонента чугуна.

Приготовление пищи в чугуне является ценным источником пищевого железа.
Ложь.
После того, как сковорода хорошо приправлена, полимеризованное масляно-углеродное покрытие образует барьер между приготовляемой пищей и утюгом. Однако, если бы кто-то готовил пищу, особенно пищу с избытком влаги или кислоты, в кастрюле без приправ, железо переносилось бы в пищу. Обычно не готовят на чугунной сковороде без приправ. (Людям с гемохроматозом, нарушением перегрузки железом, тем не менее, вероятно, следует избегать пищи, приготовленной в любом чугуне.)

После использования и мытья чугунную сковороду необходимо немедленно приправить.
Ложь.
Мытье с использованием неабразивных губок и обычных бытовых средств для мытья посуды не удаляет слой полимеризованного жира и нагара, образующий приправу для чугунной сковороды. Поэтому не должно быть причин наносить и запекать еще одно ручное нанесение масла после каждого использования.

Цвет ржавчины на репродукции отличается от цвета подлинника.
Ложь.
Ржавчина есть ржавчина. Оксид железа. Гидратированный оксид железа или оксид железа (III), химическая формула Fe2O3. Различия в цвете ржавчины связаны с тем, насколько она развита на конкретном предмете, или с уровнем содержащейся в нем влаги.

Многоразовая «форма» используется для изготовления чугунных изделий.
Ложь.
Чугунные детали изготавливаются в разъемных формах, состоящих из смеси влажного мелкозернистого песка и других соединений, плотно уложенных по многоразовой модели.Когда форма затвердевает, ее половинки разъединяются, выкройка снимается, форма снова собирается и в нее заливается расплавленное железо. Когда железо остывает и затвердевает, удаление песчаной формы из куска эффективно разрушает его.

Эти сковороды с маркировкой «ERIE» были изготовлены предшественником Griswold Mfg. Co.
Ложь.
Слишком часто встречающийся термин «до Грисволда», используемый в отношении сковородок Эри, является неправильным. Их производил Griswold, сначала под эгидой Selden & Griswold Mfg.Co., а затем Griswold Mfg. Co.

В качестве приправы льняное масло превосходит другие масла или жиры.
Это зависит.
Многие начинающие коллекционеры находят в онлайн-блоге статью, в которой излагаются достоинства льняного масла, поскольку оно имеет научное обоснование превосходства жира приправы. Хотя результаты впечатляют с косметической точки зрения, многие обнаружили, что при использовании нанесенное вручную покрытие имеет тенденцию отслаиваться. Стоит отметить, что льняное масло обычно не используется для приготовления пищи с подогревом.А так как вы не будете готовить с ним, приправой, которую вы создадите, будет какой-то другой жир или масло, нанесенное поверх него.

Подробная информация о ковком чугуне

Чугун обычно считается слабым, грязным, дешевым, хрупким материалом, который не подходит для применений, требующих высокой прочности и определенных технических свойств. В то время как серый чугун относительно хрупок по сравнению со сталью, ковкий чугун — нет. Фактически, ковкий чугун имеет прочность и вязкость, очень похожие на сталь, а преимущества в обрабатываемости создают привлекательную возможность для значительного снижения затрат.Прутки из серого и ковкого чугуна имеются в продаже и могут использоваться в качестве прямой замены в зубчатых передачах и других устройствах, использующих прутки из углеродистой стали.

Автомобильные шестерни, например, переводятся на ковкий чугун из-за его демпфирующей способности и снижения затрат. Преобразование стержня из ковкого чугуна также широко распространено во многих гидравлических устройствах, включая сальники и направляющие штока, цилиндры, цилиндры гидростатической трансмиссии и коллекторы высокого давления. Как серый, так и ковкий чугун уже много лет используются в станкостроении из-за их характеристик в области износа скольжения и гашения вибрации.

Понимание металлургических концепций ковкого чугуна является ключом к пониманию его потенциального использования в качестве конструкционного металла и позволяет инженеру-конструктору определить его пригодность для конкретных применений и разумно выбрать наилучшую марку. Недавние достижения в понимании переменных, влияющих на обрабатываемость серого и ковкого чугуна, позволили инженеру-технологу количественно оценить ожидаемую экономию затрат при переходе от прутков из углеродистой стали к непрерывнолитому сером и ковкому чугуну.

Следующий материал включает справочную информацию о развитии технологии непрерывного литья серого и высокопрочного чугуна, определения высокопрочных чугунов, металлургические характеристики инженерных марок и некоторые основные свойства материалов. Также представлена ​​обновленная информация о недавних исследованиях характеристик обработки ковкого чугуна.

Введение

Процесс выбора наилучшего материала для любого применения включает в себя два основных вопроса: наиболее вероятно, что деталь сломается или она, скорее всего, изнашивается? Детали, которые не ломаются и не изнашиваются, теоретически могут служить вечно.Используя эту логику, имело бы смысл, что всякий раз, когда инженер-конструктор указывает материал для любого применения, всегда должен использоваться самый прочный и износостойкий материал. Естественно, это нецелесообразно из-за затрат на получение материала и затрат на механическую обработку или иное изготовление из материала пригодной для использования детали.

В самых общих чертах прочность и износостойкость обратно пропорциональны обрабатываемости, и можно сделать вывод, что по мере увеличения прочности и износостойкости стоимость механической обработки увеличивается.Из-за этой проблемы чрезвычайно важно, чтобы проектировщик знал как можно больше обо всех доступных материалах, чтобы можно было выбрать тот, который имеет наилучшее сочетание инженерных и механических свойств.

Ковкий чугун был изобретен несколько случайно, когда металлург пытался найти замену хрому в износостойких отливках из серого чугуна. В одном из экспериментов использовался магний, и было обнаружено, что то, что обычно имело форму чешуйчатого графита, теперь стало сфероидальным.Отливки, изготовленные из шаровидного, а не чешуйчатого графита, обладали высокой прочностью и пластичностью, хорошей усталостной долговечностью и ударными характеристиками. Другие свойства, такие как гашение вибрации, обрабатываемость и износостойкость, сделали ковкий чугун подходящей заменой стали в зубчатых колесах и ряде других применений (таблица 1).

Таблица 1: Требования к механическим свойствам ковкого чугуна согласно ASTM A536.

Ковкий чугун Определено


Железо представляет собой сплав железа, состоящий в основном из железа с углеродом, кремнием, марганцем и серой.Другие элементы также присутствуют и контролируются, чтобы производить различные марки и влиять на другие механические свойства, обрабатываемость и литейные свойства. Углерод добавляется к железу в количествах, превышающих предел растворимости, и при затвердевании графит выпадает в осадок в виде мельчайших шариков. Кремний и другие сплавы используются для контроля морфологии осажденного графита и контроля количества углерода, остающегося в виде твердого раствора в железе. Сталь, для сравнения, содержит углерод в количествах, полностью растворимых в железе; поэтому выделений графита не существует, и вся структура состоит из металлической матрицы.

Чем больше углерода добавляется в сталь, тем выше прочность и износостойкость, а обрабатываемость снижается. Низкоуглеродистые стали, такие как 1018 и 1117, содержат менее 0,20% углерода и имеют предел прочности при растяжении примерно 67 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Марки с более высокой прочностью, такие как 1040 и 1141, содержат 0,40% углерода и будут иметь прочность на растяжение порядка 90 тысяч фунтов на квадратный дюйм. Обрабатываемость снижается по мере увеличения прочности, и по сравнению со сталью 1212, 1117 имеет рейтинг 91%, а 1141 — 81% (источник: ASM Handbook).

В случае ковкого чугуна количество углерода, остающегося в твердом растворе, зависит от скорости затвердевания и охлаждения, от практики модифицирования и от других элементов, которые добавляются для ускорения графитизации или образования перлита. Подобно стали, ковкий чугун с меньшим содержанием углерода в матрице (с низким содержанием связанного углерода) будет иметь более низкую прочность, более высокую пластичность и лучшую обрабатываемость, чем ковкий чугун с высоким содержанием связанного углерода.

Можно производить различные сорта ковкого чугуна, контролируя параметры процесса для осаждения желаемого количества частиц графита и получения желаемого количества связанного углерода, остающегося в матрице.

Марки стали обозначаются в первую очередь химическим составом, а состав определяет механические свойства. Марки ковкого чугуна не могут быть различимы химическим путем, потому что на свойства влияет морфология графита и состав матрицы, на который сильно влияют другие переменные.Классы пластичности обычно обозначаются в соответствии с ASTM A536 в виде xx-xx-xx, представляющих предел прочности при растяжении и текучести в тысячах фунтов на квадратный дюйм и процент удлинения. Как и в случае со сталью, повышенный предел прочности при растяжении и предел текучести является результатом большего количества растворенного углерода в матрице, что создает более высокое отношение перлита к ферриту. Более высокая прочность приводит к уменьшению удлинения, увеличению твердости и износа, а также снижению обрабатываемости.

Микрофотографии на рис. 1 показывают соотношение перлита и феррита в трех сортах ковкого чугуна при 100-кратном увеличении.По мере увеличения процентного содержания перлита (протравленного темного цвета) увеличивается прочность. Графитовые конкреции также видны в виде круглых сфер, и их узелковость на каждой из фотографий одинакова.

Рисунок 1: Типичная микроструктура трех марок ковкого чугуна.

Требования к механическим свойствам для каждой из марок ковкого чугуна, перечисленных в ASTM A536, являются минимальными значениями, полученными из отдельно отлитого испытательного образца. Их можно использовать в целях проектирования, если получены данные, которые коррелируют прочность отливки с прочностью отдельно отлитого контрольного образца.Образцы для испытаний на растяжение легко получить из непрерывнолитого ковкого чугуна, а механические свойства деталей, изготовленных из пруткового проката, непосредственно соответствуют свойствам по ASTM A536.

Выбор наилучшего сорта ковкого чугуна для любого применения требует тех же соображений, что и выбор наилучшего сорта стали или других металлов, определение требований к свойствам и поиск материалов, которые им соответствуют. Ковкий чугун может быть подходящей заменой для большинства простых углеродистых сталей, потому что механические свойства схожи с аналогичной матричной структурой.Основным преимуществом перехода от стального прутка к прутку из ковкого чугуна является более низкая стоимость обработки за счет улучшенной обрабатываемости.

Преимущества ковкого чугуна

С момента своего создания в середине 1940-х годов производство отливок из ковкого чугуна резко выросло. Ковкий чугун обладает техническими свойствами, подобными стали, а отливки почти сетчатой ​​формы заменяют поковки, сварные детали и стальные отливки в различных областях применения. Ковкий чугун также доступен в виде непрерывнолитых стержней и может быть прямой заменой стержней из углеродистой стали в ряде зубчатых передач в автомобильной, гидравлической, станкостроительной и других отраслях промышленности.

Преимущества обрабатываемости непрерывнолитых стержней из ковкого чугуна по сравнению со стержнями из углеродистой стали являются основной причиной их роста в течение последних 40 лет. Увеличенный срок службы инструмента и более короткое время цикла означают, что в час производится больше деталей, а затраты на расходные материалы, такие как вставки для станков, снижаются. Ковкий чугун содержит осажденные графитовые узелки, действующие как естественные стружколомы, вызывающие меньшее трение стружки о пластину и обеспечивающие большую глубину резания из-за снижения усилий, необходимых при обработке.

Наличие графитовых конкреций дает дополнительные преимущества. Шум и вибрация снижаются благодаря демпфирующим свойствам графита, что является ключевым фактором в зубчатых передачах, а также повышается износостойкость. Ковкий чугун менее плотный, чем сталь, и те же детали, изготовленные из ковкого чугуна, будут весить на 10 процентов меньше, чем если бы они были сделаны из стали.

Процесс непрерывного литья заготовок

Пруток из ковкого чугуна

производится методом непрерывного литья.Непрерывная разливка пруткового проката из ковкого чугуна включает установку водоохлаждаемой графитовой матрицы на дно тигля пруткового станка (рис. 2). Расплавленное железо течет самотеком в матрицу, и на внутренней стороне матрицы начинает образовываться твердая корка, принимая форму стержня. Поскольку стержень непрерывно вытягивается из матрицы, внешняя оболочка является единственной твердой частью. Ядро остается расплавленным, а внешняя оболочка повторно нагревается за пределами штампа ядром до температуры примерно 1950 градусов по Фаренгейту.По сути, весь стержень затвердевает и охлаждается в неподвижном воздухе, создавая стабилизированную микроструктуру по всему поперечному сечению.

Рисунок 2: Схема поперечного сечения машины непрерывного литья заготовок.

Тигель прутковой машины действует как стояк, подающий железо в матрицу, когда пруток отливается горизонтально. Примеси, которые могут вызвать твердые пятна и включения, всплывают наверх ванны с расплавленным чугуном и не могут попасть в графитовую головку. Ферростатическое напорное давление, вызванное расплавленным чугуном в прутковом станке, создает очень плотную мелкозернистую микроструктуру, которая позволяет поверхности обрабатываемых деталей быть такой же, как у прутков из углеродистой стали.

Коммерчески производимые стержни из ковкого чугуна легко доступны в диаметрах до 20,0 дюймов в квадратах и ​​прямоугольниках до 18,5 дюймов на 22,0 дюймов, а также в относительно сложных формах.

Данные по обрабатываемости

Рост продаж непрерывнолитого пруткового проката из ковкого чугуна происходит в основном за счет переработки деталей, которые когда-то изготавливались из прутков из углеродистой стали. Экономия затрат на механическую обработку является самым большим преимуществом преобразования.

Хотя данные о обрабатываемости углеродистой стали легко доступны, информации о прутках из ковкого чугуна мало.Простое испытание на обрабатываемость с использованием токарного центра Miyano JNC 60 с возможностью подачи прутка можно использовать для сравнения стойкости инструмента из различных марок ковкого чугуна, а также для сравнения этих марок с обычным прутком из углеродистой стали. Экспериментальная процедура заключается в токарной обработке стержня длиной 1,250 дюйма и диаметром 2,375 дюйма, обработанного холодной обработкой, до размера +/- 0,0025 дюйма. Пластина перемещалась вдоль заготовки с постоянной скоростью 450 футов в минуту, индексируясь со скоростью 0,010 дюйма за оборот, принимая 0.Глубина резания 125″. Диаметр уменьшался на 0,250 дюйма каждый раз, когда пластина делала один проход длиной 1,250 дюйма. Скорость токарного станка увеличивалась после каждого прохода, чтобы поддерживать постоянный метраж поверхности.

В тесте использовалась охлаждающая жидкость Perkin 5000EP и пластины Sandvik CNMA 432KR марки 3015. Никаких специальных испытаний вкладышей не проводилось, и все они были отобраны из случайных производственных партий. Первоначальный диаметр стержня в конечном итоге был уменьшен до 1,125 дюйма, что составляет одну часть. Чистота поверхности оставшейся части считывалась, записывалась и вырезалась отдельной вставкой.Операция торцовки готовит прут для следующей детали, а счетчик отслеживает количество деталей, которые были обработаны каждой вставкой. Неисправность вставки определялась методом проб и ошибок, и лучшим показателем того, когда вставка вышла из строя, было достижение одного из следующих двух факторов: чистота поверхности детали превышала 80 RMS при двух последовательных показаниях детали или показания измерителя нагрузки. на токарном станке во время рабочего прохода была загружена более чем на 60 процентов.

В таблице 2 показано среднее количество деталей, обработанных на одну вставку на стандартных сортах непрерывнолитых прутков из ковкого и серого чугуна с использованием описанной процедуры.Каждое испытание было повторено три раза с использованием стержней, изготовленных из типичного производственного цикла. При изготовлении испытуемого материала не использовались специальные технологические средства контроля.

Таблица 2: Рейтинги обрабатываемости, серый и ковкий чугун.

Данные показывают рейтинги обрабатываемости для типичного производственного цикла каждого стандартного сорта непрерывнолитого серого и ковкого чугуна, производимого в промышленных масштабах. Серый чугун класса 30 был произвольно установлен в качестве стандарта с рейтингом 100 процентов. Все остальные марки, включая сталь, сравнивались со стандартом класса 30.

Цель исследования обрабатываемости состояла в том, чтобы предоставить некоторые руководящие принципы, которые в настоящее время не существуют в отношении свойств обработки серого и ковкого чугуна. Сравнивать эти рейтинги с имеющимися данными по стальному прутку сложно, но для некоторых первоначальных сравнений был проведен аналогичный тест.

Четыре марки углеродистой стали были выбраны и обработаны в соответствии с процедурами, описанными ранее для непрерывнолитого прутка из серого и высокопрочного чугуна. Процедуры пришлось немного изменить, потому что нельзя было обрабатывать на 0.Глубина резания 125 дюймов со скоростью 450 футов поверхности в минуту без превышения 60-процентной максимальной нагрузки при начальном проходе. Поверхностный метраж был уменьшен до 400 с глубиной резания 0,040″. Индекс стойкости инструмента используется для сравнения материалов, обрабатываемых в аналогичных условиях, и помогает предсказать условия, при которых деталь может быть обработана экономично. В большинстве производственных сред обычно используются скорости токарной обработки, значительно превышающие 450 футов в минуту, и по мере увеличения скорости срок службы инструмента уменьшается (таблица 3).

Таблица 3

Важно отметить, что индекс стойкости для всех марок серого и ковкого чугуна — за исключением полностью перлитного 100-70-02 — значительно выше, чем индекс стойкости для обычных марок углеродистой стали. Это говорит о том, что срок службы инструмента увеличится, а время цикла уменьшится, если ту же деталь обрабатывают из серого или ковкого чугуна вместо стали.

Свойства ковкого чугуна

Марки ковкого чугуна

характеризуются пределом прочности при растяжении, пределом текучести и удлинением, но эти свойства не всегда полезны при определении пригодности его использования в конкретном приложении.Свойства при растяжении не дают никакой информации об износостойкости, гашении вибрации или усталостной прочности, которые являются важными свойствами при выборе материалов для конкретного применения.

Износостойкость: Ковкий чугун может быть подвергнут поверхностной закалке до 60 HRC с использованием обычных методов термообработки. Износостойкость после термической обработки аналогична характеристикам науглероженной и закаленной стали 8620. Испытания показывают, что сопротивление истиранию ковкого чугуна, измеренное по потере объема, меньше, чем у стали 8620 после закалки и отпуска до конечной твердости не менее 30HRC.Потеря объема ковкого чугуна после отпуска (ADI) еще меньше и, по-видимому, не зависит от конечной твердости. Повышенная износостойкость достигается благодаря наличию графитовых узелков, которые улучшают теплопередачу и помогают смазывать изнашиваемые поверхности скольжения.

Шумоподавление: Наличие осажденного графита как в сером, так и в ковком чугуне помогает гасить вибрацию в зубчатых передачах, деталях станков и гидравлических компонентах. Относительная демпфирующая способность серого чугуна в 100 раз выше, чем у стали.У ковкого чугуна демпфирующие характеристики примерно в 10 раз выше, чем у стали.

Сообщалось, что снижение шума в автомобильных шестернях уравновешивающих валов составило целых 20 децибел, когда та же самая шестерня, изготовленная из серого чугуна, была протестирована против стали. Шестерни из ковкого чугуна показали снижение шума на целых восемь децибел.

В настоящее время считается, что ковкий чугун заменит сталь 8620 в гидравлических шестеренных насосах, чтобы снизить стоимость обработки и снизить уровень шума (рис. 3).

Рисунок 3: Испытательное приспособление для измерения усталостной прочности прямозубых зубчатых колес.

Усталостная прочность: Усталостная прочность ковкого чугуна с использованием машины для испытания листового металла с обратным изгибом с переменной скоростью будет находиться в диапазоне 30-40 тысяч фунтов на квадратный дюйм, в зависимости от точного характера испытания и сорта испытываемого ковкого чугуна.

Дополнительные испытания, недавно проведенные в Лаборатории испытаний материалов Дейтонского университета, показали относительную прочность закаленного и отпущенного ковкого чугуна и ковкого чугуна после отпуска в сравнении со сталью 8620.Цилиндрическое испытательное зубчатое колесо было изготовлено и установлено в приспособлении, которое имитирует точки контакта на зубьях зубчатого колеса. Зубчатые колеса подвергались испытанию на растяжение-растяжение, чтобы определить максимальную нагрузку до отказа при 10 миллионах циклов (таблица 4).

Таблица 4. Результаты испытаний

показывают, что термически обработанные шестерни из ковкого чугуна имеют примерно 90 % усталостной прочности по сравнению с 8620 науглероженными и закаленными шестернями. Для сравнения, шестерни из ковкого чугуна, изготовленные из аустенитного сплава, имеют до 93% усталостной прочности.

Заключение

Хотя пруток из ковкого чугуна не может использоваться в качестве прямой замены стального прутка во всех областях применения, его следует рассматривать как альтернативу стали в зубчатых передачах и других применениях, где важны износостойкость, демпфирование вибрации и обрабатываемость. Понимание требований к физическим свойствам для конкретного применения и возможность количественной оценки стоимостных преимуществ за счет преобразования прутка из ковкого чугуна дает инженеру-проектировщику мощный инструмент для выбора наилучшего материала для любого применения.

Обрабатываемость ковкого чугуна дает возможности снижения затрат за счет обработки большего количества деталей в час и снижения затрат на инструмент. Превосходная износостойкость, способность гасить шум и вибрации, а также прочность, аналогичная стали, делают его привлекательным конструкционным материалом.

Благодарности
Автор выражает благодарность следующим лицам: Лаборатория испытаний материалов Дейтонского университета, Отдел прикладных технологических процессов; подразделение Duro-Life компании Wells Manufacturing Company; и Университету Алабамы в Бирмингеме за помощь в предоставлении информации об усталостной прочности, износостойкости и обрабатываемости, используемой в этой статье.Кроме того, мы благодарим General Motors Corporation и Ford Motor Company за предоставление информации о снижении шума при использовании ковкого и серого чугуна в автомобильных балансировочных валах.

Белый чугун – обзор

4.3.4 Износостойкие материалы из чугуна

Из-за абразивной, коррозионной нагрузки очень часто используется белый чугун. Этот материал, также обозначаемый как холодное литье или твердое литье, очень устойчив к износу. Исключительной особенностью этого материала является то, что углерод химически связан в виде карбида.Поверхность излома белая или серебристая, в отличие от серого чугуна. Существуют различные виды твердого литья в зависимости от долей легирования и степени легирования. В зависимости от структуры из нелегированных или низколегированных сортов возникают карбид хрома, карбид молибдена, карбид ниобия или карбид ванадия. Твердость карбидов достигает от 800 Виккерса (HV) по цементиту, 1 600 HV по карбиду хрома до 2 800 HV по карбиду ванадия (см. таблицу 13).

Таблица 13. Значения твердости чугунных материалов в Виккерс (HV)

Cementite 900 HV 900 HV
Материал Твердость в Vickers [HV]
800 HV
Chrome Carbide 1 600 HV
Карбид ванадия 2 800 HV 2 800 HV
Chast Iron 210 HV 210 HV

Жесткий актерс, где никель и хром как легирующие компоненты содержатся пропорционально 2: 1, известен под торговое название «Ni hard» (т.грамм. Ni-жесткий 1 или Ni-жесткий 4). Качество можно варьировать изменением содержания углерода [38]. Хотя содержание хрома {хрома} частично очень велико (> 20%), твердые отливки не очень устойчивы к коррозии. Причина в том, что основная доля хрома связана с карбидами и содержанием других легирующих элементов. , таких как никель или молибден, недостаточно высок. Тем не менее, коррозионная стойкость сильно зависит от химического состава подаваемой жидкости.

Такие материалы хорошо наносятся сильно абразивными средами, такими как смеси песка и воды.Однако, поскольку затраты на легирование относительно высоки, это применение будет подходящим в основном для очень специальных решений. Кроме того, компоненты, изготовленные из твердого литья, требуют специальных инструментов для литья.

Последующая обработка (обрезка, нарезание резьбы) отливок возможна только с помощью специальных инструментов.

Например, усложняется согласование мощности насоса путем изменения диаметра рабочего колеса путем подрезки.

Разобьются ли они при падении?

Чугунные сковороды

хорошо известны своей прочностью, долговечностью и практически неразрушимостью.Но так ли это на самом деле?

Объявления

Говоря с моей семьей и друзьями о посуде, они обычно удивляются, узнав, что чугунные сковороды могут (и часто ломаются) при падении.

Почему так?

Ответ заключается в традиционном способе изготовления чугуна.

Литейные заводы изготавливают чугунные сковороды, нагревая железо, сталь и сплавы до такой высокой температуры, что они плавятся.

Затем расплавленный металл заливают в формы из песка.Песок имеет более высокую температуру плавления, чем железо, поэтому формы остаются неповрежденными, пока раскаленный металл остывает и затвердевает.

Отливка ломается, когда металл затвердевает, и из песка появляется цельная чугунная сковорода. Он очищен от песка и щебня и готов к первой заправке.

Некоторые производители, такие как Lodge, добавляют приправы к своим сковородкам на заводе; другие продают их без приправы и оставляют эту задачу владельцам (ознакомьтесь с моим кратким советом по приправе чугуна).

Оказывается, та же черта, которая делает чугунные сковороды такими прочными, — тот факт, что они сделаны из цельного куска расплавленного чугуна, — также является их самой большой слабостью.

Объявления

«Чугун прочный, но не небьющийся. Подобно стеклу, свойства, которые делают чугун твердым, также делают его хрупким», согласно  The Cast Iron Collector . Подверженный удару, он «сломается, прежде чем согнется».

Чугун хрупок и не поддается обработке ни в горячем, ни в холодном состоянии.По словам профессионалов-металлургов, единственный способ придать ей форму — это расплавить и отлить:

Чугун «нельзя сгибать, растягивать или придавать ему форму молотком, поскольку его слабая прочность на растяжение означает, что он сломается до того, как согнется или деформируется», — говорит команда Reliance Foundry .

После охлаждения и затвердевания полученная посуда становится тяжелой и прочной, но в то же время хрупкой и может треснуть или сломаться.

Объявления

Если вы случайно уроните чугунную сковороду, особенно из верхнего шкафа на бетонный или кафельный пол, велика вероятность того, что она разобьется на две или более частей, как только упадет на землю.

Итак, какие шаги можно предпринять, чтобы этого не произошло?

Как предотвратить поломку чугунной посуды

Лично я нахожу самые несложные меры против повседневной неуклюжести и самыми эффективными.

Предположим, что вопрос заключается не в том, «если», а в том, «когда» кто-то в вашей семье будет неправильно обращаться со сковородой, сковородой-гриль или жаровней, и подготовьтесь, сведя к минимуму риск для этого.

Храните чугунную посуду в шкафу как можно ближе к полу.Таким образом, даже если кто-то случайно уронит сковороду или кастрюлю, она не упадет с достаточной высоты, чтобы разбить ее на куски.

Так как чугун тяжел, вероятность его разрушения прямо пропорциональна высоте и, следовательно, силе падения.

Объявления

«Мы храним нашу новую сковороду в ящике под плитой и страдаем от неудобств, связанных с необходимостью сначала вынимать жаровню, чтобы добраться до нее», — делится участница Instructables после того, как ее 27-летняя Чугунная сковорода упала с самого высокого шкафа и сломалась надвое.

«Мы считаем, что это намного дешевле, чем покупка нового кухонного оборудования».

Еще одно важное замечание. Все написанное выше предполагает, что у вас есть цельная чугунная сковорода, сковорода-гриль или жаровня.

Если сосуды в вашей коллекции имеют ручки на болтах, имейте в виду, что они могут легко отсоединиться или сломаться при падении (особенно бакелитовые).

К счастью, в Интернете можно найти множество запасных ручек.

Можете ли вы сварить чугунную сковороду?

Предположим, случилось непоправимое: ваша чугунная чугунная сковорода упала на землю и развалилась на две части.

Он достался вам от бабушек и дедушек, или вы просто используете его десятилетиями — и вы не готовы его расстаться.

Объявления

Можно как-то исправить?

Хотя сломанный чугун можно приварить, коэффициент успеха составляет всего 50 %, – пишет Пьер Янг из  Welding Headquarters .Существует высокая вероятность того, что посуда будет иметь трещины или повреждения после того, как вы закончите сварку.

Проблема, по словам Янга, заключается в высоком содержании углерода в чугуне: «Во время сварки этот углерод может перейти на свариваемый металл или область рядом с нагретым металлом сварного шва. Это может вызвать повышенную хрупкость или твердость, что может привести к послесварочным трещинам».

Более широкое сообщество машинистов и металлургов, кажется, соглашается с ним.

«Я не знаю никого, кто бы успешно сварил старую, бывшую в употреблении чугунную сковороду, в том числе и я.Я бросил попытки много лет назад. Всю смазку удалить невозможно», — делится участник форума «Практический машинист».

Тем не менее, некоторые, например Дон52 на форуме Миллера, похоже, преуспели — и делятся своими советами и рекомендациями о том, как им это удалось, с другими. Итак, в чем суть?

Объявления

Если предмет, о котором идет речь, дорог вам и вашей семье и имеет сентиментальную ценность, стоит попробовать приварить его обратно. В любом случае, что самое худшее может случиться? Он уже сломан и стал непригодным для использования, так что есть 1/2 шанса, что он станет только лучше.

Все ваши попытки починить чугунную сковороду провалились? Вместо того, чтобы выбрасывать его, подумайте о том, чтобы использовать то, что от него осталось, для настенного искусства в вашем гараже или хижине в лесу. Или найдите ему практическое применение в своем саду.

В заключение

Вопреки мнению большинства людей, чугунные сковороды могут разбиться (и часто разбиваются) при падении с достаточно большой высоты. Как материал чугун настолько же хрупкий и хрупкий, насколько тяжелый и прочный, поэтому старайтесь обращаться с ним осторожно.

hcw Подпишитесь на новостную рассылку Домашнего повара Получайте советы, вкусные рецепты и скидки на кухонную утварь на свой почтовый ящик в начале каждого месяца. Подписываясь, вы соглашаетесь с нашей политикой конфиденциальности. Отписаться в любое время.

Джим Стонос

Редактор-основатель

Когда Джима нет на кухне, он обычно проводит время с семьей и друзьями, а также работает с редакционной командой HCW, чтобы ответить на вопросы, которые он задавал себе, когда изучал тонкости кулинарии.

В чем разница между серым чугуном и ковким чугуном?

Willman Industries производит два разных типа чугунных отливок каждый рабочий день. Все железо, которое мы разливаем, содержит от 2,5% до 4% углерода. Именно форма углерода (графита) в твердой отливке и структура окружающих металлических зерен отвечают за свойства материала и характеристики, достигаемые в широком диапазоне отливок, которые мы производим.

 

Серый чугун: более низкая стоимость и лучшее гашение вибрации

Серый чугун, самая старая из широко используемых форм чугуна, состоит из чешуйчатого графита в перлитной матрице. Серый чугун слаб на растяжение и силен на сжатие. Он ведет себя как хрупкий материал под нагрузкой и разрушается при растяжении без значительной пластической деформации. Серый чугун прост в изготовлении и обработке и обладает отличными характеристиками гашения вибрации. Эти свойства делают серый чугун отличным выбором для изготовления оснований машин, блоков двигателей, корпусов двигателей, коробок передач.Он также лучше всего подходит для других металлических компонентов, где требуется умеренная прочность, но нет ударопрочности и пластичности.

 

Компания Willman Industries производит различные сорта серого чугуна от класса 20 до класса 55.

 

Серый чугун – Произведенные марки:

(Для серого чугуна предел прочности при растяжении определяет марку.)
(Марки, разделенные на классы в соответствии с определением ASTM и Meehanite Metal Corp)
Класс 20 / GE20 (20,000B)

Класс 55/GM60 ( 55 000 Б)

 

Ковкий чугун: более высокая прочность и лучшие характеристики

Ковкий чугун, разработанный совсем недавно, в середине 20-го века, производится с использованием добавки магния в ковше для конденсации графитовых чешуек в узелки во время затвердевания.С графитом в такой форме получаемый металл ведет себя (в гораздо большей степени) в соответствии со свойствами ферритной или перлитной матрицы, окружающей конкреции. В свойствах материала больше не преобладает хрупкое разрушение вдоль чешуек графита в сером чугуне. Полученный металл имеет более высокую прочность, чем серый чугун, и перед разрушением будет демонстрировать пластическую деформацию. Таким образом, отливка из ковкого чугуна будет вести себя как нечто среднее между жестким и хрупким поведением отливки из серого чугуна и мягким и очень пластичным поведением низкоуглеродистой стали.Ковкий чугун, несмотря на то, что его труднее производить, чем серый чугун, все же намного дешевле в производстве, чем сталь. Эта комбинация делает отливки из ковкого чугуна лучшим выбором для компонентов литья черных металлов, для которых требования к напряжению, деформации и усталости удовлетворяются одним из его многочисленных и разнообразных стандартных сортов.

Willman Industries может поставлять марки от 60-40-18 до 100-70-03 в литом виде (без термической обработки).

 

Ковкий чугун – Произведенные марки

(Марки ковкого чугуна определяются их пределом прочности на растяжение, пределом текучести и удлинением.)
Марки, разделенные по классам, как определено ASTM и Meehanite Metal Corp

Willman Industries производит широкий ассортимент отливок из ковкого чугуна с жесткими требованиями к качеству: корпуса и компоненты сцепления; поворотные кулаки, корпуса осей и рычаги подвески; быстроизнашивающиеся сельскохозяйственные компоненты; корпуса трансмиссии и другие корпуса для тяжелых условий эксплуатации с высокой усталостной прочностью; отводы труб; цилиндры и головки компрессора; водила планетарной передачи и другие заготовки зубчатых колес; шкивы и шкивы; гидроблоки; дифференциальные носители; ступицы колес и маховики; компоненты подшипников; изложницы; кабельные барабаны; блоки перекоса и клапанные тарелки.

 

Ковкий чугун в сравнении с серым чугуном и сталью

Ковкий чугун

заменил серый чугун в некоторых случаях, когда требовались лучшие характеристики. Он заменил сталь в некоторых областях применения, что позволило значительно сократить расходы в тех случаях, когда свойств ковкого чугуна было достаточно, а преимущества стали не стоили затрат и производственных проблем.

Выбирайте Willman за качество и надежность!

У Willman Industries есть открытые возможности для новых проектов как в крупном, так и в мелком литье.Мы производим большинство широко используемых марок серого чугуна и высокопрочного чугуна. Поэтому отправьте нам чертежи и спецификации вашего последнего проекта сегодня, и мы предоставим своевременную обратную связь и / или предложения. Если вы испытываете кризис с вашей текущей цепочкой поставок, позвоните нам. У нас есть управленческая мощь, чтобы быстро вмешаться в брешь.

Позвоните нам сегодня, чтобы узнать цену или совершить экскурсию по нашим объектам!

Является ли литая сталь хрупкой?

Спрашивает: г-жаБетани Стэнтон IV
Оценка: 4,1/5 (44 голоса)

Физические свойства

Эти недостатки могут привести к разрушению конструкции; поэтому чугун считается относительно хрупким . Литая сталь может быть изготовлена ​​с использованием ряда процессов и составов, каждый из которых имеет различную твердость, прочность, пластичность и сопротивление усталости.

Является ли литая сталь пластичной или хрупкой?

Железные сплавы с более низким содержанием углерода известны как стали. Чугун имеет тенденцию быть хрупким , за исключением ковких чугунов.

Является ли литая сталь более хрупкой?

Другое различие между сталью и чугуном заключается в их свойствах. Свойства стали заключаются в том, что она мягкая, труднее поддается литью и имеет относительно высокую вязкость. Свойства чугуна таковы, что он хрупкий , более демпфирующий и поглощающий вибрации и шумы.

Почему литая сталь хрупкая?

Окончательный результат: прочный, но хрупкий .Из-за более высокого содержания углерода чугун затвердевает как гетерогенный сплав, что означает, что он содержит несколько компонентов или материалов в разных фазах в своей микроструктуре. … Чугун более твердый, более хрупкий и менее податливый, чем кованое железо.

Что более хрупкое, чугун или сталь?

Полезное правило: Чугун тверже и прочнее, но он не такой прочный (он хрупкий). Сталь не такая твердая и прочная, но она прочнее.

Найдено 34 похожих вопроса

Прочный ли чугун?

Strong and Sturdy – Чугунная посуда определенно прослужит вам всю жизнь, а то и дольше. … Чугун с выдержкой не подвержен ржавчине и действительно улучшается с годами использования . Даже если вы позволите своему чугуну немного заржаветь, все, что вам нужно сделать, это отчистить ржавчину, снова приправить кастрюлю, и вы готовы к работе.

Почему сталь дороже чугуна?

Чугун часто дешевле , чем литая сталь, из-за более низких материальных затрат, энергии и труда, необходимых для производства конечного продукта.Хотя сырая сталь дороже, существуют, однако, сборные формы из стали. К ним относятся листы, стержни, стержни, трубы и балки.

Почему чугун такой тяжелый?

Чугун имеет более высокую теплоемкость, чем медь , поэтому для нагревания фунта чугуна до заданной температуры требуется больше энергии, чем фунта меди. … Поскольку чугунные сковороды обычно весят намного больше и толще, чем сковороды того же размера из другого материала, они, как правило, накапливают больше энергии при нагревании.

Какая форма железа наиболее близка к самой чистой?

Кованое железо — это самая чистая форма железа. Он содержит от 0,12 до 0,25% углерода и, таким образом, является самой чистой формой железа.

Как отличить чугун от кованой стали?

Литье – это процесс нагревания металла до расплавленного состояния.Находясь в расплавленном или жидком состоянии, его заливают в форму или сосуд для придания желаемой формы. Ковка — это приложение тепловой и механической энергии к стальным заготовкам или слиткам для изменения формы материала в твердом состоянии.

Почему чугун не сталь?

Чугун

на самом деле представляет собой сплав железа и углерода, как и сталь, с основным отличием в том, что в чугуне больше углерода .В то время как для стали требуется содержание углерода не более 2 процентов, чугун обычно содержит от 2 до 3,5 процентов углерода.

Прилипают ли магниты к чугуну?

Магниты прикрепляются только к прочным металлам, таким как железо и кобальт , и поэтому не все типы металлов могут заставить магниты прилипать к ним, что отвечает на вопрос «почему некоторые металлы не магнитятся?» Тем не менее, вы можете добавить к слабым металлам такие свойства, как железо или сталь, чтобы сделать их прочнее.

Является ли сталь прочнее ковкого чугуна?

В то время как не имеет большой разницы с , когда дело доходит до предела прочности на растяжение, ковкий чугун имеет больший предел текучести (40 тысяч фунтов на квадратный дюйм). Литая сталь, с другой стороны, может достигать предела текучести только 36 тысяч фунтов на квадратный дюйм. По мере увеличения прочности ковкого чугуна пластичность снижается. Ковкий чугун обладает превосходной амортизацией по сравнению со сталью.

Какое самое чистое железо?

> Самая чистая форма железа Кованое железо .Это сплав железа с очень низким содержанием углерода по сравнению с чугуном.

Какая самая чистая форма металла?

  • Алюминий. Как указывалось ранее, квасцы 1100, часто называемые технически чистыми, содержат не менее 99% чистого алюминия. …
  • Медь. Коммерчески чистая медь представлена ​​обозначениями от C10100 до C13000, где медь 101 является самой чистой из имеющихся в продаже….
  • Хром. …
  • Никель. …
  • Ниобий/Колумбий. …
  • Железо. …
  • Магний. …
  • Молибден.

Какая форма угля самая чистая?

Высокосортный (HG) и ультравысокосортный (UHG) антрацит являются высшими сортами антрацитового угля. Это самые чистые формы угля, имеющие самую высокую степень углефикации, самое высокое содержание углерода и энергии и наименьшее количество примесей (влага, зола и летучие вещества).

Что нельзя варить в чугуне?

4 блюда, которые вы никогда не должны готовить в чугуне:

  • Вонючие продукты. Чеснок, перец, немного рыбы, вонючие сыры и многое другое, как правило, оставляют ароматные воспоминания на вашей сковороде, которые появятся в следующих двух блюдах, которые вы в ней приготовите. …
  • Яйца и другие липкие вещи (на время) …
  • Нежная рыба….
  • Кислота — может быть.

Чугунные сковороды слишком тяжелые?

С другой стороны, чугун чрезвычайно тяжел, и за ним не так легко ухаживать (по крайней мере, пока он не станет старше и хорошо выдержан). Сковороды из углеродистой стали аналогичны по функциям, но примерно на 25% легче. … Но чугун на самом деле не очень хороший проводник тепла, поэтому он склонен к образованию горячих и холодных точек.

Можно ли использовать стальную вату на чугуне?

Можно ли использовать стальную мочалку или металлическую губку для чистки чугунной сковороды? Нет ! Мы рекомендуем использовать скребок для сковороды или скруббер Lodge Chainmail для удаления прилипших остатков. Мы рекомендуем использовать только стальную мочалку или металлическую щетку для удаления ржавчины перед повторной обработкой.

Из чего делают чугун?

Чугун, сплав железа, который содержит от 2 до 4 процентов углерода , а также различные количества кремния и марганца и следы примесей, таких как сера и фосфор.Его получают путем восстановления железной руды в доменной печи.

Вы заправляете углеродистую сталь так же, как чугун?

Как и чугун, углеродистая сталь нуждается в выдержке. — это процесс полимеризации жиров, нагретых на сковороде, и связывания их с варочной поверхностью, образуя покрытие, защищающее от ржавчины и облегчающее высвобождение пищи. Хорошей новостью является то, что приправить углеродистую сталь можно быстро и легко.

Почему чугун так популярен?

Почему чугун такой большой? Ну а легко поддается почти любому виду приготовления . Чугун нагревается равномерно, без горячих точек и сохраняет тепло лучше и дольше, чем другие виды посуды. При правильном уходе чугун может служить годами и даже веками.

Можно ли жарить в эмалированном чугуне?

Чтобы профессионально жарить во фритюре, вам понадобится прочная посуда с равномерным распределением тепла.Голландские духовые шкафы Le Creuset из эмалированного чугуна идеально подходят для жарки во фритюре , потому что превосходное распределение и удержание тепла чугуна поддерживает равномерную и постоянную температуру масла даже при добавлении более крупных продуктов, таких как курица на кости.

Эмалированный чугун лучше чугуна?

Чугун с эмалью очень прочный и удобный. Он использует эмалевое покрытие для защиты чугуна, что делает его более удобным для приготовления пищи на плите и в духовке, а также более удобным для очистки…. Эмалированный чугун иногда может быть лишь немного легче обычного чугуна без покрытия, но не дайте себя обмануть.

Почему чугун хрупче стали? – Sluiceartfair.com

Почему чугун хрупче стали?

Сталь состоит из контролируемого количества углерода, тогда как чугун может содержать любое количество углерода. Свойства стали заключаются в том, что она мягкая, труднее поддается литью и имеет относительно высокую вязкость. Свойства чугуна в том, что он хрупок, больше демпфирует и поглощает вибрации и шумы.

Является ли чугун хрупким?

Чугун – группа железоуглеродистых сплавов с содержанием углерода более 2 %. Его полезность проистекает из его относительно низкой температуры плавления. Сплавы железа с более низким содержанием углерода известны как стали. Чугун имеет тенденцию быть хрупким, за исключением ковких чугунов.

Является ли чугун более хрупким, чем сталь?

Полезное правило: чугун тверже и прочнее, но он не такой прочный (он хрупкий). Сталь не такая твердая и прочная, но она прочнее.

Какой тип чугуна является наиболее хрупким?

Белый чугун
Белый чугун образуется, когда углерод в растворе не способен образовывать графит при затвердевании. Белые чугуны твердые и хрупкие; они не могут быть легко обработаны.

Прочный ли чугун?

Чугун более твердый, более хрупкий и менее податливый, чем кованое железо. Его нельзя согнуть, растянуть или придать форму молотком, поскольку его слабая прочность на растяжение означает, что он сломается до того, как согнется или деформируется.Однако он обладает хорошей прочностью на сжатие.

Что лучше чугун или чугун?

Полезен ли чугун для здоровья?

Итак, приготовление пищи в чугуне полезнее, чем приготовление пищи в других кастрюлях? Вкратце: нет. Вы должны быть размером с мышь, чтобы увидеть измеримую пользу для здоровья от потребления минералов исключительно с чугуном. Поскольку перенос минералов происходит в таких малых масштабах, можно с уверенностью сказать, что чугун не полезнее, чем другие сковороды.

Почему чугун так хорош?

Равномерное приготовление. Чугун — невероятно плотный металл, который нагревается очень медленно по сравнению с такими металлами, как медь и алюминий.Но однажды нагретый чугун будет удерживать это тепло в течение длительного времени. Металл также дает устойчивое тепло, которое помогает продуктам красиво подрумяниваться и готовиться равномерно.

Какой смысл в чугуне?

Чугун — это металл, который прекрасно распределяет тепло. Это означает, что когда сковорода нагревается, она равномерно распределяет тепло по всему металлу, обеспечивая более равномерное приготовление пищи и меньше горячих точек. Он также чрезвычайно талантлив, когда дело доходит до сохранения тепла.

Какая марка чугунной сковороды лучше?

Чугун

Lodge — лучшая марка чугунной сковороды с точки зрения массовой привлекательности и популярности.Вы не ошибетесь, выбрав культовую чугунную сковороду Lodge: почти 3000 восторженных отзывов на Amazon рекламируют ее универсальность (ее можно использовать в духовке, на плите или на костре), долговечность и простоту очистки.

Является ли чугун хрупким?

Чугун имеет очень высокое содержание углерода, обычно 3,8-4,7%, наряду с кремнеземом и другими составляющими окалины, что делает его очень хрупким и непригодным непосредственно в качестве материала, за исключением ограниченного применения. 1 окт 2019

Что такое ковкий чугун?

Ковкий чугун, также известный как ковкий чугун, чугун с шаровидным графитом, чугун с шаровидным графитом и чугун с шаровидным графитом, представляет собой тип чугуна с высоким содержанием графита, открытый в 1943 году Китом Миллисом.В то время как большинство разновидностей чугуна слабы при растяжении и хрупки, ковкий чугун имеет гораздо большее влияние… 19 сентября 2019 г.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.