Состав и применение чугуна: Свойства и применение чугуна

Содержание

Применение чугуна — Южный механо-литейный завод

В каких отраслях промышленности  применятся чугун

Применение чугуна зависити от состава сплава. Чугун – это сплав железа с углеродом. Часто в состав чугуна добавляются легирующие элементы, влияющие на его физико-механические качества, в зависимости от применения конечного изделия. Чугун в первую очередь применяется в черной металлургии. Из него получают сталь, также он востребован и при ковке художественных изделий.

Применение чугуна серого

Серый чугун, который в основном применяется в машиностроении, имеет в своем составе графит. Детали, изготовленные из такого сплава, имеют сопротивление напряжению, а также поглощают колебания, появляющиеся при вибрации в механизмах. Из него изготавливают детали ответственного назначения:

  1. Втулки;
  2. Станины станков;
  3. Тяжелые основания.

Практически на всех предприятиях машиностроительной отрасли  его стали применять в качестве конструкционного материала. Самыми большими потребителями серого чугуна стали следующие отрасли промышленности:

  1. Автомобилестроение;
  2. Станкостроение;
  3. Металлургия;
  4. Санитарная отрасль.

Детали для тракторов, которые изготавливаются из серого чугуна, занимают 20% во всем количестве тракторных деталей. Такая популярность вызвана его высокой износостойкостью. Серый чугун не задирается в случае большого трения и отсутствии смазки, иными словами, обладает демпфирующей способностью. Из него изготавливают:

  1. Блоки;
  2. Крышки подшипников;
  3. Тормозные диски;
  4. Феррадо;

Например, для изготовления головок блоков различных двигателей, используют низколегированный сплав серого чугуна следующих марок: СЧ20 или СЧ25.

Перлитная структура, наличие графита и высокая твердость являются главными требованиями при производстве гильз.

Для двигателей автомобилей любого объема как бензиновых, так и дизельных используются гильзы цилиндров, изготовленные из специального легированного сплава.

Такие же требования соблюдаются при изготовлении отливок гильз, материалом которых является низколегированный сплав. При этом, химический состав этого сплава зависит от нескольких технологических характеристик: способа плавки, габаритов отливки и технологичности формы.

В автомобилях также используются чугунные распределительные валы, отличающиеся высокой износостойкостью. Этот параметр достигается благодаря поверхностной закалке, которой подвергают сплав при обработке.

Если деталь эксплуатируется на больших скоростях, имеет место сухое трение, и необходимо чтобы была повышенная износостойкость материала и высокий коэффициент трения. Именно в таких условиях определенные сплавы серого чугуна просто незаменимы.

Тормозные барабаны, работающие в таких условиях, изготавливают из СЧ20. Когда деталь испытывает высокие нагрузки, и возможно появление термических трещин, используют специальный термостойкий сплав с высоким содержанием углерода и высоким уровнем легирования.

Для особо экстремальных условий, устанавливают детали из перлитного чугуна. В его составе имеется вермикулярный графит. Вращение маховика при работе достигает 7000 об/мин. Такая скорость вызывает появление растягивающих напряжений. Вращающаяся поверхность маховика постоянно касается рабочей поверхности другой детали. Такое трение вызывает сильное выделение тепла в результате возникают термические трещины, которые отрицательно влияют на прочность детали.

Для повышения прочности, учитывая большой вес маховика и размер его сечения, его можно изготовить из таких марок чугуна, как СЧ25, СЧ30 или СЧ35.

Сплав чугуна должен обеспечивать прочность заготовки выше 250 Н/мм2. Иногда СЧ 35 имеет прочность, которой не хватает для обеспечения нормальной работы маховика. В этом случае используют чугун, в который добавляют шаровидный графит.

Изготовление коллекторов

В автомобиле на выпускные коллекторы действуют выхлопные газы, температура которых доходит до 90 градусов. Коллекторы под воздействием агрессивной среды окисляются, деформируются и трескаются.

Использование серого чугуна обеспечивает долговечность этих деталей и экономическую выгоду. В связи с тем, что толщина стенок коллектора очень мала, менее 7 мм, для их изготовления применяют СЧ15. Чтобы повысить его жаростойкость, проводят легирование чугуна хромом, или никелевыми добавками.

Для изготовления коллекторов, испытывающих большие термические нагрузки, используют ковкий чугун или чугун с добавками шаровидного графита.

Все вышеперечисленные материалы обладают высокой термостойкостью и устойчивостью к агрессивным средам, щелочам и окислам.

Станкостроение

 Из серого чугуна в станкостроении изготавливается большое количество литых деталей, работающих во всевозможных условиях, масса которых может достигать 100 тонн, при максимальной толщине стенки 200 миллиметров.

Для каждой детали подбирается специальная марка чугуна. Применение чугуна зависит от следующих параметров:

  1. Классности заготовки;
  2. Толщины стенки;
  3. Твердости;
  4. Микроструктуры.

Учитывая специфику многих станкостроительных деталей, которые работают в основном на жесткость, для их изготовления предпочитают использовать чугун, имеющий повышенную твердость, достаточно низкую пластичность.

У таких чугунов химический состав отличается высоким содержанием марганца, и низким количеством углерода. Чтобы получить высокую твердость чугуна, используют легирование и другие технологические процессы.

Заготовки из серого чугуна нашли широкое применение в металлургическом оборудовании:

  1. Листопрокатные валки;
  2. Изложницы;
  3. Шлаковые чаши.
Сантехника

Очень много чугунных изделий применяется в сантехнике. Из чугуна изготавливают:

  1. Радиаторы отопления;
  2. Трубы;
  3. Фитинги;
  4. Раковины;
  5. Кухонные мойки.

Даже сегодня остаются востребованными чугунные ванны, которых отличает высокая прочность, долговечность и надежность. Такие изделия можно эксплуатировать десятки лет. Они сохраняют свой первоначальный вид и не требуют замены.

Применение чугуна ковкого

Этот материал отличается великолепной демпфирующей способностью, он способен отлично работать при очень низких температурах. Этот вид чугуна применяют при производстве ответственных деталей тракторов и автомобилей, которые будут эксплуатироваться в тяжелых климатических условиях.

Ковкий чугун используется также электрической промышленности. Из него изготавливают клеммы, крючья изоляторов, державки проводов.

Такие изделия прекрасно справляются с силовыми нагрузками, и могут изгибаться при механическом воздействии.

В текстильном машиностроении, ковкий чугун используется при изготовлении деталей, испытывающих большие статические нагрузки, подвергающиеся трению и быстрому износу. Для таких изделий применяют антифрикционный ковкий чугун, способный создавать минимальное трение, там, где имеется максимальный контакт деталей. Это могут быть шестерни, вилки, спицы, детали для бумагопрядильных машин.

Ковкий чугун используется и в сантехнических изделиях. Из него изготавливают:

  1. Водопроводные отводы;
  2. Фланцевые переходники;
  3. Задвижки;
  4. Радиаторы отопления.

Эти изделия могут работать длительное время в контакте с водой.

Газовые системы используют ковкий чугун для изготовления выпуска фитингов, соединяющих трубы, где имеют место всевозможные разветвления.

Самые разные марки ковкого чугуна нашли широкое применение в ландшафтном дизайне, когда происходит формирование декорирующих деталей:

  1. Оригинальные изгороди;
  2. Скамейки;
  3. Ворота.

Применяется такой сплав и в мебельной промышленности, для элементов, на которые могут влиять атмосферные осадки:

  1. Террасная мебель;
  2. Беседки.

Из ковкого чугуна изготавливаются детали для бытового оборудования, такие как стиральные машины и газовые плиты. Всем известные такие предметы обихода, как сковородки и котелки, также изготавливаются из ковкого чугуна.

Очень много деталей автомобилей сделаны из ковкого чугуна. К ним относятся:

  1. Приводы;
  2. Колесные ступицы
  3. Шестерни;
  4. Картеры;
  5. Кронштейны двигателей;
  6. Катки;
  7. Тормозные колодки;
  8. Накладки;
  9. Балансиры
  10. Карданные валы;
  11. Коллекторы.

Такой сплав чугуна также используется в судостроении. При изготовлении оборудования для кораблей, КЧ применяется для производства:

  1. Иллюминаторов;
  2. Мачтовых скоб;
  3. Уключин;
  4. Брештук;
  5. Водяной арматуры.

В железнодорожной промышленности при строительстве вагонов из ковкого чугуна изготавливают:

  1. Запасные части к воздушным тормозам;
  2. Подшипники;
  3. Кронштейны
  4. Тяговые и сцепные системы;
  5. Скобы.

Уже много веков человечество использует чугун. Сегодня практически каждый человек сталкивается с этим сплавом. Он отличается высокой прочностью и имеют относительно невысокую стоимость. Но чугунные детали имеют один недостаток — хрупкость. Но, при правильной технологии получения чугуна, этот недостаток минимизируется, поэтому применение чугуна нашло широкое распространение во всех отраслях промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

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

Ковкий чугун — характеристики, свойства и применение

Ковкий чугун производится из отливок белой разновидности изделий. В них углерод полностью связан железом и представлен карбидом железа (цементитом Fe3C).

Чугуны являются первоначальными продуктами черной металлургии. Они представляют железоуглеродистые сплавы, в которых содержание углерода более 2.14%. В состав входят также примеси из других элементов, влияющих на свойства сплавов. Изделия имеют несколько разновидностей, среди которых интересен ковкий чугун. Рассмотрим, как его получают, а также характеристики, маркировку и назначение.

Виды чугунов


Углерод присутствует в таком сплаве в виде:

  • цементита;
  • графита;
  • графита + цементита.

Отливки, содержащие углерод в виде цементита, имеют характерный светлый отблеск и называются белыми.

Темный графит в сочетании с металлическим сплавом придает отливкам серую окраску. Конфигурация графитовых включений влияет на свойства поковок. Исходя из этих свойств, чугун подразделяют на:

  • серый;
  • ковкий;
  • высокопрочный;
  • особого назначения.

На фото изображены разные виды включений из графита. Они могут быть пластинчатыми, шаровидными или иметь форму хлопьев.

 

Ковкий чугун характеризуется графитными включениями в виде хлопьев.

Особенности производства ковкого чугуна


Углерод в этом виде чугуна присутствует в пределах от 2,4 до 2,8%. Также в него входят Si, Mn, S, P, количество которых зависит от необходимых свойств материала.

Ковкий чугун производится из отливок белой разновидности изделий. В них углерод полностью связан железом и представлен карбидом железа (цементитом Fe3C). При отжиге заготовок при температуре 950-970оС, добиваются освобождения графита из карбида железа и аустенита (А). В результате он кристаллизуется, образуя вид хлопьев. Окончательное формирование графитовых хлопьев в чугуне происходит в температурном интервале 760–720оC, что продемонстрировано на диаграмме Fe–Fe3C.

На ней: А – это аустенит, представляющий твердые внедрения атомов углерода в структуру ячейки железа; Г– это графит; Ц – это цементит; П – перлит, представляющий соединение феррита и цементита в эвтектоидной области при распаде аустенита.

Процесс термического отжига проводится в два этапа:

  1. Сначала заготовки нагревают до 950–1000оС и выдерживают в нагретом виде до окончания распада ледебурита (цементит + аустенит) на графит и аустенит.
  2. Затем постепенно охлаждают заготовки до области температур 760–720оС, где аустенит дает дополнительный цементит (вторичный), входящий в состав перлита. При дальнейшем охлаждении происходит распад перлита на феррит и графит.

Разновидности ковкого чугуна


Структурный состав чугунных отливок зависит от условий технологии отжига. Он бывает:
  • ферритным;
  • перлитным;
  • ферритно-перлитным.

Ферритный вид изделий содержит феррит и хлопьевидный графит. Перлитный вид состоит из перлита и хлопьевидного графита. Ферритно-перлитный в своем составе имеет феррит, перлит и хлопья из графита.

Структура каждого вида изображена на схемах:

Чугун на основе перлита можно получить, если охлаждать отливку в зоне распада быстрее. Тогда, вместе с ферритом, в структуре будет находиться перлит. Он сохранится при дальнейшем, достаточно медленном, проведении охлаждения сплава ниже 727оС.

Важно! Структура ковкого чугуна зависит от температурного режима обработки и входящих в состав легирующих элементов.

На практике, в основном, используют первые два вида литых заготовок (фото и схема приведены ниже).

Ферритный вид отливок (фото и схема)

Перлитный вид отливок (фото и схема)

Свойства ковких чугунов


Технические характеристики и свойства ковкого чугуна определяются содержанием углерода в виде графита, а также кремния. Для перлитного вида — еще хрома и марганца.

Структурное различие также отражается на свойствах изделий. Например, ферритный вид отливок имеет твердость меньше, чем перлитный, но зато он отличается большей пластичностью.

Хлопьевидные графитные включения придают изделиям высокую прочность при достаточно хорошей пластичности. Они способны поддаваться пластической деформации при температуре внутри помещений. Отсюда пошло их название «ковкие». Оно условно и не означает, что изделия из такого чугуна можно получать путем ковки. Для их изготовления применяют способ отливки деталей.

Одним из существенных преимуществ ковких заготовок является постоянство их свойств по всему поперечному сечению, а также отсутствие внутренних напряжений.

Физические и механические характеристики таких отливок находятся между подобными свойствами серых чугунов и стали. Они обладают:

  • хорошей текучестью в жидком виде;
  • свойством поглощения вибраций при периодически повторяющихся нагрузках;
  • хорошей износостойкостью;
  • стойкостью к коррозии, поэтому на них не действует влага, химические реактивы, в том числе топочный газ.
  • высокой плотностью, например, заготовка, имеющая толщину 7-8 мм, способна выдержать давление при гидравлических испытаниях в пределах 40 атмосфер.

Это дает возможность использовать отливки для производства различных изделий в газовой и водопроводной сфере.

При низких температурах под действием динамических нагрузок материал может стать хрупким.

Маркировка чугуна


Изделия из ковкого чугуна имеют маркировку КЧ и последующие цифры. Первая пара цифр — это средний показатель временного сопротивление разрыву (предела прочности), уменьшенный на порядок, а вторая — процентный показатель относительного удлинения. Например, изделие марки КЧ 30-6 имеет временное сопротивление на разрыв σв =294 Н/мм2, а относительное удлинение — δ=6%.

Согласно ГОСТ 1215–79 определено 11 видов ковкого чугуна.

В таблице отражены механические характеристики разных марок изделия.

Области применения


Ковкий чугун предназначен для использования:
  • в машиностроительной отрасли для изготовления конструкций станков;
  • для изготовления корпусов и комплектующих автомобилей;
  • при производстве железнодорожных вагонов;
  • в изготовлении оборудования для сельского хозяйства.

Несмотря на то, что перлитный чугун по своим характеристикам лучше, применяются в основном ферритные отливки, т. к. их производство обходится дешевле.

Перлитный вид отливок применяют в производстве деталей, испытывающих повышенные нагрузки. Например, из них производят автомобильные рессоры, комплектующие дизельных и других двигателей и т.д.

При наличии большого количества технологических преимуществ, ковкий чугун в основном применяют для изготовления литья с относительно тонкой стенкой в интервале от 3 мм до 40 мм.

Заключение


Эта статья дает общие понятия о производстве, свойствах, маркировке и применении ковкого чугуна. Расширить свои знания можно, посмотрев также видеоролик:

Если у вас есть по этой теме дополнительная информация, то вы также можете поделиться ей в комментариях к данной статье.

что полезно знать о качествах данного материала?

Чугун является сплавом из железа с углеродом. Углерод входит в состав сплава в пределах 2,14—6,67%. Чугун является недорогим машиностроительным материалом, что обладает отличными литейными характеристиками. Свойства чугуна позволяют ему служить сырьевым продуктом для выплавки стали, а также реализации других полезных задач.

Ближе к сути: описание материала, виды и области применения

Чугун вырабатывается посредством добываемой железной руды, посредством флюсов и топлива. Получение чугунов представляет собой достаточно сложный технологический процесс. Хим. процедура получения металлов состоит из нескольких стадий: восстановления железа, преобразования железа в чугун, а также шлакообразования. Свойства чугуна более наглядно и в деталях показывает курс химии.

Структура чугуна распределяет рассматриваемый материал на белый и черный чугун. Стоит отметить, что углерод, который содержит белый чугун, связан в химическое соединение карбид железа Fe3C – цементит. Относительно серых чугунов, — значительная часть углерода находится в структурно-свободном состоянии, представляя собой графит.

Говоря относительно серых чугунов, стоит упомянуть, что они поддаются мех. обработке, а вот как белый чугун используется в качестве сырья для производства различных изделий довольно редко. Связано это с тем, что белый чугун обладает высокой твердостью, вследствие чего режущий инструментарий его обрабатывать не имеет фактической способности.

Белый чугун используется по большей части в качестве полупродукта для выработки ковких металлов. Полезно знать, что белый и серый чугун получают, опираясь на состав, а также скорость охлаждения чугунов. Отметим, что свойства чугуна позволяют ему использоваться как конструкционный материал в металлургической, машиностроительной отрасли, других видах промышленности. Связано подобное распространение рассматриваемого материала по причине многочисленных преимуществ, которыми облает чугун.

Положительные свойства чугуна наряду с незначительной стоимостью и отличными литейными характеристиками – это основные выгодные стороны большого списка преимуществ этого материала. Изделия, изготовленные из чугунов, обладают достаточной степенью прочности, износостойкости во время работы на трение, к тому же характеризуются менее значительной чувствительностью к концентраторам напряжений.

к меню ↑

О характеристиках

Свойства чугуна классифицируются по многим параметрам, о которых следует знать. Ниже следует рассмотреть полезные характеристики и параметры, которые имеет белый чугун.

Типы параметров:
  • Физические свойства;
  • Тепловой свойства;
  • Механические свойства;
  • Гидродинамические свойства;
  • Технологические свойства;
  • Химические свойства.

Внимания в первую очередь заслуживают основные свойства, которые имеет белый и серый материал. Поэтому целесообразной считается информация, дающие исчерпывающие ответы на вопросы относительно того, какими качествами обладает данный материал, чем полезен, из чего состоит?

Общие характеристики

Свойства материала определяют благодаря структуре металлической массы, составляющей основу материала, формой, количеством, расположением включений графита. Говоря о равновесном состоянии материала, структуру железоуглеродистых сплавов определяют посредством диаграммы.

Во время изменений состава меняются некоторые параметры:
  • Количество скопление углерода в эвтектике;
  • Эвтектическая температура;
  • Количество скопления углерода в эвтектоиде;
  • Эвтектоидная температура.

Положение критических точек определяется нагревом, то есть при охлаждении точки расположены ниже. Точно применяются для нелегированного чугуна преимущественного большинства марок материала упрощенные формулы.

Формулы:
  • C = 4.3 — 0.3 (Si + P) — вхождение углерода в эвтектике;
  • C = 0.8 — 0.15Si – вхождение углерода в эвтектоиде.

Ниже интересно разобраться с тем, какие основные свойства материала есть, их характерными параметрами и другой полезной информацией. Белый вариант металла обладает достаточной хрупкостью, твердостью, по причине чего недостаточно качественно поддается отливке. Вдобавок ко всему такой вид тяжело обрабатывается различными видами инструментов. Если говорить о машиностроительной отрасли, то для нее оптимальным образом подходит серый тип сырья.

Опираясь на химическую составляющую рассматриваемого промышленного сырья, металл может подразделяться на легированный, ферросплавный, специальный, ковкий, а также высокопрочный. Ковкий материал производится путем термообработки из белого сырья. Получил свое имя благодаря повышенной степени пластичности, вязкости. Стоит также отметить, что ковкий металл имеет высокую прочность при растяжении, к тому же готов похвастать высокой степенью сопротивления.

Высокопрочный материал производится за счет введения специализированных добавок в серый вариант металла. Применяется для производства ответственных изделий, тем самым отлично справляясь с ролью альтернативы стали. Маркировка рассматриваемого сырья производится буквами и числами.

к меню ↑

Физические и механические параметры

Удельный вес материала может меняться достаточно существенно в зависимости от числа связанного углерода, присутствия пористости. Полезно знать, что удельная масса жидких металлов при температуре плавления приравнивается 70,0±0,1 грамма на сантиметр квадратный. Данный показатель снижается по мере увеличения состава примесей. Обратимый коэффициент линейного расширения и структура чугунов – зависимые друг от друга понятия.

к меню ↑

Тепловые параметры

Тепловая емкость данного материала заданной структуры может быть определена, опираясь на правило смещения. Теплоемкость материала при достижении температурного предела, превышающего фазовые превращения, до температуры плавления, может приниматься как 0,18 кал/Го С (превышающих температурную отметку плавления металла -0,23+/—0,03 кал/Го С.

Объемная теплоемкость, что равняется произведению удельной теплоемкости на удельную массу, может приниматься для укрупненных расчетов. Теплопроводность не определяется по правилу смешения. Теплопроводность структурных составляющих материала, по мере возрастания уровня дисперсности, уменьшается. Стоит обратить внимание, что типичная величина теплопроводности чугунов зависит от влияния некоторых параметров.

к меню ↑

Механические параметры

Предел прочности материала во время растяжения может эффективно оцениваться по структуре материала соответственно определенным данным. Так, прочность структурных составляющих увеличивается постепенно, по мере возрастания уровня дисперсности. Величина, форма, количество, а также распределение графитных включений оказывают существенное влияние на предел прочности, при этом влияние это имеет большие пределы, нежели структура основной металлической массы.

Самое заметное уменьшение предела прочности наблюдается во время расположения графитных включений в качестве цепочки, что прерывает сплошность металлической массы. Наиболее значимая прочность получается в случае со сфероидальной формой графита. Данный показатель достигается за счет отсутствия тепловой обработки.

к меню ↑

Технологическая составляющая

Жидкотекучие свойства тесно сопряжены со свойствами материал, а также формой. Таким образом, рассматриваемый параметр определяется различными способами, однако, наиболее часто жидкотекучесть определяется длиной L заполненной пробы, и увеличивается по мере уменьшения вязкости, увеличении степени перегревания, уменьшении интервала затвердевания. Зависит жидкотекучесть от скрытой теплоты плавления, теплоемкости.

к меню ↑

Химические параметры

Свойства сопротивления материала под названием чугун зависимы от внешней среды и структуры чугунов. По убывающему электродному потенциалу составляющие структуры материала могут располагаться в последовательности следующего образца: графит – цементит, фосфидная эвтектика – феррит. Стоит отметить, что разность потенциалов, наблюдаемая между ферритом, а также графитом, колеблется около 0,56 в. Сопротивление коррозии снижается по уровню увеличения дисперсности структурных составляющих.

Свойства рассматриваемого материала позволяют ему использоваться во многих отраслях современной промышленности, по причине чего объясняется его популярность и широкое распространение.

Похожие статьи

15. Белые чугуны, их область применения.

В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида же­леза. Такой чугун в изломе имеет белый цвет и харак­терный металлический блеск. Структура состоит из пер­лита, ледебурита и избыточного цементита, поэтому чугун отличается высокой твердостью, хрупкостью, низ­кой прочностью и трудоемкостью механической обра­ботки. Из белого чугуна делают отливки деталей с по­следующим отжигом на ковкий чугун. Белые чугуны применяют для производства стали, поэтому их назы­вают передельными чугунами.

Ограниченное применение имеют отбеленные чугу­ны — отливки из серого чугуна со слоем белого чугуна в виде твердой корки на поверхности. Из них изготов­ляют прокатные валки, тормозные колодки и другие детали, работающие в условиях износа.

16. Серые чугуны, их маркировка и область применения.

В серых чугунах углерод в значитель­ной степени или полностью находится в свободном со­стоянии в форме пластинчатого графита. Из-за этого излом имеет серый цвет.

В зависимости от распада цементита различают ферритный, феррито-перлитный и перлитный серые чугуны. Серый чугун обладает высокими литейными свойствами, хорошо обрабатывается, менее хрупок, чем белый чугун, ему присущи хорошие антифрикционные свойства, что объясняется пористым строением и наличием графита. Иногда в структуре чугуна наряду с графитом содер­жится ледебурит. Такой серо-белый чугун называют половинчатым. Основные его свойства: высокая твер­дость, хрупкость и низкая прочность.

Серый чугун широко применяют в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении для производства отливок, поэтому его называют литейным. Из него изготавливают станины металлорежущих станков, бло­ки и гильзы автомобильных и тракторных двигателей, поршневые кольца, корпуса и др. Маркируется серый чугун по ГОСТ 1412-79 буквами СЧ и цифрами, кото­рые обозначают предел прочности при растяжении. Например, марка СЧ18 (всего по ГОСТу 11 марок) по­казывает, что чугун этой марки имеет Gв=176 МПа.

Выбор марки чугунов для конкретных условий ра­боты обусловливается совокупностью технологических и механических свойств. Ферритные серые чугуны СЧ10, СЧ15, СЧ18 предназначены для слабо- и средненагруженных деталей: крышки, фланцы, маховики, диски сцепления и др. Феррито-перлитные СЧ20, СЧ21, СЧ25 применяют для деталей, работающих при повышенных статических и динамических нагрузках: блоков цилин­дров, картеров двигателя, поршней цилиндров, бараба­нов сцепления и др. Перлитные серые модифицирован­ные чугуны СЧЗ0, СЧ35, СЧ40, СЧ45 обладают наи­более высокими механическими свойствами и их исполь­зуют для изготовления гильз цилиндров, распредели­тельных валов и др.

17. Высокопрочные чугуны, их маркировка и область применения.

В высокопрочном чугуне гра­фитовые включения имеют шаровидную форму. Это до­стигается модифицированием чугуна магнием до 0,5 % от массы чугуна. Шаровидная форма графита опреде­ляет наибольшую сложность металлической основы и не создает резкой концентрации напряжений, поэтому чугун имеет высокую прочность при растяжении и изгибе. Из высокопрочного чугуна изготавливают ответственные детали машин (коленчатые валы, зубчатые колеса, поршни и др.).

Высокопрочный чугун, так же как и серый, подраз­деляют на ряд марок в зависимости от механических свойств, причем основными показателями служат пре­дел прочности при растяжении и относительное удлине­ние. Механические свойства зависят от структуры ме­таллической основы, которая может быть перлитная, феррито-перлитная и ферритная. Лучшей структурой яв­ляется структура, состоящая из перлита и шаровидного графита, окруженного небольшими островками феррита.

Маркируется высокопрочный чугун по ГОСТ 7293-79 (всего по ГОСТу 10 марок) буквами ВЧ и цифрами, из которых первые две обозначают предел прочности при растяжении, а последние — относительное удлинение в процентах. Например, марка ВЧ 42-12 показывает, что чу­гун данной марки имеет Gв= 412МПа и б = 12 %.

Влияние химического состава чугуна на его механические свойства

В.А. Изосимов, Р.Г. Усманов, М.Н. Канафин
(ООО «НПП «Технология», г. Челябинск)

Значительным достижением в развитии машиностроения является разработка способа получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. В этом материале хорошо сочетаются высокие физико-механические и технологические свойства. В результате многочисленных исследований и большого производственного опыта установлено, что высокопрочный чугун (ВЧ) во многих случаях может успешно применяться взамен серого и ковкого чугуна, углеродистой и легированной стали.
Замена обычного серого чугуна высокопрочным позволяет значительно снизить вес отливок за счет уменьшения толщины их сечений, при сохранении и даже повышении эксплуатационной надежности.
Наиболее целесообразным в технико-экономическом соотношении является применение высокопрочного чугуна взамен стали для тонкостенных литых деталей сложной конфигурации. Этот чугун по сравнению со сталью обладает в 1,5-2,0 раза большей жидкотекучестью, не склонен к образованию горячих трещин и обеспечивает получение плотного металла в малых сечениях без применения «напусков». Вместе с тем стоимость литья из высокопрочного чугуна на 25-30% ниже стоимости стального литья.
Применение высокопрочного чугуна во многих случаях позволяет значительно снизить вес деталей и повысить коэффициент использования металла. Однако следует отметить что, несмотря на указанные преимущества высокопрочного чугуна по сравнению с другими литейными сплавами, область его применения и масштабы производства в России до последнего времени весьма ограничены. Это объясняется тем, что при организации массового производства отливок из этого чугуна встречаются значительные затруднения.
Наиболее трудной задачей является получение отливок из чугуна марок ВЧ40 и ВЧ60 по ГОСТ 7293-85. Вместе с тем применение чугуна этих марок позволяет в наибольшей степени использовать его высокие физико-механические свойства.
Основное затруднение заключается в том, что полученный металл не всегда соответствует требованию по механическим свойствам, особенно по характеристикам пластичности и вязкости.
В отливках часто образуются дефекты в виде «черных пятен», значительно снижающих прочность деталей. Характерными для отливок из ВЧ являются также усадочные дефекты и мелкие поверхностные газовые раковины.
Значительную трудность представляет получение перлитной структуры для марки ВЧ60, в которой феррита должно быть не более 20%.
В целях преодоления указанных затруднений авторами в сотрудничестве с работниками ряда заводов выполнялись работы, по результатам которых разработан и внедрен технологический процесс изготовления отливок из ВЧ, предусмотренных ГОСТ 7293-85. Активное участие в этих работах принимали специалисты кафедры «Литейное производство» ЮУрГУ.

Химический состав, выплавка и разливка чугуна.

Многочисленные наблюдения показали, что при производстве ВЧ встречается несколько характерных типов микроструктуры графита. Условно они названы: шаровидный, вермикулярный и смешанный.
В результате исследований установлено, что чугун со смешанной формой графита получается при содержании магния менее 0,035% и содержании углерода в жидком чугуне менее 3,0-3,2% перед вводом магния.
Для получения чугуна с полностью шаровидным графитом необходимо обеспечить содержание магния в пределах 0,04-0,1%, а также достаточное содержание углерода, причем шаровидный графит получается тем более устойчиво, чем выше содержание углерода в металле перед вводом магния.
Указанная закономерность не всегда согласуется с литературными данными /1,2/, в которых указывается, что для обеспечения получения шаровидного графита в чугуне с увеличением в нем содержания углерода, нужно увеличивать дозировку магния.
Для устойчивого получения шаровидного графита необходимо также, чтобы содержание серы в металле до ввода магния было не более 0,02%. /3, 4/
Форма графита в ВЧ оказывает решающее влияние на его пластичность и вязкость и мало сказывается на характеристиках прочности, что видно на рис. 1,2, где показаны результаты испытания механических свойств этого чугуна множеством плавок.

Рис. 1. Влияние формы графита на механические свойства высокопрочного чугуна
Рис. 2. Влияние формы графита на механические свойства высокопрочного чугуна

Влияние микроструктуры металлической основы на механические свойства ВЧ общеизвестно. Однако возникла необходимость в уточнении количества допустимого перлита в ферритном чугуне, учитывая, что в результате отжига некоторое его количество во многих случаях сохраняется. В связи с этим производилось изучение микроструктуры и механических свойств чугуна в лабораторных и производственных условиях. Форма графита в этих чугунах была полностью шаровидной. Химический состав колебался в сравнительно небольших пределах.
Полученные результаты (рис.3) показывают, что в ферритном чугуне марки ВЧ40 допустимо 10-15% перлита, а в марке ВЧ60 феррита может быть не более 10%.



Рис. 3. Влияние количества перлита в металлической основе на механические
свойства высокопрочного чугуна

В перлитном и ферритном ВЧ совершенно недопустим цементит, т.к. даже весьма незначительное его количество понижает ударную вязкость до значения менее 1кгм/см2.
Исследования влияния химического состава ВЧ на его механические свойства проводились на чугуне, выплавленном в лабораторных условиях в индукционной печи, а также в различных производственных агрегатах (вагранки, дуговые электропечи) на ряде заводов Урала. Во всех случаях использовали данные только тех плавок, чугун которых имел полностью шаровидный графит и ферритную металлическую основу в литом состоянии или после отжига (не более 10% перлита). Обобщенные результаты представлены на рис. 4,5,6,7.

Рис. 4. Влияние углерода на механические свойства высокопрочного чугуна.

Рис. 5. Влияние кремния на механические свойства высокопрочного чугуна.

Рис. 6. Влияние марганца на механические свойства высокопрочного чугуна.


Рис. 7. Влияние фосфора на механические свойства высокопрочного чугуна.

Как видно из данных рис.4 изменение содержания углерода от 2,4 до 3,9% не оказывает заметного влияния на все характеристики механических свойств ВЧ. Оно может выражаться лишь в том, что с понижением содержания углерода возрастает количество перлита, сохраняющегося после отжига. При этом вероятно также наличие структурного свободного цементита и графита нешаровидной формы.
С повышением содержания кремния от 2 до 3% механические свойства ВЧ также практически не изменяются (рис.5). Однако при дальнейшем повышении содержания кремния наступает заметное понижение относительного удлинения и повышение предела прочности при растяжении. Показатели ударной вязкости при этом резко падают в связи с наличием структурно свободных силицидов магния, происходит охрупчивание феррита, в особенности для чугуна ВЧ40.
Влияние марганца аналогично влиянию кремния. Резкое падение ударной вязкости и значительное снижение относительного удлинения наступает при содержании марганца более 0,6% (рис.6).
Влияние фосфора на понижение пластичности и вязкости ВЧ заметно проявляется при содержании его выше 0,08% (рис.7).
Получение чугунов марок ВЧ40, ВЧ45, ВЧ50, ВЧ60 вполне осуществимо в вагранках при правильном подборе модификаторов.
Многие сомневались в возможности получения ВЧ40 из вагранки на холодном дутье, обеспечивающей нагрев чугуна лишь до 1360-кС. Подтверждением стали сравнительные опыты получения ВЧ в индукционных и дуговых электропечах, а также в вагранке производительностью 3т/ч. Во всех плавках использовались одни и те же шихтовые материалы, поэтому полученный металл был практически одинакового химического состава. Отличие состояло лишь в том, что чугун в индукционной и дуговой электропечах нагревался до 1450-1500-кС, а в вагранке до 1360-кС. В связи с этим температура ваграночного чугуна при заливке в формы была 1280-1300-кС, а электропечного чугуна — 1340-1380-кС. Результаты механических испытаний полученного ВЧ (после отжига), приведенные в таблице 1, показывают, что чугун выплавленный в индукционной и дуговой электропечи имеет более высокие показатели относительного удлинения и ударной вязкости, что связано с повышенной температурой заливки и низким содержанием серы. Остальные характеристики механических свойств вполне удовлетворяют требованиям ГОСТа и для ваграночного чугуна.
При выплавке чугуна марок ВЧ40, ФЧ45, ВЧ50, ВЧ60 использовались обычные передельные чугуны ПЛ1 и ПЛ2, с пониженным содержанием фосфора и марганца.

Таблица 1

вфЖ п/п

Плавильный агрегат

Механические свойства

σв , МПа

-д, %

KCU , кДж/м2

HB , ГПа

1

Индукционная печь

470

18

990

170

2

Индукционная печь

510

16

980

170

3

Индукционная печь

55

22,2

124

18

Среднее

51

18,7

1070

175,7

4

Дуговая печь

535

18,1

1150

174

5

Дуговая печь

523

24,8

1050

174

6

Дуговая печь

544

18,4

860

174

7

Дуговая печь

531

19

950

174

Среднее

533,3

20,7

1002,5

174

8

Вагранка

553

6,9

450

187

9

Вагранка

540

15,4

550

170

10

Вагранка

540

18,5

430

175

11

Вагранка

507

13,8

710

192

12

Вагранка

487

20,6

670

160

Среднее

525,4

15

562

174

Опытами установлено, что при производстве отливок из ВЧ40 содержание хрома в шихте не должно быть более 0,1%; для всех других марок — содержание остаточного хрома допустимо до 0,2%.
Весь кремний, вводимый с кремнистыми модификаторами, практически полностью переходит в чугун, что следует учитывать при расчете шихты.
Для обеспечения повышенного содержания углерода в чугуне до его модифицирования, стальной лом в шихте следует применять не более 15-20%. Чугунный лом может использоваться в любом количестве, но при условии обеспечения требуемого химического состава чугуна.
При разливке металла в формы должны быть приняты меры предупреждающие образование «черных пятен», являющихся наиболее распространенным видом дефектов в отливках из ВЧ. В результате введения магниевой лигатуры значительная часть углерода (от 0,2 до 0,8%) переходит в шлак. Установлено, что «черные пятна» являются преимущественно скоплениями сульфидов магния и графита. На серных отпечатках они представляются в виде резко затемненных пятен — следов разложившихся при изготовлении шлифа сульфидов магния (рис.8 и 9).

При химическом анализе в местах «черных пятен» обнаруживается повышенное содержание углерода и серы (таблица 2).


Таблица 2

вфЖ п/п

«черное пятно»

чистый металл

содержание, %

C

S

C

S

1

3 ,78

0,16

2,83

0,009

2

3,68

0,188

2,48

0,01

3

4,88

0,041

3,0

0,01

В качестве мер борьбы с дефектами отливок в виде «черных пятен» можно рекомендовать различные способы: повышение температуры заливки, обработка жидкого металла флюсами (карбонат натрия, «рефлой» и т.д.).Все эти способы уменьшают, но не устраняют полностью возможность образования «черных пятен» в отливках. Кроме того, каждый из них имеет отрицательные стороны, которые могут привести к неудовлетворительным результатам в отношении формы графита и механических свойств чугуна.
Для борьбы с «черными пятнами» можно использовать заливку ковшами с сифонной подачей металла в формы. Опыт показал, что для разливки металла больше одной тонны с успехом можно применять обычные стопорные ковши.
Снятием серных отпечатков с темплетов, залитых с применением сифонных или стопорных ковшей, было установлено полное отсутствие «черных пятен».
Весьма важным фактором, определяющим качество отливок из ВЧ, является установление оптимальной температуры заливки.
Были проведены опыты по изготовлению отливок различной толщины стенок, залитых при температурах 1250, 1280 и 1370-кС. Температура заливки оказывает значительное влияние на показатели относительного удлинения. Характеристики прочности при этом не изменяются. Данные рис.10 показывают, что влияние температуры заливки с уменьшением толщины стенки отливки возрастает. Оптимальной температурой заливки ВЧ следует считать 1320-1340-кС. Применение более высокой температуры заливки нецелесообразно, потому что это приводит к понижению усвоения магния, вследствие чего механические свойства чугуна получаются менее стабильными.


Список литературы:

1. Шапранов И.А. О кристаллизации и механических свойствах высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. В сб. Новое в теории и практике литейного производства. — М-Л., Машгиз, 1956. — С. 312-319.
2. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. — Л., Машиностроение, 1966.
3. Кривошеев А.Е., Маринченко Б.В., Фетисов Н.М. Механические свойства чугуна с шаровидным графитом в отливках // Литейное производство. 1972, вфЖ5. — С. 34-35.
4. Захарченко Э.В., Левченко Ю.Н., Горенко В.Г., Вареник П.А. Отливки из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом. — Киев, Наукова думка, 1986.

Белый чугун

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.

Блок: 1/8 | Кол-во символов: 502
Источник: https://prompriem.ru/chugun/belyj.html

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.

Блок: 2/8 | Кол-во символов: 937
Источник: https://prompriem.ru/chugun/belyj.html

Особенности получения белого чугуна

В процессе получения белого чугуна заданной структуры необходимо подавить процесс графитизации в течение всего времени кристаллизации жидкой массы. В данном случае имеет значение как грамотный подбор исходных материалов, так и соблюдение технологии охлаждения чугуна в форме.

Когда отливки производят из нелегированного чугуна в сырых песчаных формах, существует необходимость соблюдать пропорцию углерода и кремния: С (Si + lg R) < 4.5. Площадь сечения отливки, деленная на периметр сечения, называется приведенной толщиной и обозначается в данном случае как R.

Высокое содержание цементита в белых чугунах серьезно осложняет использование их в качестве конструкционных материалов, поскольку они отличаются хрупкостью и крайне тяжело поддаются механической обработке. С другой стороны, отливкам белого чугуна свойственны коррозийная стойкость, устойчивость к высоким температурам и открытому огню, износостойкость. Для поддержания вышеуказанных качеств состав их должен быть максимально однородным. Чем больше карбидов содержится в белом чугуне, тем большей твердостью он отличается. Если происходит коагуляция карбидов из-за несоблюдения технологии, твердость чугуна существенно снижается. Максимальной твердостью обладает белый чугун мартенситной структуры.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1296
Источник: https://www.autowelding.ru/publ/1/1/belyj_chugun/4-1-0-532

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.

Блок: 3/8 | Кол-во символов: 875
Источник: https://prompriem.ru/chugun/belyj.html

СЕРЫЙ ЧУГУН

В сплаве такого чугуна углерод – весь или частично – находится в виде пластинчатого графита. По примеру светлого чугуна, серый получил свое название из-за цвета излома. В состав серого чугуна входит также кремний, иногда – магний. Количество углерода в сером чугуне – от  2,9 до 3,7%.

Серый чугун, как и белый, отличается хрупкостью, но при этом он обладает высокими литейными свойствами, текучестью и малой усадкой. Из серого чугуна делают основы станков, цилиндры различных механизмов, поршни.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 505
Источник: http://mirsplava.ru/poleznaya-informatsiya/chuguni

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.

Блок: 4/8 | Кол-во символов: 734
Источник: https://prompriem.ru/chugun/belyj.html

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН

Углерод в высокопрочных чугунах находится в виде шаровидных (или сфероидальных) графитов. Согласно своему названию, такой графит отличается высокой прочностью. При растяжениях и изгибах такой чугун сохраняет цельность своей структуры и не покрывается трещинами. Среди других свойств высокопрочного чугуна:

  • ударная вязкость
  • предел текучести
  • высокая прочность на сжатие
  • высокие литейные свойства
  • высокая износостойкость.

Высокопрочный чугун хорошо поддается механической обработке и – вкупе с прочностными характеристиками – становится отличным выбором при изготовлении изделий, от которых требуется надежность и стойкость к механическим воздействиям. Из высокопрочного чугуна делают трубы – и не только водопроводные, но и для перемещения нефти и газов (а требования к таким трубам гораздо более высокие). Кроме того, из высокопрочного чугуна изготавливают детали для различных станков и механизмов.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 911
Источник: http://mirsplava.ru/poleznaya-informatsiya/chuguni

КОВКИЙ ЧУГУН

Ковкий чугун содержит углерод в виде графита в форме изолированных друг от друга хлопьев. Благодаря этому материал обладает большей пластичностью и вязкостью, чем остальные виды чугунов. Изготавливают ковкий чугун из белого чугуна, обрабатывая его длительным воздействием высокими температурами. В результате такой обработки в сплаве происходят процессы графитизации – распадается цементит, образуя графит.

Помимо своих высоких ковких характеристик, благодаря которым он и получил свое название, данный вид чугуна отличается также повышенными прочностью при растяжении и сопротивлением удару. Податливость ковкого чугуна механической обработке позволяют делать из него изделия сложной формы. Из него изготавливают тормозные колодки, угольники и прочие детали для машин и механизмов.

МАРКИРОВКА ЧУГУНА И ЕЕ РАСШИФРОВКА

По цифровым и буквенным кодам марок чугуна можно определить состав сплава, узнать его свойства и предназначение. Существуют следующие марки чугунов:

П1 и 2 — передельный чугун разной чистоты сплава

ПЛ1 и ПЛ2 – передельно-литейный чугун

ПФ1, ПФ2 и ПФ3 — передельный фосфористый чугун

ПВК1, ПВК2 и ПВК3 — передельный высококачественный чугун

СЧ — чугун с пластинчатым графитом

АЧ — антифрикционный чугун

АЧС — антифрикционный серый чугун

АЧВ — антифрикционный чугун высокопрочный

АЧК — антифрикционный чугун ковкий

ВЧ — чугун с шаровидным графитом для отливок

Ч — чугун легированный

КЧ – ковкий чугун.

Цифры после данных обозначений могут указывать на величину временного сопротивления разрывам в кгс/мм (у чугунов с пластинчатым графитом), или обозначать относительное удлинение (у чугуна с шаровидным графитом для отливок). В маркировке ковких чугунов первая цифра после буквенного сочетания КЧ означает предел прочности на разрыв в МПа, а вторая — относительное удлинение в процентах. Стоит еще пояснить, что словом «передельный» называют чугун, который прошел два этапа обработки: на первом этапе из руды получают чугун, а на втором – чугун перегоняют в сталь.

Остались еще вопросы?
Оставьте заявку и мы Вам перезвоним. 

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 2038
Источник: http://mirsplava.ru/poleznaya-informatsiya/chuguni

Кол-во блоков: 13 | Общее кол-во символов: 10236
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:
  1. https://prompriem.ru/chugun/belyj.html: использовано 4 блоков из 8, кол-во символов 3048 (30%)
  2. https://www.autowelding.ru/publ/1/1/belyj_chugun/4-1-0-532: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 2934 (29%)
  3. http://mirsplava.ru/poleznaya-informatsiya/chuguni: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 4254 (42%)

5 типов чугуна и их применение [с составом и свойствами]

Чугун

Что такое чугун?

Типы чугуна и их применение [с составом и свойствами]:- Чугуном называется материал, состоящий из железа с содержанием углерода более 2%, при этом чугун является универсальным металл, который используется в очень широком диапазоне потребительских, а также в коммерческих целях.

Обнаружено, что чугун используется для изготовления оружия, а также некоторых сельскохозяйственных продуктов с древних времен.Было обнаружено, что он становится все более популярным типом металла, который широко используется в промышленности. В основном весь чугун имеет содержание углерода более 2%, есть несколько других типов чугуна, каждый из которых обладает уникальными свойствами.

Типы чугуна

1. Серый чугун: (типы чугуна)

Известно, что наиболее распространенным типом чугуна является серый чугун, который имеет графитовую микроструктуру, состоящую из различных мелких трещин.Он назван так, потому что наличие этих мелких трещин создает видимость серого цвета. Серый чугун получается таким образом, что можно обнаружить трещины, которые открываются, чтобы обнажить графит серого цвета под поверхностью. Напротив, серый чугун не так прочен, как сталь, и не способен поглощать такую ​​же силу удара, как сталь.

Обнаружено, что серый чугун обладает такой же прочностью на сжатие, что и сталь. В результате это делает его популярным выбором для металлических изделий, требующих прочности на сжатие.

Серый чугун можно охарактеризовать такими свойствами, как графитовая микроструктура, которая отвечает за появление трещин в материале, придающих ему серый вид. Их называют бывшим в употреблении чугуном, в котором наиболее широко используемый литой материал основан на его весе. Известно, что серый чугун имеет очень низкую прочность на растяжение наряду с ударопрочностью по сравнению со сталью, при этом его прочность на сжатие оказывается относительно низко- и среднеуглеродистой стали.Существуют различные физические и химические свойства, которые отвечают за контроль размера и формы графита, который отражает его присутствие в микроструктуре, которую можно охарактеризовать соответствующим образом.

2. Белый чугун: (типы чугуна)

Белый чугун не так распространен по сравнению с серым чугуном, поскольку белый чугун является еще одним типом чугуна, заслуживающим упоминания. Он получил свое название из-за своего не совсем белого цвета, который, в свою очередь, является результатом соединения железа, известного как цементит.Как и серый чугун, белый чугун также имеет различные мелкие трещины.

Различие, которое известно, состоит в том, что белый чугун имеет цементит под его поверхностью, тогда как серый чугун имеет графит под его поверхностью. Графит отвечает за появление серого цвета, а цементит отвечает за создание внешнего вида белого цвета. Известно, что белый чугун твердый, что обеспечивает превосходную стойкость к истиранию.

Белый чугун

Белый чугун имеет белые изломы, которые обнаруживаются из-за присутствия осадка карбида железа, который обычно называют цементитом. По мере снижения содержания кремния скорость охлаждения увеличивается, и, таким образом, углерод в белом чугуне выделяется из расплава в виде цементита метастабильной фазы Fe3C по сравнению с графитом. По мере того, как карбид железа выпадает в осадок, обнаруживается, что углерод удаляется из исходного расплава, что сдвигает смесь к той, которая оказывается ближе к эвтектике, в которой оставшаяся фаза представляет собой низший железо-углеродный аустенит.

Обнаружено, что эвтектические карбиды слишком велики, чтобы обеспечить преимущество, которое в основном называют дисперсионным твердением, препятствуя движению дислокаций с эффектом матрицы чистого феррита железа. Для быстрого увеличения объемной твердости любого чугуна необходимо в силу их собственной высокой твердости, а также их значительной объемной доли, так как объемная твердость может быть аппроксимирована правилом смесей.

Проблемы, с которыми сталкивается белый чугун

Белый чугун — это те, которые обеспечивают твердость за счет ударной вязкости.Материал, карбид, составляет большую часть материала, в то время как белый чугун ответственен за это, что может быть обоснованно классифицировано как кермет. Белый чугун слишком хрупок и поэтому не подходит для использования во многих конструкционных компонентах, где твердость и стойкость к истиранию оказываются относительно низкими затратами, поскольку это требует его использования в различных приложениях вместе с изнашиваемыми поверхностями шламовых насосов. гильзы и толкатели в шаровых мельницах — это мельницы самоизмельчения, шары и т. д.

Было замечено, что охлаждение толстых отливок затруднено, поскольку они охлаждаются недостаточно быстро и полностью затвердевают в виде белого чугуна. Процесс быстрого охлаждения в основном используется для затвердевания оболочки из белого чугуна, после чего остаток медленно охлаждается, образуя ядро ​​из серого чугуна. Полученная отливка называется охлажденной отливкой, которая обладает преимуществами твердой поверхности и несколько более жесткой внутренней части.

Проблемы, с которыми сталкивается белый чугун Сплавы белого чугуна с высоким содержанием хрома

позволяют отливать массивные отливки в песчаные формы, поскольку хром отвечает за снижение скорости охлаждения, необходимой для производства карбидов. Известно, что хром также отвечает за производство карбидов с впечатляющей стойкостью к истиранию. Известно, что они входят в состав сплавов с высоким содержанием хрома, превосходная твердость которых объясняется наличием карбидов хрома.

Основная форма таких типов карбидов — эвтектические или первичные карбиды, в которых количество железа или хрома может варьироваться в зависимости от состава сплава. Эвтектические карбиды ответственны за создание пучков, которые включают полые шестиугольные стержни, которые могут расти перпендикулярно шестиугольной базовой плоскости. Установлено, что твердость таких карбидов колеблется в пределах 1500-1800HV

.

3. Ковкий чугун: (типы чугуна)

Ковкий чугун также называют чугуном с шаровидным графитом, который считается ковким чугуном и представляет собой тип мягкого ковкого чугунного сплава с высоким содержанием углерода.Как правило, он производится в сочетании с небольшими количествами других соединений, которые могут включать магний и церий. Это одно из следовых соединений, которые препятствуют скорости роста графита, что делает металл мягким и пластичным. Изобретение ковкого чугуна было сделано в начале 1940-х годов.

Чугун с шаровидным графитом также известен как ковкий чугун, который отвечает за наличие графита в виде очень крошечных узелков, которые сопровождаются графитом в виде концентрических слоев, образующих узелки.Процентное содержание углерода составляет 3-4%, а процентное содержание кремния составляет 1,8-2,8%. Количество химикатов варьируется от 0,02 до 0,1% магния и только от 0,02 до 0,04% церия, которые добавляются к таким типам сплавов, которые могут замедлить рост графита, который выделяется путем связывания с краями графитовых плоскостей. Установлено, что свойства очень похожи на свойства ковкого чугуна, тогда как детали можно отливать с большим сечением.

4.Ковкий чугун: (типы чугуна) Ковкий чугун

считается пригодным для обработки. Это те, которые обычно создаются с использованием процессов термообработки белого чугуна. Белый чугун чаще всего нагревают и обрабатывают около двух дней, после чего охлаждают. Как только это будет закончено, ковкий чугун будет согнут или обработан для достижения любой уникальной формы или размера.

Ковкий чугун

— это тот, который начинается с отливки из белого чугуна и, таким образом, подвергается термообработке в течение дня или двух при температуре 950 °C, а затем охлаждается в течение дня или двух.В результате было обнаружено, что углерод в карбиде железа превращается либо в графит, либо в феррит плюс углерод. Медленный процесс отвечает за то, что поверхностное натяжение позволяет графиту формироваться в сфероидальные частицы, а не в чешуйки. Из-за влияния более низкого соотношения сторон сфероиды оказываются относительно короче и, следовательно, находятся далеко друг от друга, что имеет меньшее поперечное сечение, которое может распространять трещину или фонон.

Ковкий чугун

Этот тип чугуна имеет тупые границы, которые противостоят отслаиванию, что снижает концентрацию напряжений, характерных для серого чугуна.Чаще всего такие свойства ковкого чугуна подобны свойствам мягкой стали. Существует ограничивающий фактор, который показывает, насколько большая деталь может быть отлита из ковкого чугуна, изготовленного из белого чугуна.

В основном все ковкое железо плавится, чтобы увеличить количество добавляемого кремния. Для белого чугуна необходимо добавлять бор, чтобы помочь в производстве ковкого чугуна, который отвечает за уменьшение огрубляющего эффекта висмута.

5.Сплав Чугун : (Типы чугуна)

Известно, что свойства чугуна изменяются путем добавления различных легирующих элементов, которые также известны как легирующие примеси. Кремний считается одним из наиболее важных сплавов, поскольку именно он вытесняет углерод из раствора. Очень низкий процент кремния отвечает за образование углерода, который остается в виде раствора карбида железа, и за производство белого чугуна.Обнаружено, что очень высокий процент кремния является причиной вытеснения углерода из раствора, который, как установлено, образует графит, а также производство серого чугуна.

Различные другие легирующие добавки, такие как марганец, хром, молибден, титан и ванадий, противодействуют кремнию, который отвечает за повышение удерживающей способности углерода, образующего эти карбиды. Никель и медь — это те материалы, которые отвечают за повышение прочности, а также за обрабатываемость, в то время как они не изменяют количество образующегося графита.Обнаружено, что углерод присутствует в форме графита, что может привести к более мягкому железу, что также может уменьшить усадку и, таким образом, снизить прочность, а также уменьшить плотность.

Легирующие элементы

Сера в значительной степени является хорошо известным загрязнителем, который присутствует в форме сульфида железа, который препятствует образованию графита, а также увеличивает твердость. Проблема, связанная с серой, заключается в том, что она делает расплавленный чугун вязким, что приводит к возникновению дефектов.Было обнаружено, что для противодействия воздействию серы марганец добавляется в виде двух форм в сульфид марганца вместо сульфида железа.

Никель

известен как один из наиболее распространенных легирующих элементов, который очищает перлитную, а также графитовую структуру, которая отвечает за повышение ударной вязкости и выравнивает разницу в твердости между толщинами сечения. Установлено, что присутствие хрома отвечает за добавление небольших количеств, чтобы уменьшить количество свободного графита, который производит отбел, и, как известно, никель является мощным стабилизатором карбида, в основном добавляется никель.Необходимо добавить очень небольшое количество олова вместо 0,5% хрома.

Типы чугуна

[Пояснение состава материала] PDF

В этой статье вы узнаете, что такое чугун ? и различные типы чугуна объясняются их составом , применением , преимуществами и недостатками .

Также загрузите PDF-файл этой статьи внизу этой статьи.

Чугун

Чугун получают путем повторного плавления чугуна с коксом и известняком в печи, известной как вагранка. Это сплав железа и углерода. Содержание углерода в чугуне колеблется от 1,7% до 4,5%. Также он содержит очень небольшое количество кремния, серы, марганца и фосфора.

Углерод присутствует в следующих двух формах:

  1. Свободный углерод или графит
  2. Комбинированный углерод или цементит

Ниже приведены важных свойства чугуна , которые делают его ценным материалом для инженерных целей.

  1. Низкая стоимость.
  2. Хорошие литейные характеристики.
  3. Высокая прочность на сжатие.
  4. Износостойкость.
  5. Отличная обрабатываемость.

Прочность чугуна на сжатие выше, чем на растяжение.

Ниже приведены значения предела прочности чугуна.

  1. Растяжение – от 100 до 200 Н/мм2
  2. Сжатие – от 400 до 100 Н/мм2
  3. Сдвиг – 120 Н/мм2

:

  1. серый чугун
  2. белый чугун
  3. Chast Chast Iron
  4. Chast Charge
  5. Chast Charge
  6. Chast Chenter
  7. Chast Charge
  8. чугунный чугун
  9. сплав чугун
  10. сплав чугун

серый чугун

серый чугун — коммерческое железо имеет следующие составы :

Он состоит из углерода — 3 к 3.5 %, кремний — от 1 до 2,75 %, марганец — от 0,40 до 1 %, фосфор — от 0,15 до 1 %, сера — от 0,02 до 0,15 %, остальное — железо.

Серый цвет обусловлен тем, что углерод присутствует в виде свободного графита. Серый чугун легко поддается механической обработке, поскольку он обладает высокой прочностью на сжатие, низкой прочностью на растяжение и отсутствием пластичности.

Хорошим свойством серого чугуна является то, что свободный графит в его структуре действует как смазка. По этой причине он очень подходит для деталей, где желательно скользящее действие.

Отливки из серого чугуна широко используются для изготовления корпусов станков, труб и фитингов, блоков автомобильных цилиндров и сельскохозяйственных орудий.

Состав серого чугуна: качество литья – PDF

Белый чугун

Белый чугун показывает белый излом и имеет следующие относительные составы :

Состоит из углерода – от 1,75 до 2,3%, кремния – от 0,85 до 1,2%, марганец – от 0,10 до 0,40%, фосфор – от 0,05 до 0.20%, сера – от 0,12 до 0,35%

Изображение предоставлено: exportersindia.com

Из-за того, что углерод находится в форме цементита в металлах, появляется белый цвет. Цементит является самым твердым элементом железа и вызывает быстрое охлаждение расплавленного железа. Белый чугун обладает высокой прочностью на растяжение и низкой прочностью на сжатие, поэтому его нельзя подвергать механической обработке.

Используется для нижнего литья и в местах, где требуется твердое покрытие, например, на внешней поверхности автомобильных колес. В производстве ковкого чугуна и кованого чугуна белый чугун также используется в качестве сырья.

Охлажденный чугун

Белый чугун, полученный путем быстрого охлаждения расплавленного чугуна. Быстрое охлаждение обычно называют охлаждением, а полученное таким образом железо называют охлажденным. Все литейные формы имеют контакт с расплавленным чугуном с холодным песком на их внешней оболочке. Но на большинстве отливок эта твердость проникает на очень небольшую глубину (менее мм).

Изображение предоставлено indiamart.com

Иногда отливка охлаждается преднамеренно, а иногда охлаждается случайно на значительную глубину. Преднамеренное охлаждение осуществляется путем вставки в форму железных или стальных вставок. Когда расплавленный металл вступает в контакт с отбелом, его тепло быстро отводится и образуется твердая поверхность.

Охладители используются на любой поверхности отливки, которая должна быть твердой, чтобы противостоять износу и трению. Процесс охлаждения используется при отливке дробилок для дробления зерна и тарелок щековых дробилок. Поверхность катания колес вагонов также охлаждается.

Чугун крапчатый

По составу, цвету и свойствам представляет собой продукт между серым и белым чугуном.Его получают при литье, когда некоторые изнашиваемые поверхности охлаждаются.

Ковкий чугун

Ковкий чугун получают из белого чугуна с помощью подходящего процесса термической обработки (т. е. отжига). В процессе отжига объединенный углерод белого чугуна разделяется на узелки свободного графита.

Изображение предоставлено: homedepot.com

Ковкий чугун пластичен и может изгибаться без разрушения или разрушения сечения. Его прочность на растяжение выше, чем у серого чугуна, и он обладает превосходными свойствами обработки.

Используется для изготовления деталей машин, для которых стальные поковки будут дорогими и должны иметь достаточную степень точности металла.

Пример: ступицы колес вагонов, малая арматура для железнодорожного подвижного состава, тормозные суппорты, детали сельскохозяйственных машин, арматура для труб, дверные петли, замки и т. д.

Чугун с шаровидным графитом

Также известен как ковкий чугун, сфероидальный графитовый (т.е. SG) чугун или высокопрочный чугун. Чугун с шаровидным графитом получают путем добавления магния в расплавленный чугун.Магний превращает графит чугуна в чешуйчатую форму, в сферическую или шаровидную форму.

Автор Michelshock – Университет Макгилла, общественное достояние, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=6464476

Таким образом, механические свойства значительно улучшаются. Чугун с шаровидным графитом ведет себя как сталь. Он обычно используется для литья под давлением, гидроцилиндров, головок цилиндров, валков для прокатных станов и центробежно-литых изделий.

Легированный чугун

Чугун, рассмотренный выше, называется простым чугуном.Легированный чугун производится путем добавления таких элементов, как никель, хром, молибден, медь, кремний и марганец.

Изображение предоставлено: indiamart.com

Эти сплавы обеспечивают большую прочность и улучшают свойства элементов.

Сплавного чугуна имеет,

  1. углерода — 0,02%
  2. кремний — 0,15%
  3. марганец — 0,03%
  4. фосфор — 0,12%
  5. сера — 0,02%
  6. шлак — 3% (по весу) и остальное железо.

Влияние примесей на чугун

Мы обсуждали, что чугун содержит небольшие проценты кремния, сернистого марганца и фосфора.Влияние этих примесей на чугун следующее:

  1. Кремний
  2. Сера
  3. Марганец
  4. Фосфор

Кремний

Присутствует в чугуне до 4%. Кремний обеспечивает образование свободного графита, делающего железо мягким и легко поддающимся обработке. Кремний производит качественную отливку без газовых отверстий в материале из-за его высокого сродства к кислороду.

Сера

Делает чугун твердым и хрупким.Поскольку слишком много серы приводит к некачественному литью, поэтому для большинства литейных целей ее содержание должно быть значительно ниже 0,1%.

Марганец

Марганец делает чугун белым и твердым. Он часто держится ниже 0,75%. Это помогает контролировать влияние вредного воздействия серы.

Фосфор

Повышает плавкость и текучесть чугуна, но вызывает хрупкость. Редко допускается превышение 1%. Фосфорные чугуны являются полезным литьем сложной конструкции и для многих отливок легкого машиностроения, когда важна дешевизна.

Свойства

Ниже приведены свойства чугуна:

  1. Чугун обладает хорошей коррозионной стойкостью, поэтому его можно использовать для водопроводных труб и т. д.
  2. Не притягивается к магниту.
  3. Температура плавления около 1250 ºC.
  4. Удельный вес 7,5.
  5. Чугун имеет прочность на растяжение около 150 Н/мм 2 и прочность на сжатие около 600 Н/мм 2 . Поэтому он хорошо сжимается.
  6. Становится мягким при хранении в соленой воде и сжимается при охлаждении.
  7. Чугун может быть непригоден для ковки из-за отсутствия пластичности.

Преимущества чугуна

  1. Обладает хорошей обрабатываемостью и высокими литейными свойствами.
  2. Чугун обладает хорошей износостойкостью, а также хорошим гашением вибрации.
  3. Может выдерживать большие нагрузки и обладает хорошей устойчивостью к коррозии.
  4. Чугун имеет низкую прочность на разрыв и относительное удлинение.
  5. Ему можно придать любые сложные формы и размеры без применения дорогостоящих операций механической обработки.
  6. Чугун доступен по низкой цене и имеет низкую прочность.

Недостатки чугуна

  1. Чугун имеет низкую прочность на растяжение.
  2. Детали из чугуна чувствительны к сечению из-за медленного охлаждения толстых сечений.
  3. Отказ его частей внезапный и полный, он не отражает предела текучести.
  4. По сравнению со сталью имеет плохую обрабатываемость.
  5. Чугун обладает высокой хрупкостью.

Применение чугуна

  1. Используется для изготовления труб и транспортировки подходящих жидкостей.
  2. Чугун, используемый для изготовления различных машин.
  3. Используется для изготовления автомобильных деталей.
  4. Для изготовления корабельного якоря используется чугун.
  5. Чугун также используется для изготовления кухонных приборов, таких как кастрюли, сковородки и посуда.

Вот и все, спасибо за внимание. Если вы нашли эту статью полезной, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.Если у вас есть вопросы по « видам чугуна » вы можете задать их в комментариях.

Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы получать уведомления о новых статьях:

Скачать PDF-файл этой статьи

Читать дальше:

Чугуны

Чугуны

Чугуны обычно содержат 2-4 мас.% углерода с высокой концентрацией кремния и большей концентрацией примесей, чем стали. Углеродный эквивалент (CE) чугуна помогает различать серый чугун, который при охлаждении превращается в микроструктуру, содержащую графит, и белый чугун, в котором углерод присутствует в основном в виде цементита.Углеродный эквивалент определяется как:

Высокая скорость охлаждения и низкий углеродный эквивалент способствуют образованию белого чугуна, тогда как низкая скорость охлаждения или высокий углеродный эквивалент способствуют образованию серого чугуна.

При затвердевании основная часть углерода осаждается в виде графита или цементита. Когда затвердевание завершается, выделившаяся фаза внедряется в матрицу аустенита, которая имеет равновесную концентрацию углерода около 2 мас.%.При дальнейшем охлаждении концентрация углерода в аустените уменьшается по мере выделения из твердого раствора большего количества цементита или графита. В обычных чугунах аустенит затем распадается на перлит при эвтектоидной температуре. Однако в серых чугунах, если скорость охлаждения через эвтектоидную температуру достаточно мала, получается полностью ферритная матрица с отложением избыточного углерода на уже существующем графите.

Белые чугуны твердые и хрупкие; они не могут быть легко обработаны.

Фазовая диаграмма железо-углерод, показывающая эвтектические и эвтектоидные реакции. Воспроизведено с разрешения Джуда Риди из Технологического института Джорджии. Совместное студенческое отделение ASM/TMS.

Серые чугуны более мягкие, с микроструктурой графита в преобразованной аустенитной и цементитной матрице. Чешуйки графита, которые представляют собой розетки в трех измерениях, имеют низкую плотность и, следовательно, компенсируют усадку при замораживании, что дает хорошие отливки без пористости.

Чешуйки графита обладают хорошими демпфирующими характеристиками и хорошей обрабатываемостью (поскольку графит действует как стружколом и смазывает режущие инструменты. В условиях износа графит полезен, поскольку помогает удерживать смазку. Однако чешуйки графита также являются концентраторами напряжений, что приводит к плохой ударной вязкости, поэтому рекомендуемое приложенное растягивающее напряжение составляет лишь четверть фактического предела прочности при растяжении.

Известно, что сера в чугунах способствует образованию графитовых чешуек.Графит можно заставить осаждаться в сфероидальной форме путем удаления серы из расплава с использованием небольшого количества карбида кальция. Затем следует незначительное добавление магния или церия, что отравляет предпочтительные направления роста и, следовательно, приводит к изотропному росту, приводящему к сфероидам графита. Обработка кальцием необходима перед добавлением магния, так как последний также имеет сродство как к сере, так и к кислороду, тогда как его сфероидизирующая способность зависит от его присутствия в растворе в жидком железе.Магний часто добавляют в виде сплава с железом и кремнием (Fe-Si-Mg), а не в виде чистого магния.

Однако магний имеет тенденцию способствовать осаждению цементита, поэтому также добавляется кремний (в форме ферросилиция), чтобы обеспечить осаждение углерода в виде графита. Ферросилиций известен как модификатор .

Чугун с шаровидным графитом обладает превосходной ударной вязкостью и широко используется, например, в коленчатых валах.

Последним прорывом в производстве чугуна является то, что матрица чугуна с шаровидным графитом представляет собой не перлит, а бейнит.Это приводит к значительному повышению жесткости и прочности. Бейнит получают изотермическим превращением аустенита при температурах ниже той, при которой образуется перлит.

Вы можете нажать на изображения, чтобы увеличить их. Также можно загрузить изображения очень высокого разрешения (по 6 Мбайт каждое), а также кристаллические структуры феррита, цементита, графита и аустенита.

Серый чугун, Fe-3.2C-2,5Si мас.%, содержащий чешуйки графита в перлитной матрице. Пятнистые белые области представляют собой фосфидную эвтектику. Травка: Нитал 2% Серый чугун, Fe-3,2C-2,5Si мас.%, содержащий графитовые чешуйки в перлитной матрице. Можно разглядеть пластинчатую структуру перлита, состоящую из чередующихся слоев цементита и феррита. Пятнистые белые области представляют собой фосфидную эвтектику. Травка: Нитал 2%
 

Химический состав чугуна аналогичен составу серого чугуна, но с 0.05 мас.% магния. Все образцы протравлены 2% ниталом.

Иллюстрация пластичности чугуна с шаровидным графитом. Фотография воспроизведена из Физическая металлургия инженерных материалов , Э. Р. Петти, с разрешения Института материалов. Чугун с шаровидным графитом, Fe-3,2C-2,5Si-0,05Mg мас.%, содержащий графитовые узелки в перлитной матрице.Один из узелков окружен ферритом просто потому, что область вокруг узелка обезуглерожена в виде углеродистых отложений на графите. Травка: Нитал 2%
 

Чугун с шаровидным графитом обычно имеет перлитную матрицу. Однако отжиг заставляет углерод в перлите осаждаться на существующий графит или формировать дополнительные мелкие частицы графита, оставляя после себя ферритную матрицу.Это придает железу еще большую пластичность. Все образцы протравлены 2% ниталом.

Графитовые конкреции в ферритной матрице. Графитовые конкреции в ферритной матрице. Также виден некоторый углерод, отложившийся во время отпуска. Травка: Нитал 2%
 

Химический состав чугуна Fe-3.52C-2,51Si-0,49Mn-0,15Mo-0,31Cu мас.%. Все образцы протравлены 2% ниталом. Цветные микрофотографии получают путем сначала травления 2% нитала с последующей термообработкой металлографического образца на открытом воздухе при 270 o С в течение 3 часов. Это окисляет образец и создает интерференционные цвета, зависящие от фазы.

Ковкий чугун в литом состоянии. Узелки графита, перлита (темные островки) и феррита (светлый фон).Травка: Нитал 2% Ковкий чугун в литом состоянии. Узелки графита, перлита (темные островки) и феррита (светлый фон). Травка: Нитал 2%
 
Аустенизация 950°С, аустенизация 350°С в течение 64 мин. Аустенизация при 950°С, аустенизация при 350°С в течение 64 мин.
 

На следующих изображениях представлены автомобильные компоненты из ковкого чугуна после отпуска, предоставленные Институтом инженеров по литейным металлам.Во избежание деформации коленчатый вал спортивного автомобиля TVR подвергается черновой обработке после отливки, термообработке для получения бейнитной микроструктуры, а затем механической обработке. Сообщается, что он обладает отличными усталостными свойствами; его демпфирующие характеристики благодаря графиту снижают шум двигателя.

Рычаг подвески Ford Mustang был изготовлен из аустенитного ковкого чугуна с целью снижения веса, шума и стоимости. Он был разработан с использованием моделирования конечных элементов для оптимизации прочности и жесткости.Были рассмотрены алюминиевые сплавы, но они были отклонены, поскольку в этом случае компонент занимал бы гораздо больше места из-за их меньшей прочности.

Рычаг подвески прицепа грузовика изначально был изготовлен из сварной стали для использования при транспортировке по пересеченной австралийской глубинке. Они вышли из строя по сварным швам и были связаны с деформациями, которые привели к ускоренному износу шин. Подвеска из литого аустенитного ковкого чугуна оказалась намного прочнее.


TVR Tuscan Speed ​​6, мощный спортивный автомобиль с коленчатым валом из ковкого чугуна, подвергнутым закалке.

Коленчатый вал из аустенитного ковкого чугуна для спортивного автомобиля TVR.

Рычаг подвески из ковкого чугуна Austempered для Ford Mustang Cobra

Рычаг подвески грузового прицепа, изготовленный из аустенитного ковкого чугуна, Steele and Lincoln Foundry.


Чугун

Blackheart получают путем нагревания белого чугуна при 900-950 o C в течение многих дней перед медленным охлаждением.Это приводит к микроструктуре, содержащей неравномерные, хотя и равноосные узелки графита в ферритной матрице. Термин «черное сердце» происходит от того факта, что поверхность излома имеет серый или черный вид из-за присутствия графита на поверхности. Целью термической обработки является повышение пластичности чугуна. Однако этот процесс в настоящее время устарел, поскольку сфероидальный графит может быть получен непосредственно при отливке путем модифицирования магнием или церием. Все образцы протравлены 2% ниталом.

Чугун с черной сердцевиной. Чугун Blackheart. Травка: Нитал 2%
 

Этот чугун используется там, где требуется очень высокая износостойкость. Например, при бурном дроблении горных пород и полезных ископаемых. Он содержит комбинацию очень прочных карбидообразующих легирующих элементов.Таким образом, его химический состав Fe-2,6C-17Cr-2Mo-2Ni вес.%.

Все образцы протравлены реактивом Виллелы, представляющим собой смесь пикриновой кислоты, соляной кислоты и этанола. Материал, из которого были получены эти микрофотографии, был любезно предоставлен доктором Арнольдо Бедолла-Хакуинде из Мексики. Подробная информация о железе была опубликована в International Journal of Cast Metals Research, 13 (2001) 343-361.

Белая фаза представляет собой карбид с высоким содержанием хрома, известный как M 7 C 3 .Матрица состоит из дендритов аустенита, некоторые из которых могли превратиться в мартенсит. Также могут быть относительно небольшие количества карбидов из других сплавов. Белая фаза представляет собой карбид с высоким содержанием хрома, известный как M 7 C 3 . Матрица состоит из дендритов аустенита, некоторые из которых могли превратиться в мартенсит. Также могут быть относительно небольшие количества карбидов из других сплавов.
 

Процесс литья никогда не бывает идеальным, особенно при работе с крупными деталями.Вместо того, чтобы утилизировать дефектные отливки, их часто можно отремонтировать с помощью сварки. Естественно, очень высокая концентрация углерода в типичных чугунах вызывает трудности при внедрении хрупкого мартенсита в околошовную зону сварного шва. Поэтому необходим предварительный нагрев до температуры около 450°С с последующим медленным охлаждением после сварки во избежание растрескивания.

Материалы, используемые в качестве наполнителей при сварке, обычно содержат большие концентрации никеля, так что получаемый аустенитный металл сварного шва не чувствителен к поглощению углерода из чугуна.Отложения мягкие и могут быть обработаны для придания необходимой формы и отделки. Конечно, никель дорог, поэтому при крупном ремонте зазор сварки сначала покрывается («смазывается») наполнителем с высоким содержанием никеля, а затем оставшийся зазор заполняется менее дорогим присадочным металлом из мягкой стали.

Первый в мире мост из железа в 1779 году. Вся конструкция выполнена из чугуна. Фотографии любезно предоставлены Ёкотой Томоюки и его семьей.

Жетон полпенни Коулбрукдейл, 1792

На рисунках ниже изображен жетон в полпенни, отчеканенный в 1792 году. На одной стороне изображен корабль, проходящий под первым в мире железным мостом. Железная руда и уголь транспортировались по каналу, но металлургический завод в Кетли находился на 22 м выше этого канала. Поэтому была построена «наклонная плоскость» (2-е изображение), чтобы лодки можно было поднимать через люльку и шлюз в верхнюю часть канала, ведущего к металлургическому заводу.

Токен предоставлен Майклом Куком.



III

Чугун на ощупь выглядит солидно и имеет привлекательный внешний вид. Есть много традиционных применений чугуна.

Следующие фотографии были любезно предоставлены Беном Деннисом-Смизером, Фрэнком Кларком и Мохамедом Шерифом.

Следующие фотографии были любезно предоставлены Джимом Чарльзом.


Старинные украшения из чугуна

Старинные украшения из чугуна

Узоры в чугунных компонентах и ​​окружении

Фотографии предоставлены Мэтью Питом

Чугун в Буэнос-Айресе, Аргентина

..

Пуэрот-Мадеро, Буэнос-Айрес, Аргентина

Пуэрот-Мадеро, Буэнос-Айрес, Аргентина.Массивные чугунные причалы украшают берег, изготовленные в литейном цехе в Кардиффе, Уэльс, Великобритания

Пуэрот-Мадеро, Буэнос-Айрес, Аргентина. Массивные чугунные причалы украшают берег, изготовленные в литейном цехе в Кардиффе, Уэльс, Великобритания

Пуэрот-Мадеро, Буэнос-Айрес, Аргентина

Мост женщины (Пуэнте-де-ла-Мухер), Буэнос-Айрес, Аргентина

Чугунные ворота дворца Гуэль работы Гауди в Барселоне

Следующие фотографии любезно предоставлены Франсиской Кабальеро и Карлосом Капдевила Монтес.

Обзор книги о чугунах, содержащих редкоземельные элементы.

Графитизация

Металлография чугунов.



Разница между литой сталью и чугуном

Опубликовано Admin

Ключевое отличие — Литая сталь против чугуна

 

Чугун и стальное литье представляют собой два типа сплавов железа с углеродом .Основное различие между этими сплавами заключается в содержании углерода в составе . Чугун богат углеродом больше, чем литая сталь. Чугун содержит более 2% углерода , а литая сталь содержит менее 2% углерода по весу . Целью этого литья с углеродом является изменение свойств железа для передовых применений. Потому что железо само по себе является мягким металлом и не идеально подходит для строительных материалов. Между этими двумя сплавами нет большой разницы в химическом составе, но их физические свойства существенно различаются.Оба этих типа сплавов одинаково важны в металлургии по-разному.

Что такое литая сталь?

Литая сталь представляет собой сплав углеродистого железа, который содержит менее 2% углерода по весу . Этот материал производится путем нагревания железа с использованием тигля. В дополнение к углероду и железу литая сталь содержит один или несколько других металлических элементов, таких как марганец, медь, алюминий, кремний или хром. Эти элементы добавляются для улучшения физико-механических свойств и свойств коррозионной стойкости.Кроме того, для получения желаемых свойств сплава добавляют кобальт, колумбий, молибден, никель, титан, вольфрам, ванадий, цирконий и любой другой элемент.

Что такое чугун?

Чугун относится к семейству железоуглеродистых сплавов с содержанием углерода более 2% . Это один из старейших ферросплавов, используемых в строительстве и наружных украшениях. Он твердый, хрупкий, не податливый и более легкоплавкий по сравнению со сталью. Но свойства немного различаются в зависимости от состава материала.Существует несколько категорий чугуна, таких как белый чугун , ковкий чугун, ферритный ковкий чугун, серый чугун, и ковкий чугун . Помимо железа и углерода, эти сплавы содержат кремний, марганец, серу и фосфор.

В чем разница между литой сталью и чугуном?

Состав:

Литая сталь:

Железо является основным элементом литой стали; также он содержит менее 2% углерода по весу.Он также может содержать один или несколько из следующих элементов. Состав варьируется в зависимости от применения.

  • Марганец –    более 1,65%
  • Кремний –    выше 0,60 %
  • Медь – выше 0,60%
  • Алюминий –    до 3,99 %
  • Хром –    до 3,99%

Чугун:

В чугуне присутствуют три основных элемента: углерод, железо и кремний. Он в основном содержит железо (95%) и более 2% углерода по весу.Кроме того, он содержит некоторые другие элементы в меньших количествах, в зависимости от использования. Примерами этих элементов являются марганец, фосфор и сера.

Преимущества:

Литая сталь:

Литая сталь

является гибкой, поэтому из нее очень легко конструировать сложные формы и детали с полым поперечным сечением. Это также имеет производственную изменчивость; что позволяет выбирать различные составы и различные варианты термообработки. Это дает такие свойства, как хорошая свариваемость и обрабатываемость.

Чугун:

Различные сорта чугуна имеют разные преимущества благодаря своим уникальным свойствам; они используются в зависимости от характера приложения. Некоторые преимущества перечислены ниже.

  • Серый чугун : Обладает хорошими литейными свойствами, гашением вибрации, износостойкостью, обрабатываемостью и низкой чувствительностью к надрезам.
  • Ковкий чугун и ковкий чугун : Они прочны и имеют более высокие значения пластичности, термостойкости и ударной вязкости.В некоторых случаях они используются в качестве альтернативы углеродистой стали.

Недостатки:

Литая сталь:

Литая сталь сравнительно дороже чугуна. Он имеет такие недостатки, как плохая тряска-всасывание, низкая износостойкость, подвижность и сопротивление забросу.

Чугун:

Серый чугун: его прочность на растяжение и относительное удлинение очень низкие.

Ковкий чугун и ковкий чугун: стоимость производства этих материалов относительно высока.Процесс сложный и требует передовых технологий.

 

Изображение предоставлено:

1. Задвижка из литой углеродистой стали. Автор Хизер Смит (фотогалерея поставщика клапанов из сплавов). [CC BY 3.0], через Wikimedia Commons

.

2. Cast Iron Grills By P sakthy (собственная работа) [CC BY-SA 3.0], через Wikimedia Commons

Применение чугуна, чугунные отливки, сделанные в Китае

Чугун, также называемый серым чугуном, является одним из широко используемых сплавов в черной металлургии.Сплав широко используется в различных отраслях промышленности для изготовления прочных и автомобильные детали без ржавчины.
Основными элементами в производстве чугуна являются:
• Углерод
• Кремний
Эти элементы в чугуне содержатся в различных количествах. варьироваться от 2,1 до 4 мас.% и от 1 до 3 мас.% соответственно. В ролях Железо дополнительно агрегируется с другими металлами и сплавами для обработки, необходимой в различных приложениях.

Хотя различные металлы, такие как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, и т. д. в основном используются для литья черных металлов, но инвестиции Литейные заводы отдают предпочтение чугуну из-за его широкой совместимость по составу.Чугун можно использовать в различных составы, такие как ковкий чугун, ковкий чугун и т. д.

Здесь обсуждаются некоторые области применения чугуна:

Белый чугун:

Белый чугун относится к категории металлокерамики. Нижний кремний и метастабильная фаза цементита присутствуют в белой отливке. Железо, а не графит. Белый чугун обеспечивает идеальную показатель твердости и ударной вязкости, и он широко используется в изготовление жестких конструктивных элементов.Белый чугун широко используется в производстве различных промышленных компонентов который включает вкладыши оболочки, шламовые насосы, подъемные стержни в Шаровые мельницы и мельницы, а также ковш с обратной лопатой.

Серый чугун:

Производители серого чугуна предлагают его оптом для изготовление ряда инженерных компонентов, таких как масло Кастрюля, Рамы, Молоток, Основание машины, Колеса, Клапан, Моторные блоки и многое другое. Серый чугун отличается своей Графическая микроструктура.Он содержит от 2,5 до 4 % углерода и 1 % 3% кремния, что делает его менее ударопрочным по сравнению с Ковкое железо. Серый чугун также имеет меньшую прочность, чем углеродистая сталь.

Ковкий чугун:

Свойства ковкого чугуна очень похожи на свойства мягкой стали. Существуют различные химические элементы, такие как углерод, марганец, фосфор, сера и др. присутствует в ковком чугуне. Ковкий чугун это термообработка углеродными сплавами, которые дополнительно затвердевают с структуры без графита.Ковкий чугун очень используется в промышленности из-за превосходной твердости и пластичная особенность.

Чугун и его составы используются в различных промышленные применения. Автомобильный сектор — это одно место где чугун широко используется для изготовления более высоких прочность и отсутствие ржавчины автомобильных компонентов. Чтобы найти доверенное Производство чугуна в Китае в настоящее время очень просто. Все одно нужно сделать, это поискать в Интернете и получить компанию, которая может поставлять продукцию, соответствующую промышленным спецификациям и вашим бюджет.

 

ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА | КАСТИНГ БЛОГ | КОНТАКТЫ

%PDF-1.4 % 339 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 339 247 0000000016 00000 н 0000006483 00000 н 0000006692 00000 н 0000006736 00000 н 0000006772 00000 н 0000009112 00000 н 0000009246 00000 н 0000009394 00000 н 0000009528 00000 н 0000009676 00000 н 0000009809 00000 н 0000009957 00000 н 0000010090 00000 н 0000010236 00000 н 0000010370 00000 н 0000010516 00000 н 0000010650 00000 н 0000010796 00000 н 0000011011 00000 н 0000011159 00000 н 0000011911 00000 н 0000012370 00000 н 0000012544 00000 н 0000012711 00000 н 0000013202 00000 н 0000013390 00000 н 0000013427 00000 н 0000013530 00000 н 0000013734 00000 н 0000013853 00000 н 0000014620 00000 н 0000014809 00000 н 0000015268 00000 н 0000015474 00000 н 0000035373 00000 н 0000046059 00000 н 0000051805 00000 н 0000057429 00000 н 0000062343 00000 н 0000067727 00000 н 0000068268 00000 н 0000068397 00000 н 0000073217 00000 н 0000082357 00000 н 0000085050 00000 н 0000095763 00000 н 0000102831 00000 н 0000103087 00000 н 0000103268 00000 н 0000104192 00000 н 0000104371 00000 н 0000104715 00000 н 0000104899 00000 н 0000105433 00000 н 0000105553 00000 н 0000119490 00000 н 0000119529 00000 н 0000120207 00000 н 0000120360 00000 н 0000120647 00000 н 0000120795 00000 н 0000121406 00000 н 0000121559 00000 н 0000122143 00000 н 0000122296 00000 н 0000122865 00000 н 0000123018 00000 н 0000123588 00000 н 0000123741 00000 н 0000124303 00000 н 0000124456 00000 н 0000125001 00000 н 0000125154 00000 н 0000125688 00000 н 0000125841 00000 н 0000126383 00000 н 0000126536 00000 н 0000127064 00000 н 0000127217 00000 н 0000127752 00000 н 0000127905 00000 н 0000128422 00000 н 0000128575 00000 н 0000129173 00000 н 0000129326 00000 н 0000129844 00000 н 0000129997 00000 н 0000130517 00000 н 0000130670 00000 н 0000131199 00000 н 0000131352 00000 н 0000131872 00000 н 0000132025 00000 н 0000132550 00000 н 0000132703 00000 н 0000133220 00000 н 0000133373 00000 н 0000133976 00000 н 0000134129 00000 н 0000134281 00000 н 0000134434 00000 н 0000134587 00000 н 0000134740 00000 н 0000134893 00000 н 0000135046 00000 н 0000135198 00000 н 0000135817 00000 н 0000135971 00000 н 0000136124 00000 н 0000136276 00000 н 0000136429 00000 н 0000136582 00000 н 0000136735 00000 н 0000136888 00000 н 0000137041 00000 н 0000137194 00000 н 0000137347 00000 н 0000137500 00000 н 0000137652 00000 н 0000137805 00000 н 0000137958 00000 н 0000138111 00000 н 0000138264 00000 н 0000138417 00000 н 0000138570 00000 н 0000138723 00000 н 0000138876 00000 н 0000139029 00000 н 0000139182 00000 н 0000139334 00000 н 0000139487 00000 н 0000139640 00000 н 0000139793 00000 н 0000139946 00000 н 0000140099 00000 н 0000140251 00000 н 0000140404 00000 н 0000140557 00000 н 0000140709 00000 н 0000140862 00000 н 0000141013 00000 н 0000141165 00000 н 0000141317 00000 н 0000141470 00000 н 0000141623 00000 н 0000141776 00000 н 0000141929 00000 н 0000142082 00000 н 0000142235 00000 н 0000142388 00000 н 0000142541 00000 н 0000142694 00000 н 0000142847 00000 н 0000143000 00000 н 0000143153 00000 н 0000143306 00000 н 0000143459 00000 н 0000143612 00000 н 0000143765 00000 н 0000143917 00000 н 0000144070 00000 н 0000144223 00000 н 0000144374 00000 н 0000144527 00000 н 0000144680 00000 н 0000144833 00000 н 0000144986 00000 н 0000145139 00000 н 0000145292 00000 н 0000145445 00000 н 0000145598 00000 н 0000145751 00000 н 0000145904 00000 н 0000146057 00000 н 0000146210 00000 н 0000146362 00000 н 0000146515 00000 н 0000146668 00000 н 0000146821 00000 н 0000146974 00000 н 0000147127 00000 н 0000147280 00000 н 0000147433 00000 н 0000147586 00000 н 0000147739 00000 н 0000147892 00000 н 0000148045 00000 н 0000148198 00000 н 0000148351 00000 н 0000148503 00000 н 0000148655 00000 н 0000149252 00000 н 0000149405 00000 н 0000149982 00000 н 0000150135 00000 н 0000150721 00000 н 0000150874 00000 н 0000151440 00000 н 0000151593 00000 н 0000152036 00000 н 0000152084 00000 н 0000154268 00000 н 0000154738 00000 н 0000154922 00000 н 0000155109 00000 н 0000155302 00000 н 0000155486 00000 н 0000155679 00000 н 0000155866 00000 н 0000156050 00000 н 0000156234 00000 н 0000156418 00000 н 0000156602 00000 н 0000156945 00000 н 0000157129 00000 н 0000157313 00000 н 0000157497 00000 н 0000158177 00000 н 0000158225 00000 н 0000158847 00000 н 0000159306 00000 н 0000159354 00000 н 0000159752 00000 н 0000160965 00000 н 0000161476 00000 н 0000161524 00000 н 0000161917 00000 н 0000162209 00000 н 0000162634 00000 н 0000162821 00000 н 0000162893 00000 н 0000163050 00000 н 0000163180 00000 н 0000163316 00000 н 0000163459 00000 н 0000163677 00000 н 0000163871 00000 н 0000164077 00000 н 0000164309 00000 н 0000164543 00000 н 0000164721 00000 н 0000164977 00000 н 0000165099 00000 н 0000165315 00000 н 0000165466 00000 н 0000165599 00000 н 0000005236 00000 н трейлер ]/предыдущая 3103495>> startxref 0 %%EOF 585 0 объект >поток хΌT}Lg Τλ~cCYaK)f;L0e,s׮H]6 +″l,,8#fh3̈́Fsf{0’~

Что такое чугун? Разные виды чугуна и их свойства


🔗 Различные легирующие элементы и их свойства

Что такое чугун

Чугун – это сплав железа с углеродом с содержанием углерода более 2 процентов (варьируется от 1.от 7% до 4,5%). Чугун производится из чугуна, его можно получить либо непосредственно из расплавленного чугуна, либо путем переплавки чугуна с известняком и углеродом (коксом) в доменной печи, известной как вагранка. Несмотря на то, что для удаления нежелательных примесей требуются различные шаги, чугун обычно содержит небольшое количество кремния, марганца, серы, фосфора и т. д. В зависимости от требуемых свойств количество этих примесей регулируется до желаемого уровня.

Чугун дешев и имеет хорошие литейные характеристики.Обладает отличной обрабатываемостью, высокой износостойкостью и прочностью на сжатие. Прочность чугуна на сжатие больше, чем на растяжение. Чугун хрупкий, поэтому они не подходят для деталей машин, подвергающихся ударам. Предельная прочность чугуна приведена ниже.
Прочность на растяжение = от 100 до 200 МПа
Прочность на сжатие = от 400 до 1000 МПа
Прочность на сдвиг = 120 МПа

Типы чугуна и их состав, свойства и характеристики

Серый чугун

Состав: углерод = 3–3.5 %, кремний = 1–2,75 %, марганец = 0,4–1 %, фосфор = 0,15–1 %, сера = 0,02–0,15 % сталь, хорошая текучесть, низкая пластичность, низкая ударная вязкость.

Обычный товарный чугун. Он имеет серый цвет, потому что содержит углерод в виде свободных чешуек графита. Одним из благоприятных свойств серого чугуна является то, что свободный графит в структуре действует как смазка.По этой причине этот тип чугуна рекомендуется для деталей машин, где происходит скольжение.

Применение: Корпуса станков, маховики , автомобильные блоки и головки цилиндров, трубы и фитинги.

Белый чугун
Состав: углерод = 1,75-2,3%, кремний = 0,85-1,2%, марганец = менее 0,4%, фосфор = менее 0,2%, сера = менее 0,12%.

Свойства: Низкая прочность на сжатие, высокая прочность на растяжение, стойкость к абразивному износу, твердый, хрупкий, обычно не поддающийся механической обработке, плохая текучесть

Белый чугун не имеет в своей структуре графита, весь углерод в виде карбида (цементита).Таким образом, он белого цвета и имеет белый излом. Это одна из самых твердых форм чугуна. Его нельзя обрабатывать обычными режущими инструментами, и для придания формы белому чугуну требуются шлифовальные инструменты.

Применение: Автомобильные колеса, пластины щековых дробилок, валки для дробления зерна, изнашиваемые поверхности насосов, такие как рабочее колесо и улитка.

Ковкий чугун


Свойства: Высокий предел текучести, ударопрочность, чем у серого чугуна, ковкость, пластичность, низкий коэффициент теплового расширения, обладают хорошим индексом обрабатываемости .

Весь углерод, присутствующий в ковком чугуне, находится в форме цементита. Сначала он представляет собой белый чугун, затем в результате термообработки отжига он превращается в ковкую форму. В соответствии с химическим составом, циклом процесса отжига ковкий чугун классифицируется на (i) ковкий чугун с черной сердцевиной, (Ii) ковкий чугун с белой сердцевиной и (iii) ковкий чугун с перлитной структурой. Медленный процесс позволяет поверхностному натяжению превращать углерод в сферические или узловатые частицы неправильной формы, а не в чешуйки.Он обладает очень хорошей пластичностью, поэтому его можно сгибать без разрушения. Как правило, свойства ковкого чугуна аналогичны свойствам мягкой стали.

Применение: Используется там, где детали машин требуют хорошей прочности на растяжение и пластичности, электрическая арматура, трубная арматура, дверные петли, колеса вагонов, ручной инструмент, автомобильные коленчатые валы, железные дороги и т. д.

🔗Различные типы ковкого чугуна – Whiteheart, Blackheart и Перлит
🔗Быстрая разница между процессом Уайтхарта и процессом Блэкхарта

Охлажденный чугун
Это тип белого чугуна, получаемый путем быстрого охлаждения расплавленного чугуна.Процесс быстрого охлаждения обычно называют закалкой (отсюда и название «закаленный чугун»). Каждая отливка подвергается закалке в ее наружном слое при контакте расплавленного чугуна с холодным песком формы. Иногда гипс случайно промерзает на значительную глубину. В других случаях охлаждение осуществляется преднамеренно с использованием вставок, известных как охлаждение в форме. Использование отбелов приводит к твердости поверхности отливки.

Чугун с шаровидным графитом


Состав: углерод = 3.2-4,2%, кремний = 1-4%, марганец = 0,5-1%, фосфор = 0,18%, сера = 0,2%.

Свойства: В целом свойства чугуна с шаровидным графитом аналогичны свойствам ковкого чугуна. Высокая прочность на растяжение, хорошая обрабатываемость, литейность, износостойкость, свариваемость, пластичность, герметичность, ударопрочность, промежуточная демпфирующая способность.

Его также называют ковким чугуном. Добавление небольшого количества узловатых элементов (например, магния) к расплавленному серому чугуну способствует тому, что графит принимает форму узелков/сфероидов, а не угловатых чешуек.Этот вид чугуна используется при отливке требуемых ударопрочных и ударопрочных свойств. Округлые конкреции препятствуют образованию трещин, тем самым повышая пластичность.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.