Какого цвета чугун: Как отличить чугун в домашних условиях

применение, маркировка, состав, свойства, виды

Металлические сплавы железа и углерода, где содержание второго элемента превышает 2,14%, называют чугунами. К белым чугунам относят такие сплавы, в которых углерод представлен в виде карбида железа Fe3C (цементита). Именно из-за светлого цвета на изломе их и называют белым.

Условия изготовления отливок из белой марки приведены в ГОСТ 1215-79 и ГОСТ 26358-84. В них указаны технические требования, порядок приемки, испытаний, транспортирования и хранения чугунных сплавов. Маркируется буквами БЧ.

Виды выпускаемого белого чугуна

В зависимости кристаллической структуры, а так же наличия и соотношения составляющих элементов белые чугуны подразделяют на:

• обыкновенный;
• легированный;
• жаропрочный;
• нержавеющий.

Отдельным видом выделяют чугунные сплавы с высоким удельным электрическим сопротивлением.

Внутренняя структура обыкновенного белого чугуна содержит углерод в виде цементитных зерен. Количество углерода влияет на температуру плавления и в зависимости от этого чугуны подразделяют на:

1. доэвтектические с более низкой температурой плавления, углерода не боле 4,3%;
2. эвтектический с содержанием углерода 4,3%;
3. заэвтектические — более 4,35% и может достигать — 6,3%.

Эффекта отбеливания чугуна достигают путем быстрого охлаждения отливки, которая в результате получается неоднородной по своему составу. Верхний слой, толщиной до 30 мм, становится белым, а остальная сердцевина представляет собой обычный серый чугун.

Достоинства и недостатки 

Как и все чугунные сплавы, белые отличаются большой прочностью в сочетании с хрупкостью при сильных механических ударах. В числе основных положительных качеств белого чугуна следует назвать:

• высокую твердость;
• большое удельное сопротивление;
• износостойкость;
• повышенное сопротивление коррозии.

Важным качеством белых чугунов считается очень хорошая устойчивость к воздействию высоких температур, которая используется для снижения количества трещин в первоначальных отливках.

К основным недостаткам относят такие качества, как:

• хрупкость и возможность разрушения при механических воздействиях;
• низкие литейные качества и плохое заполнение форм;
• вероятность образования внутренних трещин при отливке;
• сложная и некачественная механическая обработка.

Образование дефектов при сваривании из-за быстрого выгорания углерода и образования пор.

Область применения

Обыкновенный белый чугун используют весьма ограниченно, поскольку он плохо применим к механической и термической обработке. Для производства изделий он часто применяется в виде необработанных или частично обработанных отливок.

Самое широкое применение сплав получил при изготовлении крупных деталей простой конфигурации. Это корпуса и детали станков и прокатных станов, шары для мельниц, приводные и опорные колеса. Кроме этого белый чугун используют для изготовления узлов агрегатов, которые испытывают на себе постоянное воздействие абразивных материалов.

Важным моментом является использование обычного чугуна в качестве сырья для изготовления ковких сортов железоуглеродистых чугунных и стальных сплавов.

Легирование белого чугуна

Наличие в составе сплава легирующих добавок сильно изменяет его физические свойства, которые значительно расширяют его область применения. В качестве легирующих элементов в металлургии используют очень распространенные вещества.

Для повышения твердости в железоуглеродистый чугунный сплав могут быть добавлены: никель, фосфор, марганец, хром, ванадий, кремний, медь, титан и сера.

В том случае, если количество легирующих добавок примерно равно углеродному содержанию, чугун приобретает предельно возможную твердость.

Износостойкость, как физическая характеристика белого чугуна, рассматривается независимо от его твердости. Ее повышения достигают изменением структуры металла путем добавления карбидов и фосфидов в виде равномерно распределенных включений. Качество отливки деталей напрямую зависит от химического состава сплавов и количества легирующих элементов.

В зависимости от процентного содержания легирующих примесей белый чугун подразделяют на:

• низколегированный до 2,5%;
• среднелегированный до 10%;
• высоколегированный.

Уже готовые отливки из чугуна подвергаются дополнительной температурной обработке (отжигу), в результате которой снимаются внутренние напряжения металла и происходит стабилизация внешних размеров. Температура отжига белого легированного чугуна около 850°C.

Процесс нагрева и охлаждения происходит медленно для исключения образования внутренних трещин и других дефектов.

Легированные чугунные сплавы получили широкое применение в производстве:

• деталей промышленного оборудования и станков;
• узлов и деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственной техники;
• подвижного железнодорожного состава; труб, насосов, котлов;
• бытовых и хозяйственных изделий.

Это обусловлено улучшенными качествами металлов по сравнению с обычным белым чугуном.

Нержавеющие сплавы

Для повышения устойчивости белого чугуна к коррозии в него добавляют большое количество хрома. Это приводит к образованию оксидной пленки на поверхности и дальнейшему прекращению доступа кислорода. Кроме этого высокохромистый белый чугун приобретает устойчивость к щелочным растворам, серной и азотной кислоте.

Дополнительно процесс легирования хромом предупреждает возможность коагуляции карбидов при сильном нагреве сплава. Это позволяет получать качественные сварные соединения деталей из белого чугуна. Если в процессе легирования вместе с хромом добавлены никель и молибден, то полученный нержавеющий сплав по прочности можно сравнивать с лучшими жаропрочными сталями, которые намного дороже.

Хромосодержащий белый чугун применяют в случаях тяжелых эксплуатационных условий, присутствия щелочей и окислителей, потребности высокого электросопротивления.

Белый жаропрочный чугун

Для получения чугунного сплава способного сохранять первоначальные размеры в процессе циклических нагревов до высокой температуры в него, кроме хрома, добавляют:

• до 2,0% меди;
• 0,5% титана;
• 0,1% никеля.

При этом металл относится к группе нержавеющих белых чугунов и может использоваться во многих отраслях деятельности.

Сплавы с высоким удельным сопротивлением

Такие виды белого чугуна применяют для изготовления литых нагревателей электрических печей и сушек, работающих при температуре до 900°C. Для получения сплава в него добавляют:

• 3,0-5,0% никеля;
• 2,5-3,5% углерода;
• 2,0-2,5% кремния;
• 1,0-1,5% марганца.

Такой белый чугун с высоким удельным сопротивлением называют сормайт и используют для изготовления электронагревателей различной мощности.

Белый чугун нельзя назвать слишком распространенным сплавом из-за технических трудностей при его механической и термической обработке. Однако создание легированных сплавов значительно расширяет сферу применения этого материала в результате кардинального изменения его физических и химических свойств.

При этом процесс легирования не требует использования редких и очень дорогих добавок. Поэтому применение белого чугуна для изготовления изделий и заготовок будут расширяться.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Вы спрашивали: почему чугунные сковороды черные?

Нет, это не черная магия. Вот что придает чугунным сковородкам их отличительный цвет и почему это вообще важно.

Вы спрашивали:

Рецепты снабжены пошаговыми инструкциями и размерами, а знаменитые повара покажут вам тонкости на своих шоу. И все же в пылу готовки могут возникнуть и часто возникают вопросы без ответов.

В разделе «Вы спрашивали» мы ответим на эти вопросы. Сообщите нам свое имя, город, штат и вопрос по адресу [email protected]

Энн из Портленда, штат Орегон, спросила: «На днях я готовила лосося на сковороде Griswold в доме моих родителей, и мне стало интересно, почему чугунные сковороды черные?»

Ответ кроется в приправе , тонком слое растительного масла, запекаемом внутри и снаружи сковороды, который защищает ее от коррозии и ржавчины и придает поверхности для приготовления пищи скользкое покрытие, к которому не прилипает пища.

Хорошо приправленная чугунная сковорода имеет черный цвет, потому что растительное масло полимеризуется на поверхности приправы и ежедневного использования сковороды. Если вы удалите приправу, цвет посуды обычно изменится на серый металлик.

Посуда, как видите, сделана из двух видов металлов.

Существуют нереакционноспособные металлы, такие как эмалированное железо, нержавеющая сталь и алюминий с керамическим или антипригарным покрытием. Эти металлы не вступают в реакцию с элементами или жидкостью для приготовления пищи, они не подвержены ржавчине или выщелачиванию.

Затем идут химически активные металлы, такие как медь, чистый алюминий, углеродистая сталь и чугун.

Медь и чистый алюминий вступают в реакцию с кислотностью пищевых продуктов и могут выделять значительное количество металла в пищу. Вот почему все медные кастрюли имеют покрытие (олово, сталь или серебро), а все алюминиевые сковороды имеют покрытие (керамическое или антипригарное).

Чугун – химически активный металл

Когда дело доходит до посуды, углеродистая сталь и, в частности, чугун являются наиболее реакционноспособными металлами.

Мало того, что они будут выщелачивать металл, если вы готовите в них очень кислые продукты, но они будут реагировать с кислородом и влагой в воздухе — и, по сути, разъедать и ржаветь — если их не приправить.

Чугунную сковороду без приправ легко узнать: она не имеет того характерного черного цвета, который обычно бывает у всех хорошо приправленных чугунных сковородок. Вместо этого он темно-серый, с голубоватым оттенком и необычным металлическим блеском.

Без приправы чугунная сковорода быстро подвергнется коррозии под действием кислорода воздуха и покроется ржавчиной под воздействием влажности на кухне (в этом случае коррозию и ржавчину необходимо удалить и приправа должна быть применена сразу же после).

Это подводит нас к процессу приправы для сковороды.

Как работает чугунная приправа?

Приправа представляет собой тонкий слой растительного масла, наносимый на внутреннюю и внешнюю поверхности чугунной посуды, придающий ей черный налет, который предотвращает ее реакцию с элементами и делает ее поверхность для приготовления пищи скользкой и гладкой.

Приправа работает, потому что, когда вы натираете сковороду маслом и ставите ее в горячую духовку, вы запускаете химическую реакцию, называемую полимеризацией , в которой масло образует связи с голым железом на молекулярном уровне.

Эти связи, которые образуются между маслом и железом, прочны и долговечны.

Тем не менее, вы должны внимательно относиться к методам приготовления, для которых вы используете сковороду, а также к рецептам, которые вы в ней готовите: кипящие жидкости и кипящие кислые продукты могут испортить приправу и вызвать ее отслаивание.

И наоборот, приготовление жирных, сытных блюд в чугунной сковороде приведет к накоплению приправы и поможет сохранить ее целостность с течением времени.

Многие владельцы чугунных сковородок вообще не приправляют свои сковороды, потому что они в основном используют их для яичницы, толстых стейков, полосок бекона, котлет для гамбургеров и кукурузного хлеба.

Как побочный продукт полимеризации, контролируемого сжигания масла, при котором значительное количество углерода осаждается на поверхности металла, чугунная сковорода чернеет.

Это не только нормально, но и желательно: сковорода неравномерно черного цвета (например, с серыми пятнами или шелушащейся варочной поверхностью) — это сковорода, которая не была хорошо приправлена.

Почему чугунная посуда черного цвета?

Вы когда-нибудь задумывались: «Почему чугунная посуда черная?»

Я имею в виду, железо не черное, так почему моя сковорода не цвета железа?

Это хороший вопрос, и мы собираемся рассмотреть его прямо сейчас.

Итак, вперед.

Содержание

Причина, по которой чугунная посуда имеет черный цвет, связана с патиной или приправами. Когда чугун выходит из формы и до того, как он будет выдержан, он будет скорее тускло-серым. Но после того, как масло нанесено и нагрето до высокой температуры, сковорода становится черной. Если вы приправили свою сковороду в духовке, вы получите общее представление о том, что происходит у производителя. Когда масло прилипает к поверхности сковороды, оно естественным образом темнеет.

Этапы производства чугуна

Ваша чугунная сковорода прошла несколько этапов, прежде чем стать тем, чем она является. Один из этапов — приправа и момент, когда ваша сковорода из серого становится черным.

Но есть несколько шагов, прежде чем ваша сковорода перейдет к стадии приправы.

Все литейные будут работать немного по-разному, но шаги будут одинаковыми.

Как изготавливают чугунные сковороды

Начать нужно с зоны металлолома, где вы найдете все сырье.

Чугун состоит из трех основных компонентов:

• чугун для удержания тепла — в нем высокое содержание углерода
• сталь для ковкости — что облегчает получение формы
• отходы и бракованные кастрюли со всего литейного цеха — переплавить и повторное использование

Сырье загружается в бункеры и транспортируется в зону плавки.

Как только металлы попадают в зону плавки, они выгружаются в печь и переплавляются в расплавленное железо.

Жарко!

Под горячим я подразумеваю температуру печи 2800°F или 1537°C.

Когда железо расплавится, примеси всплывут наверх, и в дело вступит машина, которая уберет шлак.

Затем расплавленный чугун сливается в большие ковши и доставляется на следующую площадку.

В зоне формования расплавленный чугун снова шлакуется и разливается в песчаные формы.

Песок может справиться с горячим расплавленным железом, потому что он не расплавится, пока его температура не превысит 3000°F.

А так как песок никоим образом не повреждается, фабрика может снова использовать его в будущих отливках.

После этого песок смешивается с глиной перед тем, как превратиться в форму.

Крупные литейные заводы, такие как Lodge Cast Iron, имеют машины, которые изготавливают формы, но небольшие производственные компании делают больше вещей вручную, поскольку их производство меньше.

Итак, когда форма готова, в нее заливают расплавленное железо. Затем оно должно остыть.

После остывания формы разбиваются, и у вас есть кастрюля.

Рабочие перебирают лотки и другие материалы в больших литейных цехах по мере того, как отливки движутся по ленте, и выбрасывают все, что недостаточно качественно.

Под выбрасыванием я подразумеваю, что они отправляют его обратно в свалку.

Рабочие отправляют выброшенные лотки и заслонки в зону металлолома для переплавки и повторного использования, а остальные отправляются в очистительную машину для удаления песка, оставшегося на лотке.

В небольшой компании вы можете сделать это вручную, а также выполнить некоторые отделочные работы.

Но на более крупных предприятиях чугун проходит через машину для очистки с мылом, водой и стальными шариками.

Итак, он идет в одну сторону и выглядит красиво и несколько серо.

На некоторых литейных производствах дополнительным этапом является шлифовка галечной поверхности из песчаной формы.

Но это трудоемкий и дорогостоящий шаг, и, как правило, посуда будет дороже.

На литейных заводах, таких как Lodge, они решили пропустить этот шаг и сохранить галечную поверхность.

Теперь сковорода готова к приправе.

Опять же, в более обширном литейном цехе процесс приправы будет выглядеть иначе, чем в меньшем, но в обоих случаях вы наносите масло на сковороду и нагреваете в духовке при высокой температуре, как если бы вы делали это на кухне. .

Когда кастрюля выходит из духовки, она теперь будет черной.

Приправа в первую очередь защищает его от ржавчины, но она также способствует антипригарным свойствам, которые нравятся людям.

Как крупнейший в Америке завод по производству чугунных сковородок производит почти два миллиона сковородок в месяц

Получение новой чугунной сковороды

Когда вы получаете новую чугунную сковороду, она, вероятно, была предварительно приправлена, что хорошо, потому что она идет в комплекте -готовы. Но это не значит, что вам никогда не придется приправлять его снова.

Вам нужно будет приправлять сковороду между использованиями для максимальной защиты и предотвращения пригорания.

И по той или иной причине вам время от времени придется приправлять его в духовке.

На самом деле, некоторые люди все еще приправляют чугунную сковороду с галькой для дополнительной защиты и для начала заполнения поверхности, чтобы сделать ее гладкой.

Я не могу вам сказать, сколько людей хотят иметь гладкую поверхность и готовы делать работу самостоятельно, а не платить за дорогую кастрюлю.

Но в этом и прелесть чугуна; ты можешь выбрать.

Если вы хотите гладкую поверхность, но не хотите переплачивать, вы можете сделать это самостоятельно.

А если вам нужна гладкая поверхность и вы не возражаете против затрат, есть несколько очень дорогих брендов, таких как Stargazer или Finex.

Но у вас также есть возможность купить менее дорогую сковороду, такую ​​как Lodge, зная, что вы получаете качественную сковороду, и использовать ее как есть.