Состав серый чугун: Серый чугун с пластинчатым графитом

Содержание

Серый чугун: применение, свойства, структура, состав

Серый чугун своим названием обязан графитовым включениям, дающим на изломе характерный оттенок. Хорошие литейные свойства обеспечили сплаву широкое применение в машиностроении. Из него получают отливки, требующие высокой прочности и износостойкости.

Химический состав

Основные свойства и химический состав серого чугуна регламентируются ГОСТом 1412-85.

Оптимальное содержание углерода составляет 2,4-3,7%. При более низкой концентрации он полностью растворится в железе, а ее превышение приведет к потере твердости и упругости.

Кремний – 1,2-2,5%. Он участвует в процессе графитизации, повышая твердость металла и снижая его вязкость. Влияние углерода и кремния рассматривается в совокупности, с учетом их суммарной концентрации.

Сера соединяется с железом с образованием сульфида FeS, который снижает свойства прочности и пластичности сплава. Допускается содержание серы не более 0,12-0,15%.

Марганец смягчает вредное влияние серы и способствует образованию свободных карбидов железа. Его количество определяется содержанием серы, и обычно составляет 0,5-1.1%.

Концентрация фосфора не превышает 0,2-0,3%. Элемент образует включения фосфидной эвтектики, увеличивая твердость и износоустойчивость.

В зависимости от марки допускается включение в состав серого чугуна:

  • хрома – он увеличивает карбидообразование, а с этим процессом повышаются твердость и прочность материала;
  • олова, способствующего равномерному распределению твердости по разным сечениям;
  • никеля и молибдена – для повышения сопротивляемости коррозийным процессам и улучшения обрабатываемости;
  • меди – ее присутствие способствует ускорению графитизации, увеличению упругости и стойкости к коррозии, улучшению обрабатываемости;
  • сурьмы – до 0,08%, оказывает влияние на процессы кристаллизации.

Структура сплава

Свойства и применение серого чугуна зависят от его состава и структуры. Один из важных факторов, влияющих на формирование металлической основы – скорость охлаждения после отвердевания. В зависимости от нее формируется металлическая основа структуры сплава.

Перлитная основа. Чем быстрее охлаждается заготовка, тем большую долю составляет в ней перлитная структура, состоящая из феррита и карбида наряду с тонкими пластинками графита. Она отличается высокой твердостью и прочностью.

Ферритно-перлитная. При щадящем охлаждении в структуре серого чугуна возрастает доля феррита – сплава железа с оксидами Fe2O3 и других металлов. Образуется основа, состоящая из феррита, перлита и пластинчатого графита. Обладает более высокой пластичностью.

Ферритная основа образуется при быстром охлаждении. Она состоит из вязкого феррита и свободного углерода в виде пластинок графита. Их присутствие ухудшает механические свойства металла, снижает его прочность и сопротивляемость растяжению. В то же время графит:

  • повышает износоустойчивость сплава, действуя подобно смазке;
  • улучшает обрабатываемость;
  • снижает усадку в процессе литья;
  • гасит вибрацию деталей.

Механические свойства

Главные характеристики, обеспечивающие применение сплава в литейном производстве:

  • небольшая температура отвердевания;
  • высокая текучесть в жидком состоянии;
  • отсутствие склонности к образованию раковин;
  • малая объемная усадка.

Важное значение имеют показатели:

  • прочности серого чугуна;
  • износостойкости при трении;
  • герметичности, то есть устойчивости к образованию трещин и пор.

Они зависят от его структуры и твердости. Чем меньше размеры графитовых пластинок, тем выше эти показатели. Особенно высокой твердостью должны обладать детали, которые подвергаются постоянным ударно-абразивным нагрузкам. Высокие требования герметичности предъявляются к изделиям, эксплуатирующимся в условиях большого давления жидкостей или газов:

  • трубопроводам;
  • насосам и компрессорам;
  • гидравлическим приводам.

Степень герметичности зависит:

  • от параметров текучести;
  • изменения давления;
  • наличия транзитной микропористости.

Наибольшими прочностными характеристиками обладает перлитный серый чугун, что позволяет применять его в производстве нагруженных деталей машин.

Сплав склонен к растрескиванию при сварке, к ней прибегают только при необходимости:

  • восстановления сильно изношенных механизмов;
  • изготовления комбинированных узлов с другими металлами;
  • устранения имеющихся в отливках дефектов.

Некоторые сорта вообще не поддаются сварке.

Расшифровка маркировки

ГОСТом 1412-85 установлена группа марок серого чугуна. Они маркируются буквенно-числовым обозначением:

  • буквы СЧ постоянны для всех сплавов;
  • за ними следуют цифры, обозначающие наименьший показатель предела прочности на растяжение в кг/мм2.

Например, для марки СЧ24 предел прочности составляет 24 кг/мм2 или 240 МПа. Для высокопрочных сплавов применяется маркировка ВЧ с указанием предела прочности и процента относительного удлинения – ВЧ60-2. Каждому типу сплава соответствует свой интервал значений предела прочности:

  • марки до СЧ10 относятся к ферритным чугунам;
  • СЧ10-СЧ18 – ферритноперлитным;
  • выше СЧ25 – перлитным.

Физические и технологические свойства металла изменяются в зависимости от типа структуры и марки. С увеличением количества углерода:

  • плотность снижается с 6,8 до 7,4 г/см3;
  • предел прочности повышается с 240 до 400 МПа;
  • линейная усадка растет с 1,0 до 1,3%.

 Область применения

Серый чугун является одним из самых востребованных продуктов черной металлургии. Его доля в общем объеме производства составляет не менее 80%. В машиностроении применяются марки с высоким содержанием графита, так как они способны поглощать вибрационные колебания, возникающие при работе механизмов. Сплав используется для получения ответственных деталей:

  • втулок;
  • станин для станков
  • тяжелых оснований.

Необходимые свойства серому чугуну придают при помощи легирования молибденом или хромом. Высокая износостойкость при трении в отсутствие смазки необходима:

  • для нажимных дисков сцепления;
  • блоков;
  • крышек подшипников;
  • тормозных дисков или барабанов.

Из марок с перлитной структурой производят детали, испытывающие большие нагрузки: гильзы и головки цилиндров; распределительные валы.

И сегодня остаются востребованными чугунные изделия различного назначения:

  • сантехника для дома;
  • кухонная посуда;
  • трубы и радиаторы отопления;
  • чугунные ограждения и скульптуры.
Отливки 1 класса

Для производства каждой детали из серого чугуна подбирается марка, соответствующая по своим характеристикам условиям эксплуатации. К 1 классу относятся изделия, которые должны обладать:

  • пределом прочности на растяжение – 25-30 кг/мм2;
  • модулем упругости – 1,15-1.30*10-6 МПа;
  • стабильностью геометрической формы.

Отливки 1 класса подвергаются высоким нагрузкам, давлению или трению скольжения:

  • зубчатые колеса;
  • поперечины и ползуны;
  • кронштейны;
  • станины шлифовальных станков;
  • гидроцилиндры;
  • пневматическое оборудование.

В зависимости от толщины изделий, для их изготовления используются марки:

  • СЧ21-СЧ40;
  • СЧ28-СЧ48.

Детали 1 класса, подвергающиеся сильному износу, должны иметь мелкопластинчатую структуру перлита и твердость до 180 НВ. Для ответственных деталей допустимо применение серого чугуна марки СЧ32-СЧ-52.

Детали 2 класса

К отливкам 2 класса относят корпусные части и базовые детали, не работающие на износ:

  • станины токарных или револьверных станков;
  • листопрокатные валки;
  • детали сменного оборудования.

Однако к ним тоже предъявляются повышенные требования предела прочности – до 20-25 кг/мм2. Для достижения таких показателей рекомендуется использовать марки:

  • СЧ15-СЧ32;
  • СЧ21-СЧ40.

Изделия, изготовленные из литого чугуна, характеризуются большим сроком эксплуатации, при этом – минимальной стоимостью.

Серые чугуны состав и свойства

    Свойства чугуна зависят от формы входящего в его состав графита, а также от структуры металлической основы (перлит, феррит, мартенсит и т. д.). Обычно в сером чугуне графит выделяется в виде пластинок, поэтому при растяжении или [c.139]

    В табл. 2.4 приведен химический состав и механические свойства серых чугунов, предназначенных для ответственного машиностроительного литья, а также ковких и высокопрочных чугунов. [c.107]


    В табл. 10 представлены химический состав и механические свойства серых чугунов, предназначенных для ответственного машиностроительного литья. [c.34]

    Химический состав серого чугуна выбирается в зависимости от толщины стенок отливок при этом необходимо учитывать не среднюю толщину фасонной отливки, а расчетное рабочее сечение. Серые чугуны в зависимости от механических свойств разделяются на три группы  

[c.278]

    Химический состав чугуна устанавливается в зависимости от требуемых механических свойств, толщины отливки и других условий и обычно колеблется в следующих пределах углерод — 3,0—3,6% кремний— 1,6—2,5% марганец — 0,5—1,0% сера до 0,12% фосфор до 0,8%. [c.276]

    В настоящей работе приводятся результаты испыта 1ли на коррозию чугунов со сфероидальным графитом в атмосфере промышленного района, в кислой среде (где процесс коррозии протекает с выделением водорода) и в водопроводной и морской воде. Исследование коррозионных свойств в специальных средах, например, применительно к химической промышленности, в задачу настоящей, работы не входило. Был испытан на коррозию чугун со сфероидальным графитом двух марок. Для сопоставления наряду с ними испытывались в тех же условиях образцы обычного серого чугуна и углеродистой литой стали ЗОЛ. Микроструктура этих материалов и химический состав представлены на фиг. 1 и в табл. 1. 

[c.95]

    Многие качества материала защиты определяются его химическим составом и механическими свойствами. Свинец, выпускаемый промышленностью, имеет марки С-000, С-00, С-0, С-1, С-2 и С-3 (ГОСТ 3778—68), указывающие на его химический состав. Плотность свинца 11,4 кг/м . Для изготовления защиты употребляют свинец марок С-1, С-2, С-3, содержащий примесей, соответственно, не более 0,015 0,05 0,1%. Свинец этих марок обычно выпускают в виде чушек массой от 30 до 40 кг. Применяют также отливки из серого чугуна, ГОСТ 1214—70, который обладает хорошими литейными свойствами. [c.76]

    Совокупность гомогенных частей системы, одинаковых своими свойствами, но отделенных друг от друга поверхностями раздела, называется фазой. В свою очередь, системы, содержащие несколько фаз, называются гетерогенными. Последние состоят, таким образом, из нескольких гомогенных систем, отделенных друг от друга поверхностями раздела и различающихся свойствами. Примерами гетерогенных систем могут быть жидкая вода с кристаллами льда, горные породы, состоящие из нескольких кристаллических минералов, например кварца, нолевого шпата, слюды многие сплавы металлов, например серый чугун, состоящий из кристаллов железа, графита и т. д. Фазы, входящие в состав гетерогенной системы, не обязательно должны быть в виде единой сплошности, но могут иметь и зернистое строение, если размер зерен не настолько мал, что практически не отличается от размеров отдельных атомов и молекул. 

[c.9]


    Растворимость анодных продуктов в электролите, скорость диффузии их в электролит, состав и физико-химические свойства анодной пленки имеют сушественное значение для процесса полирования. Поэтому этот процесс у различных материалов происходит неодинаково. У многих металлов и сплавов (медь, никель, алюминий, нержавеющие хромистые и хромоникелевые стали) сглаживание сопровождается появлением блеска на обработанной поверхности. У некоторых сплавов (стали карбидного класса, бронзы, латуни) наблюдается блеск без заметного сглаживания шероховатостей. Ряд металлов и сплавов (олово, свинец, серый чугун, высококремнистые стали) вовсе не полируется. Вместо сглаживания образуется сильно травленая поверхность с толстыми темными пленками. 
[c.111]

    Серый чугун. Отливки из серого чугуна содержат углерода от 2,4 до 3,6%. Марки серого чугуна, их химический состав и механические свойства приведены в ГОСТ 1412—54. В марке указан предел прочности при растяжении и изгибе (например, чугун марки СЧ 18-36 означает, что серый чугун имеет предел прочности на растяжение 18 и предел прочности на изгиб 36 кГ1мм . [c.84]

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

[c.346]

    Чугун. Чугун представляет собой железо (90—93%), в котором растворены углерод, цементит, марганец, кремний (полезные составные части чугуна), сера и фосфор (вредные примеси). Иногда чугун содержит хром, никель, ванадий и другие металлы, если они входили в состав руды. Каждая составная часть оказывает определенное влияние на свойств чугуна. [c.380]

    Серые, или литейные, чугуны окрашены в серый цвети употребляются для отливки изделий. Серый цвет этим чугунам придает углерод, выделяющийся в виде графита или аморфного углерода при охлаждении расплавленного металла. Состав и свойства чугуна определяют его марку, обозначаемую буквами и цифрами. 

[c.269]

    Марки и свойства чугуна и ферросплавов для отливок. . Химический состав отливок из серого чугуна. Модифицирова [c.1107]

    Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ) отличается от серого чугуна с пластинчатой формой графита тем, что обладает высокими прочностными свойствами, близкими к свойствам углеродистой стали (предел прочности при растяжении, предел текучести и относительное удлинение), и повышенной коррозионной стойкостью. Основные требования к трубам, серийно производимым ОАО Липецкий металлургический завод Свободный сокол , к их качеству, механической прочности и т. д. определены техническими условиями ТУ 14-154-23—90, соответствующими требованиям международного стандарта ISO 2531. Напорные трубы отливаются центробежным способом из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и имеют следующий химический состав (табл. 3.1.6.11). [c.867]

    Свойства чугуна зависят от формы входящего в его состав графита, а также от структуры металлической основы. Обычно серый чугун хрупок при растяжепии или изгибе, так как содержит графит в виде пластинок. После сг.ециального отжига получают ковкий чугун, в котором графит имеет хлопьевидную форму. При введении добавок магния графит в чугуне приобретает сферическую форму (глобулярный графит)—это высокопрочный чугун. 

[c.310]

    Модифицированный чугун — серый чугун со специальными присадками — модификаторами (титан, кальций, силикокальций, ферросилиций и др.). Химический состав чугуна при модификации почти не изменяется, но структура его, а также физико-механические и технологические свойства улучшаются. Модифицированные чугуны маркируются аналогично серым с введением буквы М, например СМЧ32—52, СМЧ36—56 и т. д. Отливки из модифицированного чугуна используются при температурах до 300° С. [c.34]

    ЛИГАТУРА (лат. ligatura — связка) — вспомогательный сплав, добавляемый в жидкие металлы или сплавы, чтобы изменить их хим. состав и улучшить свойства. Легирующий элемент усваивается из Л. лучше, чем при введении его в чистом виде. Л. получают сплавлением необходимых компонентов или восстановлением их из руд, концентратов или окислов. Наибольшее применение Л. находят в черной металлургии, гл. обр. для модифицирования и легирования сталей и чугунов. Использование в качестве модификаторов спец. Л. (преим. кремний — магний — железо и кремний — кальций — магний— церий — железо) дает возможность получать высокопрочный чугун с шаровидным графитом, значительно превосходящий по физико-мех. св-вам обычный серый чугун с пластинчатым графитом и не уступающий сталям некоторых марок. Л. добавляют непосредственно в плавильные агрегаты или в ковш. Большое значение имеют Л. в произ-ве алюминия сплавов, меди сплавов, цинка сплавов, магния сплавов, бронз, латуней и др. цветных сплавов, где служат промежуточными сплавами, вводимыми в осн. сплав в процессе плавки. Так, кремний, марганец, медь и др. элементы вводят в расплавленный алюминиевый (основной) сплав в виде предварительно сплавленных Л., напр. алюминий — кремний (20—25% Si), алюминий — марга- 

[c.700]


    Влияние вибрации на интенсивность гидроэрозин металла показано в работе [34], где приведены результаты изучения влияния вибраций на процесс разрушения латуни, серого чугуна и углеродистой стали. Механические свойства исследуемых сплавов указаны в табл. 15. Химический состав указанных материалов отвечал соответствующим ГОСТам. Образцы имели форму пластин 50×75 мм толщиной 3 мм. Все образцы перед испытанием имели приблизительно одинаковую по качеству поверхность. [c.72]

    Белый чугун имеет уд. вес около 7,5. Серый чугун — около 7,0. В сером чугуне обыкновенно меньше марганда и больше кремния, чем в белом но тот и другой содержат, кроме железа, от 2 до 5% углерода. Причина, по которой образуется то или другое видоизменение чугуна, зависит от того состояния, в котором находится углерод, входящий в состав чугуна. В белом чугуне углерод находится в соединении с железом, а именно, в виде соединения Ре С (доп. 574). Эбель, Чернов и др. извлекли это соединение, называемое иногда просто карбидом , из закаленной стали, которая относится к отпущенной стали, как белый чугун к серому. Во всяком случае, соединение углерода с железом, находящееся в белом чугуне, химически весьма непрочно, потому что оно разлагается, выделяя графит, при медленном охлаждении, подобно тому как раствор способен выделять при медленном охлаждении часть вещества, в нем растворенного. Выделение угля в форме графита, при превращении белого чугуна в серый, никогда не бывает полным, как бы медленно ни велось охлаждение часть углерода остается в соединении с железом — и именно в той форме, в какой углерод содержится в белом чугуне. Поэтому при обработке серого чугуна кислотами не весь углерод остается в виде графита, а некоторая часть его выделяется в виде углеродистых водородов. Достаточно переплавить серый чугун и вновь его быстро охладить, чтобы он опять превратился в белый чугун. Не один углерод влияет на свойства чугуна при содержании значительного количества серы, чугун остается белым, даже при медленном охлаждении. Тоже самое замечается в чугуне, весьма богатом марганцем (5—7 / ), и в этом последнем случае излом получающегося чугуна всегда явственно кристал-личея и блестящ. При значительном содержании марганца в чугуне можно увеличивать и количество углерода. Серый чугун, представляя большую неоднородность, гораздо более доступен разным деятелям, нежели сплошной И более однородный белый чугун. Белый чугун применяется не только для переделки на железо и сталь, во и там, где требуется большая твердость, хотя бы и соединенная с некоторою хрупкостью, напр., для прокатных валов, для плужных лемехов и т. п. 

[c.585]

    Чугуном называются сплавы железа с углеродом, содержащие свьш1е 2% последнего. Кроме углерода, в чугуне содержатся обычно кремний, марганец, сера и фосфор. Для придания чугуну специальных свойств — повышенной прочности, жаростойкости и др. в его состав вводят хром, никель и некоторые другие элементы. На чугунные изделия гальванические покрытия наносятся сравнительно редко. Для защиты их от коррозии применяются обычно лакокрасочные покрытия и металлизация напылением. [c.32]

    В основе многих технологических процессов лежит тепловая обработка материалов и изделий нагрев и плавление металлов, обжиг строительного и огнеупорного кирпича, обжиг фарфора и других керамических изделий, получение вяжущих материалов (цементного клинкера, извести, гипса), получение стекла, термическая переработка топлива и т.д. Тепловая обработка материалов и изделий осуществляется в технологических или знерготехнологических агрегатах — промышленных печах, в которых материалам или изделиям в условиях относительно высоких температур придаются свойства, необходимые для дальнейшей обработки или для выпуска в качестве конечного продукта. Так, в нагревательных печах стальные слитки или заготовки приобретают повышенную пластичность и текучесть, необходимую для прокатки и ковки. В чугунолитейных вагранках чугун переходит из твердого состояния в жидкое, при котором он хорошо заполняет пустоты форм для отливок. Химический состав чугуна при его расплавлении может быть изменен в зависимости от требований, предъявляемых к литью (серый чугун, жаропрочный чугун и т. д.). В некоторых термических печах стальные изделия нагреваются, а затем охлаждаются по заранее определенному режиму, чем достигается получение определенных механических свойств путем изменения внутренней структуры металла без изменения его химического состава (отжиг, нормализация, закалка и отпуск). В печах для термохимической обработки стальных изделий металл нагревается для того, чтобы облегчить насыщение поверхности металла углеродом (цементация) или азотом (азотизация) или одновременно углеродом и азотом (цианирование). [c.7]

    По специальным свойствам чугрты можно разделить на четыре группы 1) износостойкие—высокопрочный чугун с шаровидным графитом, ковкий и др. 2) антифрикционные — хромоникелевые серые чугуны, высокопрочный и ковкий 3) жаростойкие — чугуны, легированные хромом, никелем, кремнием, магнием, и др. 4) кислотостойкие — ферросилиды (железокремнеуглеродистые сплавы, в состав которых входит 14,5—18% кремния), антихлор, пирезист. [c.6]

    На фиг. 128 и 129 показано измеяеяяе механических свойств серого чугуна в зависимости от температуры закалки и температуры отпуска. Отпуск при температуре 175—250° С. Состав чугуна, подвергающегося закалке и отпуску, зависит от требуемых физико-механических свойств и должен содержать примерно 0,5—0,8% связанного углерода. [c.291]

    В Советском Союзе выпускаются отливки из кремнистого чугуна двух марок С-15 и С-17. Химический состав ферросилидов этих марок приведен в табл. 15. Механические и физические свойства железокремнистых сплавов в сравнении с серым чугуном приводятся в табл. 16. [c.190]

    Доменные шлаки. Гидравлические свойства шлаков определяются их минералогическим составом и соотношением, кристаллической и стекловидной фаз, зависящим от условий охлаждения. Химический состав доменных шлаков может изменяться в широких пределах в зависимости от-химического состава руды и флюсов, а также от вида получаемого чугуна. Основными окисными составляющими шлака являются СаО, ЗЮг, АЬОз и MgO (в сумме 90—95%), в значительно меньшем количестве присутствуют соединения марганца, железа, титана, серы и ряда других элементов. Пределы изменения химического состава доменных шлаков, выпускаемых заводами страны, следующие 30—43% SiOa 30—52% СаО, 5—21% АЬОз 1—16% MgO 0,3—2,0% МпО 0,2—3,0% (РеО + + Ре20з) 0,6-2,9% S (где S -). [c.430]

    Иногда для улучшения свойств стали в состав ее вводят другие металлы. Так, некоторые сорта стали содержат никель и хром эти стали применяются для изготовления автомобильных частей, судовой брони и т. п. Сталь, из которой делают инструменты (зубила, молоты, штампы), есегда содержит хром. Такая сталь и не хрупка и тверда. Для получения из чугуна стали надо удалить содержащиеся в нем примеси углерод, кремний, марганец, фосфор, серу. Их окисляют действием кислорода воздуха или окислов железа. Образующиеся при этом окислы марганца и кремния дают легкоплавкий шлак, а окись углерода удаляется S виде газа. Фосфорный ангидрид переходит в шлак только в присутствии сильного основания (извести), в противном случае он вновь восстанавливается железом в фосфор. [c.311]

    Чугуном называют сплавы железа с углеродом, содержащие свыше 2% углерода. Кроме углерода и железа, в сплаве присутствуют нримееи кремний, марганец, фосфор, сера и др. Эти примеси находятся в разных количествах и оказывают существенное влияние на формирование структуры сплава, а следовательно, и механические, физические и другие свойства чугуна. Количество этих примесей нри переплавке чугуна для изготовления отливок можно регулировать и, таким образом, получать нужные химический состав, структуру и свойства. Важнейшие компоненты чугуна, при помощи которых регулируется формирование структурных составляющих чугуна, — углерод и кремний. Количественное их соотношение определяет количество графита и характер основной (металлической) массы. Примеси марганца, фосфора и серы в тех пределах, в которых они находятся в обычном углеродистом чугуне, не вносят существенных изменений в структуру и фазовые превращения чугуна [45]. [c.137]

    Еще знаменитый Деви считал алмаз каким-то низшим соединением углерода с кислородом, еще недавно приписывали различие серого и белого чугуна, мягкой и закаленной стали различию в них соединенного и свободного углерода. Это мнение о различии состава при различии свойств, как всякое почти твердое, хоть и ложное мнение, принесло много пользы науке, заставив тщательно изучать состав веществ. Притом оно было и неизбежно как реакция мнений алхимиков о превращении металлов мнению в свое время столь же логичному и последовательному, как наше мнение о возможности разложить известные нам простые тела. Первые следы изменения идей о согласовании свойств и состава видим мы у остроумных французских писателей. Тенар показал единство состава аррагонита и известкового шпата, а Густав Розе впоследствии показал взаимное превращение обоих видоизменений, Гей-Люссак и Тенар показали, что состав крахмала. [c.98]

    В табл. 48 приведен химический состав серых и белых коррозиовностойких чугунов. Эти чугуны обладают высокими антикоррозионными свойствами при работе в сильно агрессивной среде и при высокой темп( ратуре вследствие наличия в них легирующих элементов, упрочняющих и поныи-ающих электродный потенциал твердого раствора. Легирующие элементы повышают т кже термодинамическую устойчивость структурных составляющих металлической основы. [c.174]


Серый чугун

Химический состав серого чугуна (ГОСТ 1412-85)

Марка чугуна

Массовая доля элементов, %

C

Si

Mn

P

S

не более

СЧ10

3,5-3,7

2,2-2,6

0,5-0,8

0,3

0,15

СЧ15

3,5-3,7

2,0-2,4

0,5-0,8

0,2

0,15

СЧ20

3,3-3,5

1,4-2,4

0,7-1,0

0,2

0,15

СЧ25

3,2-3,4

1,4-2,2

0,7-1,0

0,2

0,15

СЧ30

3,0-3,2

1,3-1,9

0,7-1,0

0,2

0,12

СЧ35

2,9-3,0

1,2-1,5

0,7-1,1

0,2

0,12

Рекомендуемый химический состав для серого чугуна в соответствии со стандартными марками по ISO

Марка чугуна

Массовая доля элементов, %

C

Si

Mn

P

S

не более

100

3,5-3,8

2,3-2,8

0,4-0,8

0,2

0,06-0,15

150

3,4-3,7

2,1-2,6

0,5-0,8

0,2

0,06-0,15

200

3,2-3,5

1,8-2,3

0,6-0,8

0,2

0,06-0,15

250

3,1-3,4

1,6-2,1

0,6-0,8

0,15

0,06-0,12

300

3,0-3,2

1,3-1,9

0,7-0,9

0,1

0,06-0,12

350

2,9-3,1

1,1-1,5

0,8-1,0

0,1

0,06-0,12

 Ориентировочные данные о временном сопротивлении при растяжении и твердости в стенках отливки различного сечения (ГОСТ 1412-85)

Марка чугуна

Толщина стенки отливки, мм

4

8

15

30

50

80

150

Временное сопротивление при растяжении, МПа, не менее

СЧ10

140

120

100

80

75

70

65

СЧ15

220

180

150

110

105

90

80

СЧ20

270

220

200

160

140

130

120

СЧ25

310

270

250

210

180

165

150

СЧ30

330

300

260

220

195

180

СЧ35

380

350

310

260

225

205

Твердость НВ, не более

СЧ10

205

200

190

185

156

149

120

СЧ15

241

224

210

201

163

156

130

СЧ20

255

240

230

216

170

163

143

СЧ25

260

255

245

238

187

170

156

СЧ30

270

260

250

197

187

163

СЧ35

290

275

270

229

201

179

Физические свойства серого чугуна с пластинчатым графитом (ГОСТ 1412-85)

Марка чугуна

Плотность, кг/м3

Линейная усадка, %

Модель упругости при растяжении, х 103 МПа

Удельная теплоемкость при температуре от 20 до 200ºС, Дж/(кг*К)

Коэффициент линейного расширения при температуре от 20 до 200ºС, 1/ ºС

Теплопроводность при 20 ºС, Вт/(м*К)

СЧ10

6,8*103

1,0

700-1100

460

8,0*10-6

60

СЧ15

7,0*103

1,1

700-1100

460

9,0*10-6

59

СЧ20

7,1*103

1,2

850-1100

480

9,5*10-6

54

СЧ25

7,2*103

1,2

900-1100

500

10,0*10-6

50

СЧ30

7,3*103

1,3

1200-1450

525

10,5*10-6

46

СЧ35

7,4*103

1,3

1300-1550

545

11,0*10-6

42

Чугун серый гост | Справочник конструктора-машиностроителя

В отливках конструкционного назначения из серого и высокопрочного чугуна структура матрицы в большинстве событий — перлит и разное количество феррита, а также включения фосфидной эвтектики.
Классификация структур в этих отливках приведена в ГОСТ 3443 — 57.
Графитовая составляющая структура характеризуется числом, фигурой, величиной и распределением включений.

Структура серого (литейного ) чугуна состоит из металлической основы с графитом пластинчатой формы, вкрапленным в эту основу.
Такая структура образуется непосредственно при кристаллизации чугуна в отливке в соответствии с диаграммой состояния системы Fe — С (постоянной).
Причем, чем больше углерода и кремния в сплаве и чем ниже скорость его охлаждения, тем выше вероятность кристаллизации по этой диаграмме с образованием графитной эвтектики.
При коротком содержании углерода и кремния чугун модифицируют небольшими дозами некоторых элементов (например, алюминий, кальций, церий).

Включая небольшое сопротивление отливок из серого чугуна растягивающим и ударным нагрузкам, следует использовать сей материал для подробностей, которые подвергаются сжимающим или изгибающим нагрузкам.
В станкостроении это – базовые, корпусные детали, кронштейны, зубчатые колеса, ведущие;
в автостроении — блоки цилиндров, поршневые кольца, распределительные валы, диски сцепления.
Отливки из серого чугуна также используются в электромашиностроении, для изготовления товаров народного потребления.

Ковкий чугун обладает повышенной крепостью при растяжении, невысокой пластичностью и рослым сопротивлением удару.
По механическим характеристикам он занимает промежуточное положение между сталью и серым чугуном.
В зависимости от способа производства ковкий чугун разделяется на ферритный (черносердечный) и перлитный (белосердечный).
Отливки из ферритного ковкого чугуна получают отжигом в нейтральной сфере (коробки с отливками засыпают песочком).
Этот чугун в изломе имеет темную бархатистую сердцевину со светлым ободком.
Ферритный ковкий чугун имеет следующий химический состав: 1, 75 — 2, 3% С;
0, 85 — 1, 2% Si;
0, 5 — 0, 6% Мn;
не более 0, 2% Р и не более 0, 12% S.
С уменьшением содержания углерода механическая прочность чугуна возрастает, а литейные свойства ухудшаются.

Для высокопрочного чугуна с шаровидным графитом соблюдение температурного режима при вводе сфероидизирующих добавок (магния или его сплавов ) назначает степень условия магния и нужный температуру жидкого чугуна при заливке форм.
Особенностью состава шихты при выплавке высокопрочного чугуна является отсутствие или толстое число (менее 20%) стального ломика.
Получение высокопрочного чугуна с повышенными показателями пластических характеристик требует применения низкофосфористых шихтовых материалов.

Обычный химический состав серого чугуна СЧ 25 ГОСТ 1412 — 95 : C углерод 3, 3% ;
Si кремний 2, 1% ;
Mn марганец 0, 8% ;
S сера не более 0, 15% ;
P фосфор не более 0, 2% Механические свойства серых чугунов ГОСТ 1412 — 85 : лимит крепости (временное сопротивление разрыву )? в СЧ 15 > 147 Мпа;
СЧ 18 > 176 Мпа;
СЧ 25 > 245 Мпа.
Поверхностная твердость СЧ 15 — 163 …
229 НВ;
СЧ 18 — 170 …
229 НВ;
СЧ 25 — 180 …
250 НВ;
Таблицу соответствия HB — HRC. осматривать

В расплавленном чугуне углерод находится в растворенном состоянии и равномерно распределяется по целой массе расплава.
В жестком чугуне углерод может пребывать в виде химического соединения с железом (карбида железа ), называемого цементитом.
При медленном охлаждении расплавленного чугуна часть углерода выделяется в виде пластинок графита (рис. 3), что придает излому отливок серый тон.
Пластинки графита, вкрапленные в металлическую основу, бывают разными по величине и фигуре.
Нарушая сплошность основы, включения графита делают чугун сравнительно хрупким и снижают его механические свойства.
Чем больше включения графита, тем ниже прочность чугуна.
Структура металлической основы серого чугуна может заключаться из феррита и перлита.

По содержанию углерода чугуны подразделяются на доэвтектический — 2, 14 …
4, 3% С, эвтектический — 4, 3% С и заэвтектический — 4, 3 …
6, 67% С углерода.
Доэвтектические чугуны, включающие 2, 14 …
4, 3% С, после окончательного охлаждения имеют структуру перлита, ледебурита (перлит + цементит) и вторичного цементита.
Эвтектический чугун (4, 3% С) при температуре ниже + 727 °С состоит только из ледебурита (перлит + цементит).
Заэвтектический, который нельзя отменить 4, 3 …
6, 67% С, при температуре ниже + 727 °С состоят из первичного цементита и ледебурита (перлит + цементит).
На практике наибольшее распространение получили доэвтектические чугуны, включающие 2, 4 …
3, 8% С углерода.
Тельное значение содержания углерода в чугуне определяется его технологическими характеристиками при литье — обеспечение хорошей жидкотекучести.
Жидкотекучесть — это способность металлов и сплавов в расплавленном состоянии заполнять полость формы, точно воспроизводить очертания и размеры отливки.
Увеличенное содержание углерода в чугуне выше 3, 8% С приводит к резкому возрастанию твердости и хрупкости.
Жидкотекучесть определяется по спиральной пробе, а ее величина по длине заполнения части спирали.
Усадка — уменьшение линейных и обьемных размеров металла, затопленного в фигуру при его кристаллизации и охлаждении.

Химический состав и мехсвойства чугуна с пластинчатым графитом ГОСТ 1412-85

Справочная информация

В Компании ГП Стальмаш Вы можете купить круг чугунный со следующими параметрами:
Отливки чугунные ГОСТ 26358-84
Диаметр круга от 30 до 690 мм, длина от 300 до 600 мм.
(По согласованию с заказчиком рассматриваются РАЗЛИЧНЫЕ РАЗМЕРЫ, возможна отливка квадрата, плиты, втулки…).

ГОСТ 1412-85 чугун с пластинчатым графитом СЧ10, СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ30, СЧ35.

Оперативная и полная информация о наличии, ценах, условиях и сроках отгрузки по телефонам ГП Стальмаш:
+7 (343) 268-7815, +7 (950) 208-1282, +7 (902) 255-6262

ЧАСЫ РАБОТЫ: Пн — Пт: с 06:30 до 16:00, время Московское, во внерабочее время отправляйте запрос на E-mail: [email protected] или через форму «Обратная связь»

Химический состав и механические свойства серого чугуна с пластинчатым графитом (ГОСТ 1412-85)


Марка чугуна

Химический состав, %

Механические свойства

Углерод

Кремний

Марганец

Фосфор

Сера

Хром

Никель

Предел прочности, кг/мм2

Стрела прогиба, расстояние между опорами 600 и 300 мм

Твердость по Бриннелю, НВ

Не более

При растяжении

При изгибе

При сжатии

СЧ12-28

3,3 — 3,6

2,2 — 2,5

0,6 — 1

0,4

0,15

0,15

0,5

12

28

50

6/2

143-229

СЧ15-32

3,2 — 3,5

2,0 — 2,4

0,7 — 1,1

0,4

0,15

0,15

0,5

15

32

65

8/2,5

163-229

СЧ18-36

3,1 — 3,4

1,7 — 2,1

0,8 — 1,2

0,3

0,15

0,3

0,5

18

36

70

8/2,5

170-229

СЧ21-40

3,0 — 3,3

1,3 — 1,7

0,8 — 1,2

0,3

0,15

0,3

0,5

21

40

75

9/3

170-241

СЧ24-44

2,9 — 3,2

1,2 — 1,6

0,8 — 1,2

0,2

0,15

0,3

0,5

24

44

85

9/3

170-241

СЧ28-48

2,8 — 3,1

1,1 — 1,5

0,8 — 1,2

0,2

0,12

0,3

0,5

28

48

100

9/3

170-241

СЧ32-52

2,7 — 3,0

1,1 — 1,5

0,8 — 1,2

0,2

0,12

0,3

0,5

32

52

110

9/3

187-255

СЧ35-56

2,6 — 2,9

1,1 — 1,5

1,0 — 1,4

0,2

0,12

0,3

0,5

35

56

120

9/3

197-269

СЧ38-60

2,5 — 2,8

1,1 — 1,5

1,0 — 1,4

0,2

0,12

0,3

0,5

38

60

130

9/3

207-269

В маркировке СЧ две первые цифры означают среднюю величину предела прочности при растяжении, две вторые — предел прочности при изгибе

Серый чугун

Серый чугун

Структура серого чугуна, как и других сплавов, весьма разнообразна и является главным фактором, определяющим его свойства. При этом основное значение имеет либо графит, либо матрица, в зависимости от рассматриваемых свойств. Важнейший процесс, определяющий структуру серого чугуна, а значит, и его свойства, — это графитизация, от которой зависят не только количество и характер графита, но в значительной степени и структура матрицы.

Большое значение имеет также дисперсность структуры матрицы, на которую значительно влияет состав чугуна. Однако еще большую роль в изменении дисперсности матрицы часто играют жидкое состояние расплава, модифицирование, скорость охлаждения и другие факторы.

Общепризнано, что важнейшими элементами, определяющими структуру и свойства серого чугуна, являются углерод и кремний, всегда присутствующие в металле в том или ином количестве. Эти элементы определяют также положение чугуна по отношению к эвтектике, но в этом отношении влияние фосфора аналогично влиянию кремния.

Другим важным фактором, влияющим на структуру серого чугуна, является жидкое состояние расплава, которое определяется составом и природой шихтовых материалов (структурой графита, матрицы и других фаз, содержанием газов, неконтролируемых примесей, неметаллических включений и т. п.), условиями плавки и характером внепечной обработки (температурой перегрева, выдержкой, рафинированием, модифицированием и др.). При этом размер включений графита и степень графитизации увеличиваются, а количество междендритного графита (МГ) уменьшается с укрупнением графита в шихтовых материалах, уменьшением перегрева и особенно применением модифицирования. Таким образом, действие факторов жидкого состояния является сложным и часто может быть различным с точки зрения оптимизации структуры. Поэтому указанные факторы необходимо сочетать в зависимости от всех условий производства.

В связи с этим, повышая в определенных пределах перегрев и выдержку чугуна в печи, а также применяя модифицирование, можно получить те или иные результаты в зависимости от состава чугуна, наличия в нем зародышей графита и величины переохлаждения при кристаллизации. Чем меньше зародышей в жидком чугуне и чем больше его склонность к переохлаждению, тем эффективнее модифицирование, в отсутствии которого термовременная обработка может отрицательно повлиять на свойства чугуна.

Механические свойства серого чугуна и рекомендуемые для них составы представлены в табл. 1.8.

Таблица 1.8. Механические свойства и рекомендуемые составы серого чугуна.

Большим преимуществом серого чугуна, является его малая чувствительность к надрезам, что характеризует его высокие качества как конструкционного материала.

Кроме состава серого чугуна, на его механические свойства, как и на структуру, большое влияние оказывают факторы жидкого состояния, зависящие от метода плавки, температуры перегрева, природы шихтовых материалов, в частности количества стального лома в шихте. При этом качество чугуна возрастает с уменьшением количества и размера включений графита, газосодержания, примесей (As, Sb, Pb, Sn, Ti, Bi, V) и неметаллических включений в шихтовых материалах. Известно также, что наиболее высокие механические свойства  серого чугуна могут быть получены при плавке в электрических печах или при дуплекс-процессе с проведением оптимальной термовременной обработки. Из методов внепечной обработки наиболее эффективными являются модифицирование и ковшовое легирование.

Большое влияние на механические и другие свойства отливок имеет скорость охлаждения, а значит, и толщина стенок отливок. Поэтому при оценке прочности отливок часто приходится изготовлять разные заготовки.

Изменение температуры различно влияет на механические свойства серого чугуна. Прочность начинает заметно понижаться при 350 — 400° С как при кратковременных, так и при длительных нагрузках. Аналогично измеряется твердость, причем уже начиная с нормальной температуры. Пластичность ,наоборот, сначала повышается, достигает максимума при 800° С, но потом начинает резко снижаться, практически до нуля при температурах, близких к солидусу, вызывая опасность образования горячих трещин. Однако характер этих изменений, особенно прочности, зависит от состава чугуна, главным образом от содержания Crr Ni, Мо, которые оказывают положительное влияние, как и при нормальной температуре. При пониженных температурах свойства изменяются в значительно меньшей степени, причем при перлитной структуре прочность несколько понижается, а при ферритной – повышается.

Физические свойства серого чугуна (плотность, тепловые и электромагнитные свойства) приведены в табл. 1.12. Они тоже зависят от состава и структуры, а значит, и от марки чугуна. Плотность отдельных структурных составляющих приводится ниже :

Таблица 1.12. Серый чугун. Физические свойства.

Тепловые свойства серого чугуна — коэффициент линейного расширения, теплоемкость и теплопроводность — также зависят от состава и структуры чугуна. Электрические и магнитные свойства серого чугуна также определяются его составом и структурой. Магнитные свойства серого чугуна зависят, главным образом, от структуры матрицы.

Химические свойства (сопротивление коррозии и жаростойкость) серого чугуна зависят как от состава и структуры чугуна, так и от внешних факторов — состава и температуры среды. Различают классы стойкости в сильно и среднеагрессивных средах.

По сопротивлению коррозии в различных средах серый чугун может быть отнесен к различным классам стойкости. Коррозионная стойкость серого чугуна повышается по мере измельчения графита и уменьшения его количества, при однофазной структуре матрицы (например, Фе), а также при уменьшении содержания Si, S и Р. Для повышения стойкости целесообразно применять модифицированный СЧ, а также легированный Си (до 1,4%), Ni (до З%), Сг (до 1,0%) и другими элементами. Так, для работы в щелочной среде рекомендуются чугуны, содержащие 0,8-1,0% Ni и 0,6-0,8% Сг или 0,35-0,5% Ni и 0,4-0,6% Сг. Однако при воздействии на металл сильных реагентов следует применять высоколегированные чугуны.

Серый чугун по жаростойкости характеризует работоспособность чугуна при повышенных и высоких температурах в условиях действия малых нагрузок, когда главной причиной разрушения отливок является образование окалины или трещин.

Технологические свойства серого чугуна (свариваемость и обрабатываемость) также определяются его составом и структурой. Свариваемость серого чугуна значительно хуже, чем углеродистой стали, такпсак при обычных режимах сварки возникает переходная зона, отличающаяся высокой хрупкостью, что может привести к образованию трещин. Поэтому, газовая и электродуговая сварка СЧ, как и заварка дефектов на отливках, может производиться только по особой технологии.

Серый чугун по обрабатываемости связан с его твердостью НВ обратной зависимостью. Наличие графита полезно, так как в, его присутствии стружка получается крошащейся и давление на резец уменьшается. Влияние формы графита .незначительно. Обрабатываемость оценивается стойкостью режущего инструмента, допустимыми скоростями резания, чистотой обработанной поверхности и т. п. Она улучшается по мере увеличения количества Фе в структуре, а также по мере повышения однородности структуры, т. е. при отсутствии в ней включений (ФЭ, карбидов), обладающих повышенной НВ. Оценку обрабатываемости часто производят по экономической скорости резания, определяющей допустимую скорость обработки при обеспечении определенной стойкости резца.

Важными служебными свойствами СЧ являются износостойкость и герметичность. Износостойкость характеризует долговечность деталей и самих машин, работающих в условиях трения, и определяется как скорость потери металла. Различают износ при трении со смазкой, при сухом трении, абразивный и эрозионно-кавитационный. Износостойкость СЧ, как и других металлов, определяется условиями трения, но большое значение имеет также состав чугуна и особенно его структура, которая должна удовлетворять правилу Шарпи. Поэтому в зависимости от условий трения применяют разные чугуны

Серый чугун по литейным свойствам значительно лучше, чем другие сплавы. Это позволяет применять его для тонкостенных отливок и определяет сравнительную простоту технологических процессов и высокий коэффициент выхода годного. Прежде всего следует отметить жидкотекучесть, которая определяется разными способами, но чаще всего по спиральной пробе, отливаемой в соответствии с ГОСТ 16438-70 в песчаной или металлической форме.

Вторым важнейшим литейным свойством является усадка — изменение объема и линейных размеров отливок в результате термического сжатия, фазовых превращений и силового взаимодействия с формой в процессе затвердевания и остывания. Понижение температуры вызывает уменьшение объема на 1,1- 1,8% на каждые 100° С, а графитизация серого чугуна, наоборот, дает увеличение объема на 2,2% на 1% выделившегося графита. Объемная усадка жидкого металла тем больше, чем больше коэффициент объемной усадки жидкого металла.

Серый чугун



Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!


Современное машиностроение просто невозможно представить себе без чугуна. Это не металл, а сплав железа с графитом, визуально представляющий собой как бы пористую металлическую губку. Поры этого сплава заполнены графитом — веществом неметаллического происхождения. Чугун плохо работает на разрыв и в силу этого является довольно хрупким материалом. Достаточно ударить по чугунной болванке тяжелым предметом, и она разлетится на куски.

Самостоятельным видом этого материала является чугун серый, представляющий собой сплав железа с углеродом, в котором невооруженным глазом видны включения пластинчатого, волокнистого и крабовидного характера. Серый чугун представлен целой группой марок, среди которых можно выделить высокопрочный чугун, в состав которого входит графит глобулярной формы. Данная разновидность серого чугуна создается с помощью модификации его магнием, церием и рядом других элементов.

Основа чугуна зависит от нескольких факторов и, в частности, от скорости охлаждения после окончания отвердевания, размера детали и пр. В зависимости от этого чугун принимает перлитную металлическую, ферритно-перлитную или чисто ферритную основу. Чем выше скорость охлаждения, тем большей оказывается процентное содержание перлита и тем выше прочность чугуна. Однако прочность в этом случае обратно пропорциональна пластичности. Серый чугун имеет широкую область применения, и в каждом конкретном случае выбирается именно та марка, которая оптимально соответствует поставленным задачам.

Металлическая основа серого чугуна является основополагающим фактором возникновения у него тех или иных механических характеристик. Перлитная основа так или иначе влияет на износостойкость и прочность чугуна. Во времена Советов марки серых чугунов определялись государственными стандартами, и данная маркировка действует по сей день. Согласно ГОСТ 1412-85, применяется буквенно-числовое обозначение марок серого чугуна. СЧ — постоянное для всех серых чугунов сочетание букв; цифры же указывают на наименьший предел прочности при растяжении. Цифрами до 10 маркируются ферритные чугуны; от 10 до 18 – ферритно-перлитные; свыше 25 – перлитные. Следует отметить, что 4/5 всего производства чугуна занимает именно чугун серый с пластинчатым графитом.

Свойства серого чугуна

Свойства данного материала обеспечили ему широкое применение в машиностроении. Кристаллизуется он при довольно низких температурах, дает малую усадку, в жидком состоянии сохраняет высокую текучесть. Его литейные свойства оцениваются как высокие. Серый чугун служит основным материалом для цилиндров и поршней самых разных механизмов, станин станков и пр. Склонность данного вида чугуна к растрескиванию при сварке обуславливает необходимость проявления особой осторожности при работе с заготовками. Практикуемое довольно часто отбеливание чугуна, используемое во время сварки, с одной стороны, делает его более твердым, а с другой, исключает всякую возможность его механической обработки.

Существуют и такие сорта серого чугуна, которые вообще сварке не подлежат. В частности, т. н. горелый чугун, который претерпел длительное воздействие повышенных температур, был обработан кислотами или горячим паром.

Как влияет химический состав серого чугуна на его характеристики

Графитизация чугуна напрямую связана с наличием в нем следующих основных элементов.

Углерод

Чем выше процент содержания углерода в сером чугуне, тем он менее прочен, тверд и упруг. С другой стороны, углерод способствует повышению таких его свойств, как циклическая вязкость и пластичность. Иными словами, достижение определенных показателей прочности уменьшает его литейные свойства. Оптимальный процент вхождения углерода в состав серого чугуна составляет 2,4-4,2%.

Кремний

Кремний оказывает точно такое же влияние на процесс графитизации, как и углерод. Но при этом он способен кардинальным образом изменять механические свойства серого чугуна, т. к. образует твердое соединение с ферритом и повышает его твердость, уменьшает вязкость.

Совокупный эффект кремния позволяет варьировать механические характеристики серого чугуна, и увеличение его концентрации в сплаве приводит к росту графитовых включений и объема феррита. При этом уменьшаются показатели прочности чугуна и его пластичность (из-за образования силикоферрита). Что же касается твердости – по мере увеличения процента вхождения кремния она вначале понижается, затем снова возрастает благодаря образованию силикоферрита. Как правило, способность кремния и углерода изменять механические характеристики чугуна рассматривают совместно, и с  этой целью принимают во внимание их суммарное содержание. В процессе более точных расчетов определяют т. н. углеродный эквивалент.

Сера

Эвтектика Fe-FeS обладает способностью уменьшать показатели пластичности и прочности серого чугуна за счет ослабления границ зерен, а также способствовать перлитизации его структуры. Благодаря этому растут твердость и прочность ферритного и ферритно-перлитного сплавов, которые становятся более износостойкими.

Марганец

Марганец имеет обыкновение замедлять графитизацию, легировать феррит, размельчать перлит и способствовать появлению свободных карбидов. При взаимодействии с серой этот элемент нивелирует ее вредное воздействие. Именно по этой причине процентное содержание марганца в сером чугуне бывает продиктовано содержанием серы. Малосернистые чугуны, соответственно, содержат меньший процент марганца.

Фосфор

Роль фосфора заключается в том, чтобы легировать феррит, облегчать размельчение зерна и образовывать включения фосфидной эвтектики. Чем больше фосфора содержится в сером чугуне, тем более твердым и износостойким он оказывается.

Хром

Повышение содержания хрома в чугунных отливках приводит к росту их твердости и прочности, однако наиболее явно этот процесс прослеживается у модифицированного чугуна. Способность хрома замедлять графитизацию делает его карбидообразующим элементом. Тонкие сечения при увеличении вхождения хрома демонстрируют более явное увеличение твердости, нежели толстые.

Никель

Данный элемент способен нивелировать механические характеристики чугунных отливок различной толщины. В случаях, когда процентное содержание никеля в сером чугуне превышает 3%, отливки демонстрируют одинаковые показатели прочности при толщине стенок в диапазоне 22-88 мм. С увеличением вхождения никеля на 1% показатели твердости серого чугуна растут примерно на 10 НВ. Одновременно растет способность чугуна противостоять коррозии и агрессивным щелочным средам. Важно и то, что никель способствует улучшению обрабатываемости серого чугуна и его герметичности (благодаря ему графит обретает благоприятную форму с одновременным уменьшением величины зерен).

Молибден

Данный элемент замедляет графитизацию и считается активным карбидообразующим веществом, приводит к увеличению твердости и прочности серого чугуна. Каждый дополнительный процент молибдена увеличивает прочность на 1 кГ/мм2. Характерно, что при этом ударная вязкость не снижается, а наоборот, возрастает. При высоких температурах Мо укрепляет прочность чугуна, и наиболее эффективного результата можно достичь при вхождении 1,9% Мо. Более высокая его концентрация приводит к образованию ледебурита и снижению прочности. Молибден делает чугун более износостойким.

Медь

Двойное действие меди, оказываемое ею на чугун, заключается в ускорении графитизации и образовании перлита. Чем выше процент меди в сплаве, тем меньше усадка и выше жидкотекучесть серого чугуна. С увеличением вхождения меди растут и его модуль упругости, твердость и прочность.

Медистый чугун лучше поддается обработке, нежели нелегированный. Если добавить медь к чугуну, легированному молибденом, ванадием, хромом, он станет менее твердым и не столь хрупким. Благодаря меди происходит образование тонкопластинчатого перлита, а стойкость медистого чугуна к коррозии увеличивается. На показатели прочности на растяжение и твердости существенное влияние оказывает эвтектичность.

Олово

Данный элемент способен повышать прочность, твердость и модуль упругости чугуна при содержании его в сплаве до 0,1%. Одновременно с этим растет склонность серого чугуна к отбелу, и, чтобы избежать подобной ситуации, содержание в нем олова устанавливают на уровне 0,05-0,08%. При выборе между двумя легирующими элементами — оловом и хромом — специалисты рекомендуют использовать олово, сообщающее чугуну равномерные показатели твердости по различным сечениям и уменьшение образования окалины.

Сурьма

Этот элемент, как и олово, противодействует образованию свободного феррита, но исполняет свою роль более эффективно при содержании Sb в количестве 0,015%. При этом меньшая концентрация элемента (0,03-0,08%) способствует хорошему легированию серого чугуна. Если Sb содержится в чугуне в концентрации до 0,1%, прочность его увеличивается вплоть до достижения чисто перлитной структуры. Однако дальнейшее повышение концентрации Sb приводит к снижению прочности, т. к. сурьма оказывает влияние на процессы кристаллизации металлической основы, но не распределяет графитовые включения и не влияет на форму. Что же касается ударной вязкости, при легировании Sb данный показатель снижается. Также повышение процентного содержания сурьмы уменьшает чувствительность серого чугуна к толщине стенки.

Бор

Бор при условии мизерных добавок его к чугуну оказывает на него графитизирующее воздействие, видимо увеличивает ударную вязкость и стрелу прогиба. Более высокая концентрация этого элемента приводит к снижению вязко-пластичных свойств и увеличению прочности.

Если подобрать оптимальное соотношение бора и кремния, можно добиться равномерного распределения цементитной сетки на базе перлита, причем в широком диапазоне толщин стенок и эвтектичности серого чугуна. Существует возможность добиться твердости чугуна на уровне 260 НВ, варьируя концентрацией вводимого бора. Примерно такое же действие на характеристики серого чугуна оказывают добавки бора с алюминием. Промышленное значение легирования   чугуна бором состоит в возможности сообщения ему высоких показателей износостойкости без потери обрабатываемости.

На практике обычно применяют комплексное легирование, когда в серый чугун вводится не один, а сразу несколько различных элементов.

Сварка серого чугуна

К сварке чугуна обычно прибегают в следующих случаях:

  • при необходимости восстановить изношенные детали различных механизмов;
  • при изготовлении узлов и деталей комбинированного типа, состоящих из чугуна и чугуна в комбинации с прочими сплавами;
  • при устранении разного рода литейных дефектов.

Для сварки серого чугуна применяют различные методы: электродуговой, газовый, а также электроконтактный (при необходимости сварить детали из чугуна и меди, бронзы, латуни).

Эксплуатационные характеристики серого чугуна

Одним из важнейших его качеств является износостойкость, которая выражается скоростью потери металла и измеряется в весовых и линейных единицах.

Износостойкость

В свою очередь, износ бывает абразивный (возникающий при сухом трении) и эрозионно-кавитационный (возникающий при трении со смазкой).

В случае серого чугуна износостойкость поставлена в зависимость от таких его показателей, как структура и твердость. Высокой износостойкостью характеризуются те виды, в которых размеры графитовых включений минимальны. В то же самое время феррит в структуре серого чугуна демонстрирует свои полезные свойства лишь при невысоких скоростях и небольшом давлении (при трении качения и постоянном вращении в одну сторону). Как показывает практика, при трении скольжения и разностороннем вращении преимущества остаются за перлитной структурой серого чугуна.

Также износостойкость зависит и от твердости (с ростом этого показателя износостойкость повышается). Детали, подвергающиеся постоянному ударно-абразивному износу, должны обладать высокой твердостью. С этой целью и применяется легирование серого чугуна.

Герметичность

Данный показатель выражается скоростью утечки, снижением давления и изменениями пограничных параметров, появлением течи. Детали из чугуна, работающие в условиях давления газов или жидкостей, должны обладать высокой герметичностью: трубопроводы, арматура, элементы тормозных пневматических систем, гидроприводная аппаратура, резервуары, отливки компрессоров и насосов.

Снижению герметичности способствует наличие в структуре серого чугуна раковин и микропор. Особенно важно избежать в отливке т. н. транзитной микропористости, т. е. сообщающихся друг с другом пор.

Роль серого чугуна в станкостроении

Детали, изготовленные из серого чугуна, могут относиться к первому или второму классу отливок.

Отливки первого класса

К первому классу относят детали, требующие повышенной прочности и износостойкости: базы и корпуса станков. Прочность и жесткость всей конструкции определяется характеристиками чугуна в преобладающих по толщине деталях, которые должны обладать пределом прочности на растяжение порядка 25-30 кГ/мм, а также высоким модулем упругости — около 1,15-1,30. Учитывая, что по производственным причинам могут быть изготавливаться детали различной толщины стенок, рекомендуется использовать марки чугуна СЧ 21-40, СЧ 28-48, СЧ 32-52.

Как правило, детали первого класса принимают на себя высокие нагрузки, например зубчатые колеса или кронштейны. К стабильности их геометрической формы предъявляются весьма высокие требования. То же самое касается и деталей, которые работают в условиях сильного трения скольжения при обилии смазки и общей загрязненности. Также высокие нагрузки испытывают и детали, работающие в условиях трения качения, например станины различных станков (токарно-винторезных, горизонтально- и координатно-расточных, резьбошлифовальных, револьверных и пр.). Другими деталями, к которым предъявляются повышенные требования к стабильности геометрической формы, это поперечины, ползуны, шабровочные и поверочные плиты. Некоторые детали должны демонстрировать устойчивость геометрической формы и под давлением свыше 80 кг/см. Речь идет о корпусах насосов, цилиндрах, золотниках и прочих деталях гидро- и пневмоаппаратуры.

Отливки первого класса должны обладать твердостью и оптимальной микроструктурой. Так, направляющие на глубине 75% припуска на механическую обработку должны демонстрировать твердость как минимум 180 НВ (за исключением тяжелых отливок, вес которых превышает 7 т, или направляющих толщиной свыше 100 мм; для них требования к твердости уменьшаются на 10 единиц, до 170 НВ). В некоторых случаях, когда направляющим скольжения не грозят посторонние загрязнения, например при отсутствии контакта с направляющими других деталей, допускается аналогичное снижение твердости.

Что касается микроструктуры отливок, тут требования следующие. При весе отливок до 4 т и толщине направляющих до 60 мм микроструктура отливок должна представлять собой мелкопластинчатый высокодисперсный перлит, составляющий порядка 98% всего объема отливки. Остальной объем должен быть составлен мелкими (10-125 мкм) включениями графита, представляющими колонии или отдельные пластинки. При весе отливок 4-10 т и толщине направляющих до 100 мм процент перлита может быть снижен до 95%. Наиболее тяжелые станочные отливки — масса которых превышает 10 т или толщина направляющих у которых более метра, процент перлита в сером чугуне может составлять 90%, а размеры графитовых включений находятся в диапазоне 10-250 мкм.

Отливки второго класса

Ко второму классу обычно относят детали баз и корпусов станков, требующих повышенной прочности и износостойкости, в особенности на участках преобладающей толщины. Предел прочности на растяжение должен составлять не менее 20-25 кГ/мм3. Учитывая, что в станкостроении возникает потребность в отливках различного размера и толщины стенок, для гарантированного достижения необходимых показателей прочности специалисты рекомендуют использовать серый чугун следующих марок: СЧ 15-32, СЧ 21-40 и СЧ 28-48.

В отличие от отливок первого класса, работающих на износ, детали второго класса на износ не работают, но тем не менее к ним тоже предъявляются требования по сохранению стабильной геометрической формы. Это станины и салазки с направляющими многих станков, в частности токарно-винторезных, револьверных и пр. Легирование чугуна такими элементами, как хром, никель, молибден, позволяет достичь хороших показателей прочности и твердости.

См. также:

Серый чугун — обзор

Серый чугун

Серый чугун — это широкий термин, используемый для ряда чугунов, микроструктура которых характеризуется наличием чешуйчатого графита в железной матрице. Такие отливки часто содержат 2,5–4% углерода, 1–3% кремния и некоторые добавки марганца от 0,1 до 1,2%.

Это один из наиболее широко используемых сплавов железа. Прочность серого чугуна зависит от матрицы, в которую встроен графит (свободный углерод).Матрица может варьироваться от феррита до перлита и различных комбинаций двух фаз. Крупные хлопья графита снижают прочность и пластичность, поэтому для получения мелких хлопьев используются модификаторы.

Серый чугун назван в честь его серой изломанной поверхности, которая возникает из-за того, что чешуйки графита отклоняют проходящую трещину и создают бесчисленные новые трещины по мере разрушения материала. Белый чугун твердый и хрупкий. Серые чугуны более мягкие, с микроструктурой графита в матрице преобразованного аустенита и цементита.Чешуйки графита, которые представляют собой трехмерные розетки, имеют низкую плотность и, следовательно, компенсируют сжатие при замерзании, что дает хорошие отливки без пористости.

Чешуйки графита обладают хорошими характеристиками демпфирования и обрабатываемостью, поскольку графит действует как стружколом и смазывает режущие инструменты. В приложениях, связанных с износом, графит полезен, потому что он помогает удерживать смазочные материалы. Однако чешуйки графита также являются концентраторами напряжений, что снижает ударную вязкость.Таким образом, рекомендуемое прилагаемое напряжение растяжения составляет лишь четверть его фактического предела прочности на растяжение.

Известно, что сера в чугунах способствует образованию чешуек графита. Графит может быть вызван осаждением сфероидальной формы путем удаления серы из расплава с использованием небольшого количества карбида кальция. За этим следует небольшое количество магния или церия, которые отравляют предпочтительные направления роста и приводят к изотропному росту, в результате чего образуются сфероиды графита.Обработка кальцием необходима перед добавлением магния, потому что 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 кремний в форме ферросилиция также добавляется для обеспечения осаждения углерода в виде графита.Ферросилиций является модификатором в системе.

Серый чугун — самая старая и самая распространенная форма чугуна. В результате многие считают, что это единственная форма чугуна, и термины чугун и серый чугун используются взаимозаменяемо. К сожалению, единственное общеизвестное свойство серого чугуна — хрупкость — также присваивается «чугуну» и, следовательно, всем чугунам. Серый чугун назван так потому, что его трещина имеет серый цвет. Он содержит углерод в виде чешуек графита в матрице, состоящей из феррита, перлита или их смеси.

Текучесть жидкого серого чугуна и его расширение во время затвердевания из-за образования графита сделали этот металл идеальным для экономичного производства безусадочных сложных отливок, таких как блоки цилиндров.

Чешуйчатая форма графита в сером чугуне оказывает доминирующее влияние на его механические свойства. Чешуйки графита действуют как концентраторы напряжений, которые могут преждевременно вызвать локализованное пластическое течение при низких напряжениях и инициировать разрушение матрицы при более высоких напряжениях.В результате серый чугун не проявляет упругих свойств и разрушается при растяжении без значительной пластической деформации, но имеет отличные демпфирующие характеристики. Наличие чешуек графита также придает серому чугуну отличную обрабатываемость и самосмазывающиеся свойства.

ASTM Specification A-48 перечисляет несколько классов серого чугуна в зависимости от прочности на разрыв. Определен диапазон прочности на разрыв от 20 до 60 тысяч фунтов на квадратный дюйм.

Чугун с пределом прочности на разрыв более 40 тысяч фунтов на квадратный дюйм считается высокопрочным чугуном.

Прочность на сжатие для многих применений намного важнее прочности на разрыв, и во многих случаях серый чугун работает лучше, чем сталь, в приложениях с нагружением сжатием.

Свойства и химический состав серого чугуна

Свойства и химический состав серого чугуна | Литье в песчаные формы, литье по выплавляемым моделям и обработка с ЧПУ в Китае

30 июля 2010 г.

Серый чугун (отливки из серого чугуна) называют так из-за цвета поверхности излома.Он содержит 1,5-4,3% углерода и 0,3-5% кремния, плюс марганец, серу и фосфор. Он хрупкий, имеет низкую прочность на разрыв, но его легко отлить.

Все данные в этом документе относятся к китайскому стандарту GB / T 9439-1988. Qingdao Casting Quality напишите все материалы из справочника.

www.castingquality.com

Наши услуги

  1. Качество литья с упором на промышленность металлических деталей, мы предоставляем профессиональные услуги в области литья металлов.

    Литье в песчаные формы — это популярный метод формования металлов, подходит для всех материалов, таких как серый чугун, ковкий чугун, ковкий чугун, углеродистая сталь, нержавеющая сталь, алюминий и бронза.

    Просмотров: 3071

  2. также называют прецизионным литьем по выплавляемым моделям, в основном подходит для деталей из углеродистой и нержавеющей стали. Мы также производим детали из серого и высокопрочного чугуна, алюминия и бронзы методом литья по выплавляемым моделям. Он может достичь наилучшего внешнего вида с хорошей переносимостью

    Просмотров: 3071

  3. Метод раковинного литья — хороший вариант для замены литья по выплавляемым моделям и литья в песчаные формы.качество лучше, чем детали для литья в песчаные формы, пригодные для массового производства.

    Просмотров: 3071

  4. Фрезерование с ЧПУ, токарная обработка с ЧПУ с центром с ЧПУ 5 xix, мы обеспечиваем прецизионную обработку всех отливок по чертежам заказчика.

    Просмотров: 3071

  5. Услуги по механическому проектированию, основанные на требованиях клиентов, наше программное обеспечение — Solidworks и AutoCAD.

    Просмотров: 3071

  6. Проектирование и производство пресс-форм будет обслуживаться для индустрии литья металлов и литья пластмасс под давлением.Основываясь на нашем более чем 10-летнем опыте, мы поставляем профессиональные формы для наших клиентов в Европе и Северной Америке.

    Просмотров: 3071

Свойство серого чугуна

Предел прочности при растяжении образца отливки для серого чугуна

Серый чугун марки Отдельный образец

Предел прочности при растяжении
σb≥ / МПа

Отливки из серого чугуна
Толщина стенки
/ мм
Предел прочности при растяжении
σb≥ / МПа
HT100 100> 2.5 ~ 10
> 10 ~ 20
> 20 ~ 30
> 30 ~ 40
130
100
90
80
HT150 150> 2,5 ~ 10
> 10 ~ 20
> 20 ~ 30
> 30 ~ 40
175
145
130
120
HT200 200> 2,5 ~ 10
> 10 ~ 20
> 20 ~ 30
> 30 ~ 40
220
195
170
160
HT250 250> 4.0 ~ 10
> 10 ~ 20
> 20 ~ 30
> 30 ~ 50
270
240
220
200
HT300 300> 10 ~ 20
> 20 ~ 30
> 30 ~ 50
290
250
230
HT350 350> 10 ~ 20
> 20 ~ 30
> 30 ~ 50
340
290
260

www.castingquality.com

.com

Свойство прочности на разрыв прикрепленных образцов отливок

Серый чугун марки Толщина стенки
/ мм
Предел прочности при растяжении σb≥ / МПа Предел прочности при растяжении (для справки)

σb≥ / МПа

Прилагаемый тестовый купон Прикрепленный испытательный блок
φ30 мм φ50 мм R15 мм R25 мм
HT150> 20 ~ 40
> 40 ~ 80
> 80 ~ 150
> 150 ~ 300
130
115


(115)
105
100
120
110



100
90
120
105
90
80
HT200> 20 ~ 40
> 40 ~ 80
> 80 ~ 150
> 150 ~ 300
180
160


(155)
145
135
170
150



140
130
165
145
130
120
HT250> 20 ~ 40
> 40 ~ 80
> 80 ~ 150
> 150 ~ 300
220
200


(190)
180
165
(210)
190



170
160
205
180
165
150
HT300> 20 ~ 40
> 40 ~ 80
> 80 ~ 150
> 150 ~ 300
260
235


(230)
210
195
(250)
225



200
185
245
215
195
180
HT350> 20 ~ 40
> 40 ~ 80
> 80 ~ 150
> 150 ~ 300
300
270


(265)
240
215
(290)
260



230
210
285
255
225
205

Прочие механические свойства отливок из серого чугуна

Марка Прочность на сжатие
σbc / МПа
Прочность на сдвиг
τb / МПа
Испытания на удар
αKV / (Дж / см2)
Безопасный диапазон напряжений
σ-1 / МПа
Модуль упругости
Ε / ГПа
HT150 500 ~ 700 150 ~ 250 60 ~ 90 70 ~ 90
HT200 600 ~ 800 200 ~ 300 2 ~ 5 80 ~ 90 80 ~ 110
HT250 800 ~ 1000 250 ~ 350 4 ~ 8 100 ~ 140 100 ~ 130
HT300 1000 ~ 1200 300 ~ 450 7 ~ 10 120 ~ 160 120 ~ 140
HT350 1100 ~ 1300 350 ~ 500 9 ~ 11 140 ~ 180 130 ~ 160

Твердость отливок из серого чугуна

Серый чугун марки Класс твердости Диапазон твердости
HBS
Металлография
HT100 х 245 ≤170 Феррит
HT150 х 275 150 ~ 200 Феррит + Перлит
HT200 х295 170 ~ 220 Перлит
HT250 h315 190 ~ 240 Перлит
HT300 h335 210 ~ 260 Перлит (модифицированный чугун)
HT350 х355 230 ~ 280 Перлит (модифицированный чугун)

Серый чугун Термическая обработка отливок

Масса отливки
кг
Начальная температура
/ οC
Скорость нагрева
/ (οC / ч)
Температура хранения / οC Время сохранения тепла
/ ч
Скорость охлаждения
/ (οC / ч)
Конечная температура
/ οC
Чугун Низколегированный чугун
Простые отливки
<200 ≤200 ≤100 500 ~ 550 550 ~ 570 4 ~ 6 30 200
200 ~ 2500 ≤200 ≤80 500 ~ 550 550 ~ 570 6 ~ 8 30 200
> 2500 ≤200 ≤60 500 ~ 550 550 ~ 570 8 30 200
Прецизионное литье
<200 ≤200 ≤100 500 ~ 550 550 ~ 570 4 ~ 6 20 200
200 ~ 2500 ≤200 ≤80 500 ~ 550 550 ~ 570 6 ~ 8 20 200

Отливка из серого чугуна, химический состав не упоминается ни в одном стандарте, поэтому мы предлагаем только следующий химический состав на основе фактического производства.

Марка Толщина стенки
/ мм
С Si Мн пол
S
HT100 3,4 ~ 3,9 2,1 ~ 2,6 0,5 ~ 0,8 0,3 0,15
HT150 <30
30 ~ 50
> 50
3,3 ~ 3,5
3,2 ~ 3,5
3,2 ~ 3,5
2,0 ~ 2,4
1.9 ~ 2,3
1,8 ~ 2,2
0,5 ~ 0,8
0,5 ~ 0,8
0,6 ~ 0,9
0,2
0,2
0,2
0,12
0,12
0,12
HT200 <30
30 ~ 50
> 50
3,2 ~ 3,5
3,1 ~ 3,4
3,0 ~ 3,3
1,6 ~ 2,0
1,5 ~ 1,8
1,4 ~ 1,6
1,7 ~ 0,9
0,8 ~ 1,0
0,8 ~ 1,0
0,15
0,15
0,15
0,12
0,12
0,12
HT250 <30
30 ~ 50
> 50
3.0 ~ 3,3
2,9 ~ 3,2
2,8 ~ 3,1
1,4 ~ 1,7
1,3 ~ 1,6
1,2 ~ 1,5
0,8 ~ 1,0
0,9 ~ 1,1
1,0 ~ 1,2
0,15
0,15
0,15
0,12
0,12
0,12
HT300 <30
30 ~ 50
> 50
2,9 ~ 3,2
2,9 ~ 3,2
2,8 ~ 3,1
1,4 ~ 1,7
1,2 ~ 1,5
1,1 ~ 1,4
0,8 ~ 1,0
0,9 ~ 1,1
1,0 ~ 1,2
0,15
0,15
0,15
0.10
0,10
0,10

Серый чугун Сравнить

Индекс Страна Серый чугун марки
1 Китай HT350 HT300 HT250 HT200 HT150 HT100
2 Японский FC350 FC300 FC250 FC200 FC150 FC100
3 США НЕТ.60 № 50 № 45 №35 / №40 № 30 № 25 № 20
4 Россия СЧ40 CЧ35 СЧ30 CЧ24 / CЧ25 CЧ18 / CЧ20 / CЧ21 СЧ15 CЧ10
5 Германия GG40 GG35 GG30 GG25 GG20 GG15 GG10
6 Италия G35 G30 G25 G20 G15 G10
7 Франция FGL400 FGL350 FGL300 FGL250 FGL200 FGL150
8 Англия 400 350 300 260 180/220 150 100
9 Польша Z140 Z135 Z130 Z125 Z120 Z115
10 Индия FG400 FG350 FG300 FG260 FG200 FG150
11 Румыния FC400 FC350 FC300 FC250 FC200 FC150
12 Испанский FG35 FG30 FG25 FG20 FG15
13 Бельгия FGG40 FGG35 FGG30 FGG25 FGG20 FGG15 FGG10
14 Австралия Т400 Т350 Т300 T260 Т220 Т150
15 Швеция O140 O135 O130 O125 O120 O115 O110
16 Венгрия OV40 OV35 OV30 OV25 OV20 OV15
17 Болгария Вч45 Вч40 Вч35 Вч30 Вч25
18 ISO 350 300 250 200 150 100
19 COPANT FG400 FG350 FG300 FG250 FG200 FG150 FG100
20 Тайвань (Китай) FC300 FC250 FC200 FC150 FC100
21 Голландия GG35 GG30 GG25 GG20 GG15
22 Люксембург FGG40 FGG35 FGG30 FGG25 FGG20 FGG15
23 Австрия GG35 GG30 GG25 GG20 GG15
24 Europa-Norm EN-GJL-350 EN-GJL-300 EN-GJL-250 EN-GJL-200 EN-GJL-150

Отливки из серого чугуна

Чугунные колеса

были изготовлены методом литья в песчаные формы, они также называются направляющими роликами или гусеничными роликами для железных дорог, опорными колесами с фланцами, опорными роликами с фланцами, промышленными опорными колесами, стальными рельсовыми колесами.

Корпус шпинделя из ковкого чугуна

Корпус шпинделя для вала, штока или подшипника. Производство: литье в песчаные формы. Материал: литье из высокопрочного чугуна GGG40, GGG50, GGG60, GGG70, GGG80 Качество отливки Промышленные поставки Обработка с ЧПУ для отливок корпуса шпинделя в Китае. Просмотров: 440 Ключевые слова: литье из высокопрочного чугуна

.

Чугунные гильзы цилиндров

Метод литья: литье в песчаные формы или центробежное литье. Прецизионная обработка: токарная обработка и шлифование. Материал: серый чугун HT250; GG20; Гильза цилиндра FC25 — центральная рабочая часть Просмотров: 468 Ключевые слова: литье в песчаные формы, литье из серого чугуна, центробежное литье

Запасные части для направляющих устройств и насосов

Процесс литья в песчаные формы с ЧПУ; Серый чугун (серый чугун), материал HT200 / GG20 / GG25; Направляющее устройство насоса Фитинги со статическим балансом, с защитой от краски Просмотров: 107 Ключевые слова: литье из серого чугуна, литье насосной арматуры

Чугун Отливки рабочего колеса водяных насосов.Основной материал — серый чугун GG20 / HT200 / HT300. Метод литья в песчаные формы с ЧПУ и статической балансировкой. Просмотров: 99 Ключевые слова: литье насосной арматуры

Фитинги из ковкого чугуна, материал ниппеля ковкий чугун 300-6. Черная поверхность или горячая поверхность (белая). Литье в песчаные формы, горячее погружение с резьбой Механическая обработка. Стандарт: EN 10242, DIN 2950 Просмотров: 135 Ключевые слова: литье из ковкого чугуна

Просмотров: 3071

13 апреля 2021 г.

ошибка: Предупреждение: Спасибо за интерес, но статья защищена! Вы можете нажать на верхний правый адрес электронной почты!

Серый чугун — Научно-исследовательский институт чугунного литья, Inc.

Серый чугун — уникальный инженерный материал

от
D.E. Краузе, исполнительный директор, 1940-1973 гг.
(Научно-исследовательский институт серого чугуна)
Научно-исследовательский институт чугунного литья

ССЫЛКА: Krause, DE, «Серый чугун — уникальный технический материал» Отливки из серого, ковкого и ковкого чугуна — текущие возможности, ASTM STP 455, Американское общество испытаний и материалов, Филадельфия, 1969, стр. 3-28 .

РЕФЕРАТ: Серый чугун — самый универсальный из всех металлов для литья.Высокое содержание углерода обеспечивает легкость плавки и литья в литейном производстве, а также легкость обработки при последующем производстве. Низкая степень или отсутствие усадки и высокая текучесть обеспечивают максимальную свободу проектирования для инженера. Путем соответствующей корректировки состава и выбора метода литья предел прочности при растяжении можно изменять от менее 20000 фунтов на квадратный дюйм до более 60000 фунтов на квадратный дюйм, а твердость — от 100 до 300 BHN в литом состоянии. Посредством последующей термообработки твердость может быть увеличена до H g. Следует тщательно проверить, прежде чем указывать более высокую степень прочности и твердости железа.Излишнее увеличение прочности и твердости может увеличить стоимость отливки, а также увеличить стоимость обработки из-за более низких скоростей обработки. Хотя соотношение между твердостью по Бринеллю и пределом прочности на разрыв для серого чугуна не является постоянным, показаны данные, которые позволят использовать испытание на твердость по Бринеллю для оценки минимального предела прочности чугуна в отливке.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: отливки из серого чугуна , проектирование отливок, методы литья, отливки из ковкого чугуна, отливки из ковкого чугуна, металлы, испытания, оценка

7 сентября 1990 г.

Кому: Всем читателям репортажа Д.E Krause

Хотя этот краткий технический документ, первоначально представленный в 1969 году, по-прежнему является одним из лучших обзоров металлургии и свойств серого чугуна, мы обращаем ваше внимание на один пункт, на который недавние исследования и опыт литейного производства пролили больше света. Дело в эффектах марганца и серы.

В отличие от традиционного взгляда на эти элементарные эффекты, отмеченного здесь, работы 1980-х годов подтверждают, что во многих случаях уровни марганца сверх этого количества в сочетании с серой (около 1.В 7 раз выше уровня серы) имеют тенденцию к снижению прочности и твердости за счет увеличения количества феррита. Однако низкие уровни, слишком близкие к этому «сбалансированному соотношению» 1,7, как правило, способствуют более высокой и более неустойчивой твердости и / или карбидов.

Следовательно, для большинства применений оптимальный рабочий уровень марганца составляет примерно (1,7 x% серы), от + 0,3% до 0,5%. Например, для чугуна с содержанием серы 0,10% оптимальный диапазон для марганца будет от 0,47% до 0,67%. При приближении к нижнему пределу диапазона обычно сохраняется более высокая твердость и предел прочности на разрыв, а при приближении к верхнему пределу уменьшается и то, и другое.На этот эффект также влияют другие металлургические условия, характерные для каждого основного чугуна, поэтому необходимо определять оптимальный диапазон для каждой конкретной операции плавки.

Мы надеемся, что это разъяснение будет информативным и полезным как для производителей литья, так и для пользователей.

Уильям Ф. Шоу, исполнительный директор, Научно-исследовательский институт чугунного литья


Серый чугун — один из старейших черных металлов. Несмотря на конкуренцию со стороны новых материалов и их активную пропаганду, серый чугун по-прежнему используется в тех областях, где его свойства доказали, что это наиболее подходящий материал из имеющихся.После кованой стали серый чугун является наиболее широко используемым металлическим материалом для инженерных целей. В 1967 году производство отливок из серого чугуна превысило 14 миллионов тонн, что примерно в два с половиной раза превышает объем всех других типов отливок вместе взятых. Его популярность и широкое распространение объясняются несколькими причинами. Он имеет ряд желаемых характеристик, которыми не обладает ни один другой металл, и при этом является одним из самых дешевых из черных металлов, доступных инженеру. Отливки из серого чугуна доступны почти во всех промышленных областях и могут быть произведены в литейных цехах, что требует сравнительно небольших инвестиций.Цель данной статьи — привлечь ваше внимание к характеристикам серого чугуна, которые делают этот материал столь полезным.

Серый чугун — один из металлов, которые легче всего лить в литейном производстве. У него самая низкая температура разливки среди черных металлов, что отражается в его высокой текучести и способности принимать сложные формы. Вследствие особенности на заключительных стадиях затвердевания он имеет очень низкую, а в некоторых случаях вовсе не усадку от жидкости к твердому телу, так что легко получить надежные отливки.В большинстве случаев серый чугун используется в литом состоянии, что упрощает производство. Серый чугун обладает отличными обрабатывающими свойствами, легко удаляет стружку и дает поверхность с превосходными характеристиками износа. Стойкость серого чугуна к задирам и истиранию при правильной матрице и структуре графита является общепризнанной.

Отливки из серого чугуна можно производить практически любым известным литейным способом. Как ни удивительно, несмотря на то, что серый чугун является старым материалом и широко используется в инженерном строительстве, его металлургия не была полностью изучена до сравнительно недавнего времени.Механические свойства серого чугуна определяются не только составом, но также в значительной степени зависят от литейной практики, особенно от скорости охлаждения отливки. Весь углерод в сером чугуне, кроме того, который соединен с железом с образованием перлита в матрице, присутствует в виде графита в виде чешуек различного размера и формы. Именно наличие этих хлопьев, образовавшихся при затвердевании, характеризует серый чугун. Присутствие этих хлопьев также придает серому чугуну большинство желаемых свойств.

Металлургия серого чугуна

MacKenzie [1] в своей лекции памяти Хоу 1944 года назвал чугун «сталью плюс графит». Хотя это простое определение все еще применимо, на свойства серого чугуна влияет количество присутствующего графита, а также форма, размер и распределение чешуек графита. Хотя матрица напоминает сталь, содержание кремния обычно выше, чем в литых сталях, и более высокое содержание кремния вместе со скоростью охлаждения влияет на количество углерода в матрице.Серый чугун относится к семейству высокоуглеродистых кремниевых сплавов, которые включают ковкий и шаровидный чугун. За исключением магния или других шаровидных элементов в чугуне с шаровидным графитом, за счет различных методов плавки и литья можно производить все три материала из одного и того же состава. Несмотря на широкое использование серого чугуна, многие пользователи и даже производители этого материала не понимают его металлургию. Одно из первых и наиболее полных обсуждений механизма затвердевания чугунов было дано в 1946 г. Бойлсом [2].Подробные обсуждения металлургии серого чугуна можно найти в легко доступных справочниках [3-7]. Самый последний обзор металлургии чугуна и образования графита сделан Визером и др. [8]. Чтобы избежать ненужного дублирования информации, здесь будут обсуждаться только наиболее важные особенности металлургии серого чугуна.

Состав

Серый чугун коммерчески производится с широким диапазоном составов. Литейные заводы, отвечающие одним и тем же требованиям, могут использовать разные составы, чтобы использовать более дешевое сырье, доступное на месте, и общий характер типа отливок, производимых в литейном цехе.По этим причинам следует избегать включения химического состава в спецификации для отливок, если только это не является существенным для применения. Диапазон составов, которые можно найти в отливках из серого чугуна, следующий: общий углерод от 2,75 до 4,00 процентов; кремний от 0,75 до 3,00 процентов; марганец от 0,25 до 1,50 процента; сера от 0,02 до 0,20 процента; фосфор от 0,02 до 0,75 процента. Один или несколько из следующих легирующих элементов могут присутствовать в различных количествах: молибден, медь, никель, ванадий, титан, олово, сурьма и хром.Азот обычно присутствует в диапазоне от 20 до 92 частей на миллион.

Концентрация некоторых элементов может превышать указанные выше пределы, но обычно диапазоны меньше указанных.

Углерод на сегодняшний день является наиболее важным элементом серого чугуна. За исключением углерода в перлите матрицы, углерод присутствует в виде графита. Графит присутствует в виде чешуек и как таковой значительно снижает предел прочности матрицы на разрыв. Можно производить все марки чугуна согласно Спецификации ASTM для отливок из серого чугуна (A 48-64), просто регулируя содержание углерода и кремния в чугуне.Было бы невозможно производить серый чугун без соответствующего количества кремния. Добавление кремния снижает растворимость углерода в железе, а также снижает содержание углерода в эвтектике. Эвтектика железа и углерода составляет около 4,3%. Добавление каждого 1,00% кремния снижает количество углерода в эвтектике на 0,33%. Поскольку углерод и кремний являются двумя основными элементами в сером чугуне, совокупное влияние этих элементов в виде процента углерода плюс 1 / с процента кремния называется углеродным эквивалентом (CE).Серые чугуны, имеющие значение углеродного эквивалента менее 4,3%, называются доэвтектическими чугунами, а чугуны с углеродным эквивалентом более 4,3% называются заэвтектическими чугунами. Для доэвтектического железа в автомобильной и смежных отраслях каждое увеличение значения углеродного эквивалента на 0,10% снижает предел прочности на разрыв примерно на 2700 фунтов на квадратный дюйм.

Если скорость охлаждения или затвердевания слишком велика для выбранного значения углеродного эквивалента. железо может замерзать в метастабильной системе железо-карбид железа, а не в стабильной системе железо-графит, что приводит к твердым или закаленным краям отливок.Значение углеродного эквивалента может быть изменено путем изменения содержания углерода и кремния или их обоих. Увеличение содержания кремния в большей степени влияет на уменьшение твердых кромок, чем увеличение содержания углерода до того же значения углеродного эквивалента. Кремний имеет другие эффекты, кроме изменения содержания углерода в эвтектике. Увеличение содержания кремния снижает содержание углерода в перлите и повышает температуру превращения феррита плюс перлит в аустенит. Это влияние кремния на критические интервалы обсуждалось Редером [9].

Наиболее распространенный диапазон содержания марганца в сером чугуне составляет от 0,55 до 0,75 процента. Увеличение содержания марганца способствует образованию перлита при охлаждении в критическом диапазоне. Следует признать, что эффективна только та часть марганца, которая не сочетается с серой. Фактически вся сера в сером чугуне присутствует в виде сульфида марганца, а количество марганца, необходимого для этой цели, в 1,7 раза превышает содержание серы. Марганец часто превышает 1.00 процентов, но в некоторых типах отливок из сырого песка могут встречаться поры.

Сера редко преднамеренно добавляется в серый чугун и обычно поступает из кокса в процессе вагранки. Сера до 0,15 процента способствует образованию графита типа А. Где-то выше 0,17 процента сера может привести к образованию раковин в отливках из сырого песка. Большинство литейных заводов поддерживают содержание серы ниже 0,15 процента, при этом от 0,09 до 0,12 процента, что является обычным диапазоном для вагранки чугуна.Колло и Тим [10] сообщают, что если содержание серы будет снижено до очень низкого значения вместе с низким содержанием фосфора и кремния, в результате получится более прочное железо, которое было обозначено как «TG», или прочный графитовый чугун.

Содержание фосфора в отливках из серого чугуна с высокой производительностью составляет менее 0,15 процента, при нынешней тенденции к увеличению количества стали в шихте; содержание фосфора ниже 0,10% является обычным явлением. Фосфор обычно встречается в виде эвтектики железо-железо-фосфид, хотя в некоторых чугунах с более высоким содержанием углерода может образовываться тройная эвтектика железо-железо-фосфид-железо-карбид.Эта эвтектика будет находиться на границах эвтектических ячеек, и при содержании фосфора выше 0,20% может наблюдаться снижение обрабатываемости. Содержание фосфора более 0,10% нежелательно в чугунах с низким углеродным эквивалентом, используемых для головок и блоков двигателей и других применений, требующих герметичности. Для повышения износостойкости содержание фосфора часто увеличивается до 0,50 процента и выше, как в автомобильных поршневых кольцах. На этом уровне фосфор также улучшает текучесть чугуна и увеличивает жесткость окончательной отливки.

Медь и никель ведут себя в чугуне аналогичным образом. Они укрепляют матрицу и уменьшают склонность к образованию твердых кромок на отливках. Поскольку они являются мягкими графитизаторами, они часто заменяют часть кремния в сером чугуне. Аустенитный серый чугун может быть получен путем увеличения содержания никеля примерно до 15 процентов вместе с примерно 6 процентами меди или до 20 процентов без меди, как показано в Спецификации ASTM для отливок из аустенитного серого чугуна (A 436-63).

Хром обычно присутствует в количествах ниже 0.10 процентов как остаточный элемент, перенесенный из шихтовых материалов. Хром часто добавляют для повышения твердости и прочности серого чугуна, и для этого уровень хрома повышается до 0,20–0,35 процента. За пределами этого диапазона необходимо добавить графитизатор, чтобы избежать образования карбидов и твердых кромок. Хром улучшает свойства серого чугуна при повышенных температурах.

Одним из наиболее широко используемых легирующих элементов с целью повышения прочности является молибден.Его добавляют в количестве от 0,20 до 0,75 процента, хотя наиболее распространенный диапазон составляет от 0,35 до 0,55 процента. Наилучшие результаты достигаются при содержании фосфора ниже 0,10 процента, поскольку молибден образует сложную эвтектику с фосфором и, таким образом, снижает его легирующий эффект. Молибден широко используется для улучшения свойств серого чугуна при повышенных температурах. Поскольку модуль упругости молибдена достаточно высок, добавки молибдена к серому чугуну увеличивают его модуль упругости.

Ванадий действует на серое чугун так же, как и молибден, но его концентрация должна быть меньше нуля.15 процентов, если нужно избегать карбидов. Даже в таких небольших количествах ванадий благотворно влияет на свойства серого чугуна при повышенных температурах.

О положительном влиянии относительно небольших добавок олова (менее 0,10%) на стабильность перлита в сером чугуне сообщили Davis et al [11]. О результатах широкого использования олова в автомобильных двигателях сообщили Таш и Кейдж [12]. Его использование особенно полезно в сложных отливках, в которых некоторые секции довольно медленно охлаждаются в температурном интервале Ar3.Было обнаружено, что добавка до 0,05% сурьмы имеет аналогичный эффект. В больших количествах эти элементы имеют тенденцию снижать ударную вязкость и ударную вязкость серого чугуна, поэтому необходим тщательный контроль за их использованием.

Хотя большинство серого чугуна содержат некоторое количество титана, и влияние титана на механические свойства исследовалось много раз, только недавно Сиссенер и Эрикссон [13] сообщили о влиянии титана, восстановленного из титансодержащего шлака в электрической дуге. печь.При содержании титана от 0,15 до 0,20 процента чешуйки графита имеют тенденцию возникать как графит типа D, а не преимущественно типа A, что обычно считается желательным. Они обнаружили, что для чугунов с углеродным эквивалентом менее 3,9 процента добавление титана имеет тенденцию к снижению прочности на разрыв. но для чугунов с более высоким углеродным эквивалентом прочность на разрыв повышается. Увеличение содержания титана в сером чугуне с 0,05 до 0,14 процента за счет использования чугуна, содержащего титан, увеличило прочность заэвтектического чугуна в соответствии со спецификацией ASTM A 48 испытательным стержнем A (7/8 дюйма.диаметр) от 22000 до 34000 фунтов на квадратный дюйм. Дальнейшая работа ведется с добавками титана.

Нормально. азот не считается легирующим элементом и обычно встречается в сером чугуне в результате присутствия в шихтовых материалах. Моррог [14] сообщил, что при более высоком уровне азота чешуйки графита становятся короче, а прочность железа повышается. Серый чугун обычно содержит от 20 до 92 частей на миллион (от 0,002 до 0,008 процента) азота. Если содержание азота приближается или превышает 100 частей на миллион, может возникнуть неисправность, если содержание титана недостаточно для соединения с азотом.

Влияние размера секции на конструкцию

Считается, что все литые металлы чувствительны к сечению. По мере увеличения размера раздела. скорость затвердевания снижается с сопутствующим увеличением размера зерна и последующим уменьшением прочности на разрыв. Влияние скорости замерзания на прочность и твердость в сером чугуне более выражено, чем в других литых металлах. Это результат механизма затвердевания. Для доэвтектического железа первой фазой, отделяющейся при охлаждении, является аустенит в форме дендритов при температуре ликвидуса.По мере охлаждения дендриты аустенита растут, а оставшаяся жидкость обогащается углеродом до тех пор, пока эвтектический состав не составляет 4,3 процента углеродного эквивалента. Это происходит при температуре около 2092 ° F в зависимости от содержания кремния. При этой температуре одновременно осаждаются эвтектические аустенит и графит в виде чешуек.

Осаждение аустенит-графита происходит в нескольких центрах или зародышах, и они увеличиваются в размере до тех пор, пока вся жидкость не уйдет, создавая структуру ячеистого типа.В течение этого периода роста клеток фосфор отклоняется к границам клеток и замерзает в виде эвтектики при температуре около 1792 ° F. Присутствие фосфора на границах ячеек позволяет четко их выявить путем травления реактивом Стеда. Показано, что чешуйки графита растут только в пределах ячейки и связаны между собой. Размер ячейки зависит от степени зародышеобразования железа и скорости замораживания. Оно будет варьироваться от 500 до 25 000 ячеек на квадратный дюйм.

Поскольку графит имеет гораздо более низкую плотность, чем железо, нормальное сжатие, которое произойдет, когда железо перейдет из жидкого состояния в твердое, полностью компенсируется образованием графита. Для чугуна с обозначением ASTM A 48, класс 30B усадка практически отсутствует, так что качественные отливки легко производятся при условии, что форма имеет адекватную жесткость. Структура графита, наблюдаемая в сером чугуне, полностью устанавливается к тому времени, когда железо затвердевает. При дальнейшем охлаждении на чешуйках графита осаждается некоторое количество углерода до тех пор, пока не будет достигнута температура Ar3.В результате высокого содержания кремния в сером чугуне превращение аустенита в перлит и феррит не происходит при фиксированной температуре, а происходит в температурном диапазоне, называемом «перлитным интервалом» и полностью объясненным Бойлсом [15]. Поскольку присутствие кремния делает карбид железа нестабильным, пропорция феррита и перлита в матрице после завершения преобразования будет зависеть от скорости охлаждения в этом температурном диапазоне. Для тяжелых профилей и высокого содержания кремния матрица может быть полностью ферритной.

Тип, форму и размер чешуек графита можно определить, следуя процедуре, описанной в методе ASTM для оценки микроструктуры графита в чугунных отливках (A 247-67). Поскольку графит является относительно мягким материалом, необходимо проявлять особую осторожность при подготовке образца для металлографического исследования. Если все сделано неправильно, истинная форма графита может быть не видна из-за деформированного металла, растекавшегося по графиту. Истинное изображение графита будет раскрыто только после нескольких операций травления и полировки.

Процессы литья

Для производства отливок из серого чугуна используется несколько процессов формования. Некоторые из них оказывают заметное влияние на структуру и свойства получаемой отливки. Выбор конкретного процесса зависит от ряда факторов, и во многом с этим связана конструкция отливки. Процессы с использованием песка в качестве формовочной среды в некоторой степени аналогичным образом влияют на скорость затвердевания отливки, в то время как процесс постоянной формовки оказывает очень заметное влияние на структуру и свойства.

Формовка из сырого песка часто является наиболее экономичным методом производства отливок. До внедрения формования под высоким давлением и очень жесткого оборудования для опок точность размеров не была такой хорошей, как при формовании корпуса. Если формы из сырого песка недостаточно твердые или прочные, во время затвердевания может иметь место некоторое движение стенок формы, что приведет к появлению дефектов усадки. Хотя отливки весом до 1000 фунтов и более можно изготавливать из сырого песка, он обычно используется для отливок средних и малых размеров.Для более крупных отливок на поверхности формы иногда опрыскивают чернильной смесью и сушат кожу, чтобы получить более чистую поверхность на отливке. Эта процедура часто используется на блоках двигателя.

Для того, чтобы выдерживать повышенное ферростатическое давление, возникающее при разливке более крупных отливок; часто используются сухие песчаные формы. В некоторых случаях используется тот же песок, что и для формовки из сырого песка, хотя обычно добавляют другое связующее для увеличения прочности в сухом состоянии.

Процесс формования оболочки также используется для изготовления стержней, которые используются в других типах форм, помимо форм для раковин.Его главное преимущество заключается в способности упрочнять форму или стержень в контакте с нагретым металлическим узором, что повышает точность изготовления стержня или формы. Помимо повышенной точности, отливка получается намного более чистой, чем при использовании любого другого высокопроизводительного процесса. Хотя методы и связующие для горячего ящика и новейшие процессы холодного ящика отличаются от тех, которые используются для процесса формования оболочки, принцип аналогичен в том, что ядро ​​затвердевает при контакте с рисунком.

Центробежное литье чугуна в металлических формах с водяным охлаждением широко используется в производстве чугунных труб, а также для некоторых других применений. С использованием песка или другой огнеупорной футеровки металлических форм этот процесс используется для изготовления больших гильз цилиндров.

Для некоторых типов отливок процесс постоянной формы является очень удовлетворительным, и его возможности были описаны Фраем [16]. Поскольку скорость охлаждения или замерзания чугуна, отлитого в постоянные формы, довольно высока, более тонкие участки отливки будут содержать цементит.Для удаления цементита отливки должны быть отожжены, и обычно отжигают все отливки. Самый экономичный состав чугуна для неразъемных отливок — заэвтектический. Этот тип чугуна расширяется при затвердевании, и, поскольку формы очень жесткие, давление, возникающее при отделении графита во время замерзания эвтектики, обеспечивает герметичное литье. Поскольку графит встречается преимущественно как тип D с очень мелкими хлопьями, отливки в постоянные формы могут иметь очень чистую отделку.По этой причине он находит широкое применение при изготовлении клапанных пластин для холодильных компрессоров. Этот процесс также идеально подходит для таких компонентов, как автомобильные тормозные цилиндры и гидроклапаны. Хотя преимущественно графитовая структура типа D в отливках в постоянные формы с ферритной матрицей имеет гораздо более высокую прочность, чем отливки в песчаные формы с сопоставимым содержанием графита, эта структура не считается идеальной для применений с пограничной смазкой. Однако отливки очень хорошо работают в масляной ванне.

Если не требуются какие-либо особые свойства и они не достигаются только с помощью определенного процесса литья, обычно выбираемый метод дает отливки с наименьшими затратами для готовой детали.

Дизайн литья

Существует ряд требований, которые должны быть выполнены, прежде чем конструкция отливки может считаться полностью удовлетворительной. В некоторых отношениях конструкция отливки для серого чугуна несколько проще, чем для любого другого литейного металла, поскольку усадка при затвердевании минимальна, а для более мягких марок вообще отсутствует.За некоторыми исключениями, проблема подачи металла в более тяжелые секции не требует особого внимания. Усадка моделистов также невысока. Низкие характеристики усадки способствуют отсутствию горячих разрывов, встречающихся в некоторых других литейных металлах. Эти факторы предоставляют инженеру большую свободу проектирования.

Хотя отливка должна быть спроектирована так, чтобы выдерживать прилагаемые к ней нагрузки, во многих случаях прогиб под нагрузкой является первостепенным для обеспечения надлежащего выравнивания компонентов под нагрузкой.Существует ряд справочников, содержащих информацию, полезную для проектировщика [17-19]. Однако внешний вид многих отливок говорит о том, что на дизайнера чрезмерно повлияли характеристики плоских пластин и других кованых форм. Похоже, он не может или не может использовать конические секции, галтели с большим радиусом и секции переменной толщины, которые легко получить в отливке. Вместо чистой конструкции отливка представляет собой скопление пластин, ребер, выступов и небольших радиусов.Из-за низкого уровня относительного удлинения для серого чугуна единственным удовлетворительным методом определения уровней напряжений в отливке под нагрузкой является использование тензодатчиков SR-4. Без надлежащего анализа напряжений первая тенденция состоит в том, чтобы «усилить» участок, в котором произошел сбой. Гротто [20] показал, что такой подход не приводит к лучшему дизайну и часто ухудшает состояние.

Метод формования должен быть определен до того, как будет достигнута окончательная конструкция отливки.Если отливка имеет внутренние стержни, они должны иметь средства поддержки, и они должны быть предусмотрены в конструкции. При использовании методов формования, позволяющих лучше контролировать точность размеров, часто можно уменьшить толщину сечения. По мере уменьшения толщины сечения и соответственно увеличения скорости охлаждения увеличивается прочность на единицу площади поперечного сечения. Как правило, уменьшение литейного сечения на 50 процентов приводит к уменьшению прочности сечения несколько менее чем на 40 процентов.Если отливки имеют сложные узлы сердечника, например, в головках цилиндров дизельных двигателей, необходимо принять меры для удаления песка из каналов с сердечником и проведения осмотра.

В связи с возрастающей тенденцией к более высоким скоростям обработки и скорости съема металла необходимо подумать о способе удержания отливки во время операции обработки, чтобы высокое давление зажима не искажало деталь. Кроме того, в конструкции должны быть предусмотрены легко обслуживаемые точки локации.Шланг не следует размещать в точке фиксации, потому что при шлифовании соединения в процессе чистовой обработки можно ожидать некоторого изменения количества удаляемого металла.

Механические свойства серого чугуна зависят от скорости охлаждения. Следует проявлять некоторую осторожность, чтобы избежать чрезмерных диапазонов толщины сечения, иначе будут обнаружены твердые кромки на концах тонких сечений и слишком низкая твердость в тяжелых сечениях. Может быть желательно увеличить толщину самых легких участков, чтобы избежать этого состояния.Иногда может оказаться полезным выступ вдоль внешних краев фланца. Если отливка будет использоваться там, где вибрация является проблемой, необходимо учитывать демпфирующую способность отливки. Хотя серый чугун обладает довольно высокой демпфирующей способностью, следует также учитывать конструкцию литья во избежание резонанса. Следует избегать появления небольших выступов на отливках или их укреплять, чтобы избежать чрезмерных поломок при транспортировке, чистовой обработке и дробеструйных операциях. Несмотря на то, что в течение последних 10 лет проблеме проектирования отливок уделялось много внимания, в области проектирования отливок из серого чугуна необходимо сделать гораздо больше.

Механические свойства серого чугуна

Свойствами, представляющими основной интерес для разработчиков и пользователей отливок, являются: устойчивость к износу; твердость; сила; и, во многих случаях, модуль упругости. Некоторые отношения между этими свойствами для серого чугуна совершенно иные, чем для стали. Различное соотношение между твердостью и пределом прочности серого чугуна, кажется, сбивает инженера с толку, хотя большая часть его опыта могла быть связана с другими металлами.

Превосходные характеристики серого чугуна для поверхностей скольжения, таких как направляющие станков, отверстия цилиндров и поршневые кольца, хорошо известны. Производительность двигателей внутреннего сгорания и станков замечательна, если учесть простоту обработки серого чугуна. Серый чугун также известен своей устойчивостью к истиранию и заеданию. Было дано много объяснений этому поведению, например, смазывающему эффекту чешуек графита и удержанию масла в графитовых областях.Это, скорее всего, так, но также возможно, что чешуйки графита допускают некоторую незначительную аккомодацию перлитной матрицы в областях контакта между сопрягаемыми поверхностями. Редко возможно получить идеальное прилегание, и, как правило, выступы на сопрягаемых металлических поверхностях могут привести к высокому единичному давлению, вызывающему заедание.

Испытание на твердость по Бринеллю является наиболее часто используемым для серого чугуна, и, когда это возможно, предпочтительнее использовать шарик диаметром 10 мм и нагрузку 3000 кг. Если толщина или площадь секции, подлежащей испытанию, не выдерживают нагрузки 3000 кг, часто используется нагрузка 1500 кг.Значения твердости, полученные при более низкой нагрузке, могут заметно отличаться от значений, полученных при более высокой нагрузке, и эта возможность указывается в тесте ASTM для определения твердости металлических материалов по Бринеллю (E 10-66). Для серого чугуна разница в значениях твердости может достигать 35 BHN, и, если разница существует, она всегда ниже для более низкой нагрузки. Поскольку в большинстве случаев испытание на твердость по Бринеллю можно считать неразрушающим испытанием, твердость по Бринеллю используется как показатель обрабатываемости, устойчивости к износу и прочности на разрыв.Для легких секций, таких как поршневые кольца и другие легкие отливки, имеющие небольшой размер графита, испытание на твердость по Роквеллу часто бывает удовлетворительным.

Испытание на твердость по Бринеллю на самом деле является специализированным испытанием на сжатие и измеряет комбинированное влияние твердости матрицы, конфигурации графита и объема графита. Твердость по Бринеллю серого чугуна с полностью перлитной матрицей может варьироваться от 148 до более 277 в зависимости от крупности перлита и, в большей степени, от объема присутствующего графита.В этом диапазоне твердости фактическая твердость перлита может варьироваться от примерно 241 до более 400 твердости по Кнупу, как определено измерениями микротвердости.

Практически все спецификации и стандарты на серый чугун классифицируют его по пределу прочности. Предел прочности серого чугуна для данной скорости охлаждения или размера сечения очень сильно зависит от количества графита в чугуне. Значение углеродного эквивалента для чугуна будет приблизительно соответствовать количеству присутствующего графита.На предел прочности при растяжении также очень сильно влияет скорость охлаждения, особенно в интервале эвтектического затвердевания, и, как правило, он зависит от размера сечения. Признавая влияние размера сечения на прочность, спецификация ASTM A 48 не только классифицирует чугун по прочности, но также требует выбора размера испытательного стержня, в котором должна быть получена прочность.

Большинство покупателей отливок из серого чугуна полагаются на испытание на твердость по Бринеллю, чтобы определить, соответствует ли отливка спецификациям.Переменное соотношение между твердостью по Бринеллю и пределом прочности для серого чугуна сбивает с толку инженеров-материаловедов, которые привыкли к фиксированному отношению твердости по Бринеллю к пределу прочности на разрыв для кованой стали около 492. Для серого чугуна это соотношение будет варьироваться от очень низкого до От 140 для низкопрочного чугуна до более 250 для серого чугуна, имеющего предел прочности более 60 000 фунтов на квадратный дюйм. В знак признания широкого использования испытания на твердость по Бринеллю для оценки прочности чугуна в отливке 9-е подразделение Технического комитета по чугуна и стали (МНТЦ) Общества автомобильных инженеров находится в процессе пересмотра стандарта SAE J431 a.Серый чугун для автомобильных отливок, в котором отливки из серого чугуна соответствуют различным уровням прочности, будет иметь минимальную твердость по Бринеллю.

Было опубликовано множество работ, посвященных вопросу корреляции твердости по Бринеллю с пределом прочности при растяжении. Вероятно, наиболее обширный отчет был подготовлен Маккензи [21] на основе данных, полученных для «Отчета о воздействии» для комитета ASTM A-3 (теперь A-4). Его доклад был широко опубликован и показал значительный разброс. Он чувствовал, что часть разброса могла быть результатом способа измерения твердости по Бринеллю.Когда он выбрал данные, взятые с плеч образцов для испытаний на растяжение, корреляция была намного лучше.

Многие пользователи и особенно инженеры критически относятся к свойствам литого металла, полученным на испытательных стержнях. Ситуация с серым чугуном сильно отличается от ситуации с другими литыми металлами. В то время как для других черных металлов, в частности стали и чугуна с шаровидным графитом, используются испытательные стержни с необычно высоким соотношением стояка и испытательного стержня, что совершенно не похоже на соотношение, используемое для промышленного литья, испытательные стержни для серого чугуна представляют собой довольно простые отливки и закрыты, очень похожие на коммерческие. отливки.Это можно сделать, поскольку в сером чугуне усадка либо очень мала, либо отсутствует. Тщательные исследования показали, что если испытательный стержень имеет такую ​​же термическую историю, что и участок в рассматриваемой отливке, твердость и предел прочности на разрыв будут аналогичными. В отливке с различными размерами сечения свойства отливки будут одинаковыми только при одинаковых скоростях затвердевания и охлаждения. Если определить твердость по Бринеллю, можно предсказать предел прочности на разрыв в других частях отливки.

Поскольку было легче оценить влияние размера сечения и состава серого чугуна на цилиндрические отливки, это было сделано в трех литейных цехах из 150 ковшей обычного производимого чугуна, разлитых в прутки диаметром от s / s до 6 дюймов. Формы были аналогичны формам, используемым для промышленного литья. Размеры стержней были следующие:

Хотя отливки производились в нормальных производственных условиях, все этапы производства наблюдались более тщательно, чем обычно. Все испытания проводились в исследовательской лаборатории с правильно откалиброванным оборудованием и квалифицированными операторами.Размеры образцов для испытаний на растяжение соответствовали спецификации ASTM A 48. Образцы для испытаний на растяжение были обработаны от центра отливки для всех размеров и, кроме того, были обработаны с позиции примерно 3/4 дюйма снаружи для 4 и 6-дюймовые отливки.

Диаметр, дюймы Длина, дюйм
5/8 8
7/8 15
1,2 21
2 и 3 10
4 6
6 18

Образцы для испытаний на растяжение имели уменьшенный диаметр сечения 0.75 дюймов, за исключением испытательного образца из 7/8 дюйма. отливка диаметром 0,5 дюйма в уменьшенном сечении. Испытания на твердость по Бринеллю проводились с нагрузкой 3000 кг и шариком диаметром 10 мм. Измерения твердости проводились на поперечном сечении отливки, соответствующем положению, из которого был взят образец для испытания на растяжение.

Foundry F обычно производит отливки от легких до средних, такие как головки и корпуса небольших компрессоров, отливки компонентов кондиционирования воздуха, корпуса клапанов и регуляторов давления, коллекторы и другие типы отливок для автомобилей.Поскольку размеры секций редко превышают 1 дюйм, испытание ограничивается 7/8 и 1,2 дюйма. бары. Некоторые из чугунов легированы одним или несколькими элементами (медью, хромом и молибденом) в небольших или умеренных количествах. Данные показаны на рис. 1. Также показана предлагаемая минимальная твердость по Бринеллю, рассматриваемая Комитетом МНТЦ 9-го отдела SAE. Только за двумя исключениями, все значения находятся над чертой.

Foundry S — это литейное производство, специализирующееся на производстве блоков и головок дизельных и бензиновых двигателей для грузовых автомобилей и судов, а также сопутствующих товаров, таких как маховики, коллекторы, картеры трансмиссии и корпуса сцепления.Поскольку изготавливаются более тяжелые секции, чем в литейном цехе F, отливаются отливки испытательных стержней диаметром до 4 дюймов. Полученные данные представлены на рис. 2. Легированные чугуны имеют более высокий уровень прочности. Обратите внимание, что образцы для испытаний, вырезанные из почти внешней поверхности стержней диаметром 4 дюйма, демонстрируют более высокую прочность при заданной твердости, чем образцы для испытаний, обработанные от центра стержня диаметром 4 дюйма. бары. Обычно это происходит из-за большего размера чешуек графита в центре стержня. Также обратите внимание, что все значения находятся над линией SAE.

Foundry W производит отливки от средних до тяжелых для больших газовых компрессоров, двигателей, насосов, маховиков и других подобных изделий с сечением до 4 дюймов. На этом литейном заводе отливается весь диапазон размеров испытательных стержней. Полученные данные представлены на рис. 3. Разброс значений становится несколько больше при более высоких уровнях прочности. Обратите внимание, что модифицированные чугуны имеют более высокую прочность, чем стержни из основного железа, что объясняет увеличение диапазона пределов прочности на разрыв для данной твердости.Некоторые значения прочности на разрыв ниже линии SAE получены от центра секций диаметром 6 дюймов и имеют довольно большой размер чешуек графита.

Некоторые пользователи отливок указывают минимальную прочность на разрыв в определенном месте отливки. Это особенно верно для таких отливок, как корпуса гидравлических насосов, цилиндры дизельных двигателей, работающих в тяжелых условиях, поршни и головки, а также другие отливки, подвергающиеся высоким нагрузкам. Данные, полученные для производственных отливок, показаны на рис. 4. Также на этом рисунке для сравнения показаны данные, полученные от образцов для испытаний на растяжение, вырезанных из отожженных отливок постоянной формы.Эти отливки будут заэвтектическими по составу с графитом типа D и ферритной матрицей. Эти утюги имеют более высокую прочность при заданной твердости, чем утюги, отлитые в песке.

Кривые, показывающие минимальную твердость по Бринеллю для данной прочности на разрыв для указанных утюгов, вместе с данными Маккензи и Кейна, показаны на рис. 5. Кривые хорошо согласуются, за исключением минимальных значений, указанных Маккензи. Возможно, что чугуны для литейных цехов F, S и W имели более высокую концентрацию остаточных легирующих элементов, что могло бы сохранить перлитную матрицу с соответственно более высокой прочностью.

Иногда необходимо обработать образцы для испытаний на растяжение с уменьшенным сечением 0,357 дюйма в диаметре из отливки, поскольку форма отливки не позволяет изготовить образец большего размера. Некоторые пользователи литья подняли вопрос о надежности меньших образцов. В течение нескольких лет из одной и той же отливки были взяты образцы нескольких размеров, и было обнаружено, что при тщательной обработке результаты надежны. Данные на рис. 6 являются репрезентативными и были получены для небольшого автомобильного диска сцепления.Данные по твердости и прочности на разрыв для этой отливки показывают, что 5/8 дюйма. пластина имеет такую ​​же скорость охлаждения, как и 1,2-дюймовая. тестовая полоса.

При попытке предсказать предел прочности отливки на основе твердости по Бринеллю, учитывается больше факторов, чем просто толщина сечения. Для секций, от которых не возникает препятствий тепловому потоку во время охлаждения, можно установить очень хорошее соотношение твердости и прочности на разрыв. Для более сложных отливок, таких как головки цилиндров дизельных двигателей, имеющие много каналов с сердцевиной, схема охлаждения может быть сложной.Секция внутри головки может довольно быстро замерзнуть, но после прохождения эвтектического температурного интервала происходит накопление тепла, и секция может охлаждаться больше, чем простая секция, в два-четыре раза толще. Для таких случаев необходимо проработать корреляцию для каждого типа отливки.

Сталь

показывает довольно незначительное влияние прочности на разрыв и твердости на модуль упругости, поскольку в основном он находится в диапазоне от 29 000 000 до 30 000 000 фунтов на квадратный дюйм. Модуль упругости серого чугуна зависит не только от прочности на разрыв, но и от уровня напряжения.В результате этих факторов модуль упругости будет варьироваться от примерно 12 000 000 фунтов на квадратный дюйм для очень мягкого железа до более 20 000 000 фунтов на квадратный дюйм для высокопрочного железа. Кривая напряжения-деформации для серого чугуна при растяжении представляет собой почти изогнутую линию от начала координат. Об этом сообщали многие исследователи, и Моррог [14], сообщая о некоторых работах Гилберта, предполагает, что кривая является результатом некоторых изменений объема в пространствах, занятых графитом. Они также показали, что между хлопьями имеют место микротрещины.Некоторые исследователи использовали измерения резонансной частоты, а также измерения скорости звука, которые зависят от модуля упругости, для прогнозирования прочности на разрыв.

В станках и других областях применения, где требуется максимальная жесткость конструкции, желателен высокий модуль упругости. Существуют и другие применения, особенно те, которые связаны с термической усталостью, для которых требуется низкий модуль упругости, чтобы минимизировать повышение уровней напряжений, связанных с расширением в результате повышения температуры в рабочих условиях.Высокопроизводительные тормозные барабаны являются примером такого рода ситуаций. Было обнаружено, что чугун с довольно высоким содержанием углерода (от 3,60 до 3,92 процента) будет работать лучше, чем чугун с низким содержанием углерода. Чугуны с более высоким содержанием углерода почти всегда имеют более низкий модуль упругости. К несчастью. прочность на разрыв у таких высокоуглеродистых чугунов обычно бывает низкой. и возникает необходимость добавить сплав для упрочнения матрицы.

Инженеры по материалам часто рассматривают процентное удлинение, полученное на образцах для испытаний на растяжение, как меру пластичности материала.С этой концепцией. серый чугун не считается пластичным.

Тем не менее. серый чугун в виде товарных отливок удовлетворительно выдерживает значительные умеренные ударные нагрузки. При тщательном контроле практики плавки и выборе сырья Колло и Тим [10] сообщили о том, что у чугунов с удлинением при разрыве под нагрузкой 2,4%, а при ферритировании такого железа удлинение составляет 5,4%. Серый чугун с одинаковой прочностью на разрыв может показывать разницу в 50 процентов в отношении энергии разрушения, поглощаемой при ударной нагрузке.Хотя считается, что серый чугун не чувствителен к надрезам, это, скорее всего, результат того, что он достаточно хорошо пропитан надрезами в виде чешуек графита, так что наличие еще одного надреза не оказывает существенного влияния на поведение при ударе.

Термическая обработка серого чугуна

Хотя большинство отливок из серого чугуна используется в литом состоянии, серый чугун подвергается термообработке по ряду причин, например, для снятия остаточных напряжений, улучшения обрабатываемости, повышения твердости поверхности за счет индукционной или газопламенной закалки. или закалить всю секцию путем закалки в масле и обработки вытяжкой.Рекомендуемая практика такой термообработки и полученные результаты можно найти в справочниках по чугуну, в частности, в Справочнике по металлам ASM [22]. Структура графита не может быть изменена термической обработкой. хотя графит может увеличиваться в объеме, если перлитное железо полностью ферритизировано, и в этом случае графит обычно осаждается на первоначально присутствующих хлопьях. Однако матрица довольно чувствительна к термообработке, как и в случае стали.

Термическая обработка для снятия напряжений обычно проводится в диапазоне температур от 1000 до 1100 ° F.Ниже 950 ° F снятие напряжений происходит довольно медленно, в то время как при температурах выше 1100 ° F может наблюдаться некоторая потеря прочности, особенно в нелегированных чугунах, обозначенных ASTM A 48. Класс 35B и более мягких. Термическая обработка для снятия напряжения может применяться для улучшения размерной стабильности обработанных отливок и требуется для деталей, работающих под давлением, работающих при температурах от более 450 ° F до 650 ° F, в соответствии со спецификациями ASTM для отливок из серого чугуна для деталей, работающих под давлением, для температур выше до 650 ° F (A 278-64).Скорости нагрева и охлаждения для такой термообработки обычно ограничиваются 400 F / ч на дюйм толщины. Это особенно важно при нагревании, поскольку остаточные напряжения в отливке могут увеличиваться в результате теплового расширения различных частей отливки.

Мелкие отливки, такие как детали холодильного компрессора, часто подвергаются отжигу для снятия напряжений, чтобы сохранить очень близкие рабочие зазоры в готовом компрессоре. Если возникают трудности с остаточными напряжениями в готовых обработанных деталях, желательно оценивать уровень внутренних напряжений после каждой операции механической обработки.Отливки иногда имеют более низкий уровень внутренних напряжений, поскольку они возникают в процессе формования оболочки, чем в любой другой момент процесса. Такие отливки, подвергнутые отжигу для снятия напряжений, а затем подвергнутые дробеструйной или дробеструйной очистке, покажут увеличение уровня напряжений. При отжиге для снятия напряжений больших отливок желательно прикрепить к отливке термопары, чтобы следить за тем, чтобы перепады температур не становились слишком большими. Если не принять меры предосторожности, отливку можно сломать при нагревании.

Чугунный стол шириной 4 фута и длиной 6 футов треснул во время термообработки для снятия напряжения. Хотя термопара управления печью показала равномерную скорость нагрева в рекомендуемых пределах, термопары в различных местах отливки показали разницу температур в 300 ° F. Другой стол такой же конструкции был установлен вне печи с термопарами и тензодатчиками, чтобы можно было воспроизвести разницу температур. Было обнаружено, что для этой разницы температур были достигнуты растягивающие напряжения 9200 фунтов на квадратный дюйм в критических областях.

Отжиг для улучшения обрабатываемости проводится в двух диапазонах температур. Если основной целью является просто снижение твердости до некоторого более низкого уровня и отсутствие карбидов, обычно используются температуры от 1250 до 1450 ° F в зависимости от того, насколько желательно снижение твердости. Если отливки содержат цементит или карбиды, необходимо нагреть до диапазона от 1650 до 1725 ° F, чтобы разрушить такие карбиды.

Серый чугун успешно закаливается пламенем или индукционным нагревом.Матрица утюга должна быть перлитной. Также желательно поддерживать содержание кремния на минимально возможном уровне, обычно ниже 1,75 процента. По мере увеличения содержания кремния в сером чугуне не только увеличивается температура Ac3, но и возникает двухфазное поле феррита и аустенита. Удовлетворительная твердость не будет достигнута при нагревании чугуна в этом температурном диапазоне. Более высокие температуры аустенизации, требуемые для чугуна с более высоким содержанием кремния, также увеличивают возможность растрескивания во время цикла закалки.Принято указывать желаемую твердость по шкале С по Роквеллу, хотя измерения твердости проводились с помощью склероскопа. Прямое измерение твердости по Роквеллу с использованием шкалы C не является удовлетворительным, поскольку присутствие чешуек графита в твердой матрице приводит к растрескиванию или раздавливанию вокруг индентора, что дает низкие значения.

Для таких деталей, как гильзы цилиндров, за счет закалки путем аустенизации и закалки в масле с последующей вытяжкой для получения желаемой твердости значительно улучшаются характеристики гильзы.Есть много применений, для которых этот тип термообработки больше подходит, чем закалка пламенем или индукционная закалка.

Обработка серого чугуна

Из широко используемых черных металлов в строительстве серый чугун для заданного уровня твердости является одним из наиболее легко обрабатываемых. Серый чугун легко режется, так как стружка мелкая и легко удаляется из зоны резки. Кроме того, сколы не повреждают готовую поверхность.Поведение при свободном резании является результатом случайного распределения хлопьев графита, которые нарушают целостность матрицы. Хотя серый чугун очень успешно обрабатывается без СОЖ, они могут оказаться необходимыми, если требуются высокие скорости обработки и жесткие допуски. Охлаждающая жидкость не только помогает в удалении стружки, но и контролирует температуру отливки, что необходимо для работы с жесткими допусками.

Несмотря на хорошую обрабатываемость серого чугуна, возникают различные проблемы обработки, такие как твердые кромки, снижение стойкости инструмента, невозможность получить удовлетворительно гладкую поверхность и трудности с поддержанием требуемых допусков на размеры.Некоторые из этих проблем являются результатом выбора неправильного сорта чугуна, недостатков конструкции отливки или неправильных процедур обработки. Рекомендуемые инструменты, скорости, подачи и глубины резания для серого чугуна различных классов прочности и для различных типов операций механической обработки легко найти в ряде справочников [3, 5, 23, 24] и не будут здесь обсуждаться.

Поскольку многие отливки закупаются в соответствии со спецификацией ASTM A 48, твердость будет варьироваться в зависимости от заданного класса прочности.Отливки, постоянно близкие к верхнему пределу твердости, могут потребовать снижения скорости резания поверхности для получения удовлетворительного срока службы инструмента по сравнению с отливками, близкими к нижнему пределу твердости. Чугун нормального состава для данного типа производимой отливки может затвердеть с образованием пятнистой или закаленной структуры при превышении критической скорости охлаждения. Такое состояние может возникнуть из-за ребра на отливке, или, если отливка имеет широкий диапазон размеров сечения, литейный цех может прибегнуть к добавкам необычно тяжелых сплавов, чтобы поддерживать твердость на более высоком уровне, что приведет к получению чугуна. быть слишком сложным для более легких участков.Встреча с такими твердыми участками очень часто приводит к поломке инструмента или значительному повреждению режущей кромки, чтобы помешать последующим удовлетворительным операциям обработки. Иногда конструкция отливки может быть изменена, чтобы избежать образования закаленных кромок, или практика литейного производства может быть изменена путем перемещения заслонок или использования отливов различных типов для замедления скорости затвердевания проблемной зоны. За счет правильного использования модификаторов литейный цех может значительно уменьшить количество твердых кромок.Уолц [25] указывает, что литейный цех во время осмотра может проверить отсутствие острых кромок с помощью довольно простой проверки файла и, таким образом, избежать повреждения дорогостоящего инструмента. При надлежащем контроле качества и процедурах проверки количество твердых и замороженных кромок и выступов должно быть незначительным.

Внезапный отказ фрезы не всегда был результатом обнаружения пятнистого или охлажденного железа. Исследование выхода из строя большой фрезы с торцевыми зубьями со вставленными зубьями показало, что причиной разрушения был тяжелый обезуглероженный слой феррита.Отливки были отожжены до низкого уровня твердости, максимум 121 BHN, и при этом был получен толстый слой феррита, лишенный графита. Этот материал был скорее очень твердым, чем твердым, но он останавливал фрезу, что приводило к скалыванию твердосплавных зубьев.

Поскольку на такой обезуглероженной поверхности нет хлопьев графита, блестящая и яркая поверхность создаст впечатление твердости. Неадекватная очистка отливки или наличие пригоревшего в песке может вызвать преждевременный выход инструмента из строя.Златин [26] сообщил, что при возникновении такого состояния может потребоваться снижение скорости обработки до половины от скорости обработки, используемой для последующих резаний, если необходимо получить удовлетворительную стойкость инструмента.

Дефект обработанной поверхности, который иногда встречается в отверстиях цилиндров, направляющих и направляющих станков, а также на других поверхностях, требующих обработки с низким среднеквадратичным значением, называется ямчатой ​​или открытой поверхностью. Чугун со слишком высоким содержанием углерода для рассматриваемой секции и который обычно имеет длинные чешуйки графита, может привести к вырыванию частиц железа во время черновой обработки, что приведет к недостаточному запасу материала для чистовой обработки.Лэмб [27] утверждает, что для чистового пропила необходимо оставить минимум 0,010 дюйма, если требуется гладкая поверхность. Если чешуйки графита слишком большие, возникнут трудности с обрывом резьбы при нарезании резьбы и может произойти «прорыв» на краях отливок, таких как отверстия в корпусах гидрораспределителей золотникового типа. Хотя слишком высокое содержание углерода может привести к такому типу дефектов поверхности, затупившиеся инструменты и слишком тяжелые пропилы перед чистовой резкой или хонингованием вызовут аналогичный дефект.Филд и Калес [28] обсуждают факторы, которые влияют на качество обработанной поверхности, и подчеркивают важность острых режущих инструментов.

В результате требований все более жестких допусков для обработанного литья, проблемы с сохранением размеров становятся все более частыми. Некоторые из них могут возникать из-за остаточных напряжений в отливке, некоторые из-за изменений твердости и количества удаляемой готовой заготовки, а другие из-за недостатков в операции механической обработки. Всякий раз, когда возникают проблемы с круглыми отверстиями и трудности с поддержанием плоскостности обработанных деталей, предполагается, что причиной являются остаточные напряжения в отливке.В зависимости от конструкции определение направления и уровня остаточных напряжений в отливке может быть сложным и обычно требует разрушения отливки. Для простых цилиндрических деталей наличие остаточных напряжений иногда можно обнаружить, просто выпилив распил в отливке и измерив изменение ширины пропила. Для более сложных отливок или более точного измерения остаточных напряжений необходимо прибегать к использованию тензодатчиков СР-4. Как правило, требуется метод проб и ошибок для правильного расположения датчиков на отливке.Хотя оценка остаточного напряжения отливки после окончательной механической обработки может показать, что такие напряжения ответственны за деформацию, из этого не обязательно следует, что эти напряжения были в исходной отливке. Сильные напряжения могут быть вызваны различными операциями механической обработки. Использование слишком твердого круга при плоском шлифовании может вызвать поверхностные напряжения.

В дополнение к внутренним напряжениям, остаточным или возникающим во время обработки, трудности с поддержанием критических размеров могут возникать из других источников.Если отливка подвергается давлению зажима, которое искажает отливку в удерживающем приспособлении во время обработки, могут возникнуть трудности с удерживающими размерами. Поскольку модуль упругости серого чугуна с пределом прочности на разрыв 30 000 фунтов на квадратный дюйм примерно вдвое меньше, чем у стали, то же давление зажима на часть той же толщины стенки вдвое увеличивает деформацию отливки из серого чугуна по сравнению со сталью.

Если обработка выполняется без СОЖ, отливка будет нагреваться во время обработки.Корпус подшипника с отверстием диаметром 2-1 / 2 дюйма и стенкой 3/8 дюйма будет расширяться примерно на 0,0005 дюйма при повышении температуры на 25 ° F, было обнаружено, что изменение на 1/32 дюйма. в диаметре расточки отливки с нормальным 3/32 дюйма. Удаление припуска приведет к изменению температуры отливки на 25 ° F. Если настройка инструмента основана на измерениях отливки на выходе из токарного станка, окончательный диаметр отверстия при комнатной температуре будет изменяться в диапазоне 0,0005 дюйма.

Несмотря на различия в жесткости станков, всегда наблюдается некоторый прогиб.Для той же отливки корпуса подшипника, упомянутой выше, было обнаружено, что вариации твердости по Бринеллю влияют на диаметр чистового отверстия. Ранее механический цех классифицировал готовые отверстия на три размерных ряда. Считалось, что эту операцию калибровки можно исключить, снизив допуски на обработку до «0,00025 дюйма на отверстии диаметром от 2,5 до 3,0 дюймов. Обработка отливок производилась всухую на одношпиндельном токарном автомате. Были сделаны два пропила, и черновой и чистовой инструменты были установлены тандемом на одном держателе.Оператора попросили настроить машину на получение правильного размера и запретили изменять настройку независимо от диаметра отверстия. И оператор, и инспектор сгруппировали отливки по диаметрам отверстий: меньший, в пределах допустимого и превышающий. Образцы из трех групп были подвергнуты интенсивному исследованию, и одним из факторов оказалась твердость, как показано на рис. 7.

Если относительно тонкостенные отливки не отцентрированы должным образом в приспособлении для механической обработки, с одной стороны будет снято больше заготовки, чем с другой, и можно ожидать деформации отверстия.

Серый чугун будущего

Свойства отливок из серого чугуна почти в такой же степени зависят от литейной практики, как и от металлургии материала. За последние 10 лет был достигнут большой прогресс в направлении лучшего контроля размеров отливок, и появилась тенденция к более тонким профилям. Эта тенденция будет продолжаться, и введение новых модификаторов с небольшими количествами таких элементов, как церий, кальций, барий и стронций, оказалось эффективным для получения желаемых свойств в более легких секциях.Де Си [29] описал поведение кислорода в железе и его связь с практикой инокуляции.

Разработка и широкое использование процедуры для определения значения углеродного эквивалента расплавленного чугуна в плавильной печи описано Редшоу и Пейном [30] и Кашем [31]. Этот тест позволяет литейщику контролировать состав чугуна в более узких пределах и, таким образом, обеспечивает более однородные свойства отливок.

Добавление небольшого количества олова способствовало улучшению свойств серого чугуна в более тяжелых частях без создания проблем с твердостью в более легких частях.

Хотя твердость по Бринеллю по-прежнему широко используется и является полезным тестом для оценки прочности серого чугуна, Уолтер [32] описал метод, включающий измерения резонансной частоты для прогнозирования технических свойств серого чугуна. Abar et al [33] описали результаты аналогичного теста. Картер [34] сообщил об использовании вихретокового тестера в качестве инструмента быстрой проверки для прогнозирования свойств отливок из серого чугуна.

Барто и др. [35] описали результаты литья под давлением чугуна из серого чугуна, которые должны иметь специализированные применения.Экспериментальные работы показали, что определенные виды обработки поверхности форм позволяют отливать более тонкие секции, чем считалось возможным ранее.

Сложная металлургия серого чугуна и влияние довольно малых количеств второстепенных элементов в железе на характеристики затвердевания серого чугуна привлекли внимание ряда металлургов. Моррог [36] обсуждал необходимость лучшего понимания металлургии серого чугуна. Бейтс и Уоллес [37] показали эффект малых количеств микроэлементов в сером чугуне и исследовали способы минимизировать нежелательные эффекты этих элементов.

Существует потребность в разработке материалов для форм или обработок поверхности форм для исключения или минимизации дробеструйной и пескоструйной обработки, которая является дорогостоящей и может вызывать остаточные напряжения в отливках. Состояние ухудшается по мере того, как детали отливки становятся тоньше.

Улучшенные свойства, полученные с использованием высокочистого сырья при производстве серого чугуна, должны стимулировать дальнейшие исследования, особенно в отношении получения большей ударной вязкости. Существует потребность в марке чугуна между обычным серым чугуном и чугуном с шаровидным графитом, при условии, что его можно производить с той же легкостью, что и серый чугун.Крупные инвестиции в производство серого чугуна в течение последних нескольких лет указывают на то, что серый чугун еще какое-то время будет считаться ценным инженерным материалом.

Артикул:

  • [1] Маккензи. Дж. Т., «Серый чугун-сталь плюс графит», Литейное производство, Том 72, № 8, август 1944 г., стр. 86-88,154; № 9, сентябрь 1944 г., стр. 70-72; № 10, октябрь 1944 г., стр. 86–88.
  • [2] Бойлс, Альфред, Структура чугуна, Американское общество металлов, Парк металлов.ОН, 1947.
  • [3] Справочник по отливкам из серого чугуна, Общество основателей серого и высокопрочного чугуна, Кливленд, Огайо, 1958.
  • [4] ASM Metals Handbook, 8-е изд., Vol. Я. Американское общество металлов, Парк Металлов, Огайо, 1961, стр. 349-365.
  • [5] Ангус, Х. Т., Физические и технические свойства чугуна, Британская ассоциация исследований чугуна, Бирмингем, Англия. 1960.
  • [6] Справочник по литым металлам. Американское общество литейщиков.Дес-Плейнс, Иллинойс, 1957.
  • [7] Типичные микроструктуры литых металлов. 2-е изд. Институт британских литейщиков, Лондон, 1966.
  • [8] Wieser, P.F., Bates. К. Э. и Уоллес. Дж. Ф., «Механизм образования графита в сплавах железо-кремний-углерод» Сообщество основателей податливых материалов, Кливленд, Огайо, 1967.
  • [9] Редер, Дж. Э., «Критический диапазон температур в чугунах», Transactions, American Foundrymen’s Society, Vol. 73, 1965.С. 473-487.
  • [10] Collaud, A. and Thieme. Дж. К., «Прочность чугуна с чешуйчатым графитом как показатель качества и новые методы повышения ударной вязкости»
  • [11] Дэвис. J. A., Krause, D. E., Lownie, H. W., Jr., «Олово как сплав в сером чугуне», Transactions, American Foundrymen’s Society, Vol. 65, 1957, стр. 592-597.
  • [12] Тач. А. Дж. И Кейдж Р. М., «Легирование олова ускоряет производство блоков цилиндров из серого чугуна.Журнал Общества автомобильных инженеров, Vol. 73. № 1, январь 1965 г., стр. 66–69.
  • [13] Сиссенер, Джон и Эриксон, Джон, «Влияние титана, восстановленного из оксида титана, содержащего шлаки, на механические свойства чугуна», Труды, 34-й Международный конгресс литейщиков; Бумага № 1, Editions Techniques des Industries de la Fonderie, Париж, 1967.
  • [14] Морро, Х., «Состояние металлургии чугуна», Журнал Института чугуна и стали, январь.1968, стр. 1-10.
  • [15] Бойлс, Альфред. «Интервал перлита в сером чугуне», Transactions, American Foundrymen’s Society, Vol. 48, 1940, стр. 531-573.
  • [16] Фрай, Г. Р., «Процесс изготовления постоянной формы применительно к производству отливок из серого чугуна», Modern Castings, Vol. 54, № 4, октябрь 1968 г., стр. 52–55.
  • [17] Кейн, Дж. Б., Дизайн отливок из черных металлов. Американское общество литейщиков, Дес-Плейнс, Иллинойс, 1963.
  • [18] Практическое руководство по проектированию отливок из серого чугуна для инженерных целей, Совет ассоциаций металлургических заводов, Лондон, 1960.
  • [19] Справочник по проектированию отливок, Американское общество металлов, Металлс Парк, Огайо, 1962.
  • [20] Гротто, Л. А., «Разработка отливок двигателя с помощью экспериментального анализа напряжений», Сделки, Американское общество литейщиков, Vol. 69, 1961, стр. 636-645.
  • [21] Маккензи, Дж. Т., «Твердость по Бринеллю серого чугуна — ее связь с другими свойствами», Литейное производство, Vol. 74, № 10, октябрь 1946 г., стр. 88-93; С. 191-194.
  • [22] ASM Metals Handbook, 8-е изд., Vol. 2, Американское общество металлов, Metals Park Ohio, 1964. стр. 203-213.
  • [23] ASM Metals Handbook, 8-е изд., Vol. 3, Американское общество металлов, Парк Металлов, Огайо. 1967.
  • .
  • [24] Справочник данных по обработке, Metcut Research Associates, Inc., Цинциннати, Огайо, 1966.
  • [25] Уолц В., «Современные технические решения создают проблемы для литейного производства и металлургической промышленности», Transactions, American Foundrymen’s Society, Vol. 72, 1964, стр.914-922.
  • [26] Златин, Норман, «Обрабатываемость нелегированного и легированного серого чугуна», «Серый и ковкий чугун», март 1965 г., стр. 5-14.
  • [27] Лэмб, А. Д., «Материальные и технические факторы при обработке чугунных отливок, Новости из серого и высокопрочного чугуна», часть I, апрель 1967, стр. 5-13; Часть II, май 1967 г., стр. 11-20.
  • [28] Филд, М. и Калес, Дж. Ф., «Факторы, влияющие на механическую обработку серого чугуна, серого и высокопрочного чугуна. Новости», апрель 1966 г.С. 5-23.
  • [29] Де Си А., «Кислород. Оксиды. Перегрев и зарождение графита в чугуне », Транзакции, Американское общество литейщиков. Vol. 75. 1967. pp. 161–172.
  • [30] Редшоу А.А., Пейн К.А. и Хоскинс. J. A., «Контроль серого чугуна с помощью методов кривой охлаждения, транзакции. Американское общество литейщиков, Vol. 70. 1962, стр. 89–96.
  • [31] Каш, Ф. Э., «Углеродный эквивалент кривых охлаждения — быстрое и практическое испытание», Transactions, American Foundrymen’s Society, Vol.71, 1963. С. 266-274.
  • [32] Уолтер, Г. Х., «Корреляция характеристик структуры и измерений резонансной частоты с инженерными свойствами серого чугуна», Публикация 650519, Общество автомобильных инженеров, 1965.
  • [33] Абар, Дж. У., Челлитти, Р. А. и Спенглер, А. Ф., «Использование акустики для прогнозирования механических свойств серого чугуна», Сделки, Американское общество литейщиков, Vol. 74, 1966, стр. 7-I2.
  • [34] Картер, К.Д., «Неразрушающий вихретоковый контроль серого чугуна, серого и высокопрочного чугуна. Новости», февраль 1966 г., стр. 8–10.
  • [35] Барто, Р. Л., Херд, Д. Т., и Столтенберг, Дж. П., «Литье под давлением чугуна и стали». Сделки. Американское общество литейщиков, Vol. 75, 1967, с. 181 — 192.
  • [36] Морро, Х., «Прогресс и проблемы в понимании чугуна», Сделки, American Foundrymen’s Society, Vol. 70, 1962. С. 449-458.
  • [37] Бейтс, К.Э. и Уоллес. Дж. Ф .. «Влияние и нейтрализация микроэлементов в сером, ковком и ковком чугуне», Transactions, American Foundrymen’s Society, Vol. 75. 1967, стр. 815-846.

Серый чугун ASTM A48, класс 30, Типовой лист

Автор: Penticton Foundry на 12 сентября 2018 г.

ASTM A48 Class 30 (Соответствующие стандарты — DIN GG20, BS 1452 Grade 220) — это серый чугун. Серый чугун состоит из чешуек графита в металлической матрице.При трещине он сероватого цвета — отсюда и название (в частности, трещина будет следовать за хлопьями графита, которые являются серыми). Низкая стоимость производства и привлекательные свойства делают серый чугун одним из наиболее часто используемых сплавов черных металлов. Серый чугун 30-го класса — один из многих сортов. Диапазоны химического состава не указаны в стандарте ASTM A48. Вместо этого значения химического состава и твердости, перечисленные в этом техническом паспорте, будут типичными для класса 30.

Прочтите: Если вас интересует сравнение серого чугуна и ковкого чугуна, прочтите «Ковкий чугун и отливки из серого чугуна.”

Состав

К

млн

Si

п

S

Мин.%

3,1

0,5

2,1

.02

0,05

Макс.%

3,3

0,9

2,3

0,1

0,12

Физико-механические свойства

ОТС (предел прочности)

30,000 фунтов на квадратный дюйм (207 МПа)

Твердость

174–210 BHN

Плотность фунт / дюйм 3 (г / см 3 )

0.258 (7,15)

Теплопроводность БТЕ / час · фут · F (Вт / м · К)

30 (53) при 212 ° F (100 ° C). Уменьшается при повышении температуры.

Удельная теплоемкость при 70 ° F БТЕ / фунт · F (Дж / кг · к)

0,14 (586)

Коэффициент теплового расширения Ɛ / F ( Ɛ / C) X10 6 в среднем между 68-212F

5.8 (10,5)

Температура плавления

2050–2120 ф.

Прочность на сжатие Ksi (МПа)

109 (752)


Свойства и преимущества серого чугуна

  • Серый чугун обладает прекрасными свойствами гашения вибрации и звука. По этой причине он до сих пор остается одним из лучших материалов для оснований машин
  • .
  • Отличная теплопроводность благодаря сетке чешуек графита
  • Хорошая прочность на сжатие — обычно в 3-4 раза выше предела прочности на разрыв
  • Превосходная обрабатываемость из-за наличия чешуек графита
  • Текучесть при разливке означает, что его можно отливать в тонкие сечения и сложные формы

Приложения

  • Автомобильная промышленность (тормозные барабаны, диски сцепления, головки, гильзы цилиндров, поршни)
  • изложницы
  • Детали станков
  • Блоки дизельных двигателей для тяжелых условий эксплуатации
  • Коробки передач
  • Маховики
  • Противовесы
  • Отливки для городских улиц
  • Труба
  • Клапаны
  • Насосы (и детали к насосам)

Прочтите : Чтобы узнать больше о сером чугуне, посетите нашу веб-страницу о сером чугуне.

Серый чугун

Что такое серый чугун? Серый чугун

, также известный как серый чугун, является популярным типом чугуна, используемого в отливках. В состав серого чугуна входит 2,5–4% углерода, 1–3% кремния и некоторые добавки марганца от 0,1% до 1,2%. Серый чугун содержит графитовые микроструктуры, придающие чугуну серый цвет. Этот чугун легко лить, но его нельзя ковать или обрабатывать механически, ни горячим, ни холодным.Хотя прочность на растяжение и ударопрочность серого чугуна ниже, чем у большинства других металлов, прочность на сжатие эквивалентна низкоуглеродистой и среднеуглеродистой стали. Для большинства применений серый чугун обычно имеет приемлемую пластичность, предел прочности на разрыв, предел текучести и ударопрочность.


Серый чугун Свойства:

Твердость (по Виккерсу): 161-321

Прочность на растяжение: в среднем 7 тонн на квадратный дюйм

Предел прочности при растяжении, предельный: 115-700 МПа (16700-102000 фунтов на кв. Дюйм)

Предел прочности при растяжении, предел текучести: 9500-60900 фунтов на квадратный дюйм (65.5-420 МПа)

Предел текучести при сжатии: 572-1380 МПа (83000-200000 фунтов на кв. Дюйм)

Точка плавления: 1140-1200 градусов Цельсия


Серый чугун Преимущества

Серый чугун дает множество уникальных преимуществ. Одна из самых заметных — улучшенная смазка серого чугуна. Чешуйки графита в сером чугуне обеспечивают лучшую смазку, снижая износ чугуна. Это делает серый чугун отличным выбором для таких деталей, как тормозные диски. Серый чугун также обладает способностью гасить вибрации, что делает его отличным выбором для жилищного строительства или промышленного применения, например, для оснований машин.Кроме того, серый чугун обладает высокой теплопроводностью, что позволяет ему легче переносить тепло через металл.

Серый чугун выдерживает термоциклирование, то есть чугун может без напряжения выдерживать высокие и низкие температуры. Температурные циклы могут вызвать напряжение и преждевременный выход из строя в других формах металлического литья, однако серый чугун постоянно доказывает свою способность выдерживать термические циклы. Серый чугун очень устойчив к окислению. На поверхности серого чугуна образуется защитная пленка или накипь, что делает его более устойчивым к коррозии, чем кованое железо или низкоуглеродистая сталь.


Недостатки серого чугуна

Один из самых больших плюсов серого чугуна также является его самым большим минусом. Чешуйки графита, которые придают серому чугуну дополнительную смазку и устойчивость к износу, также оставляют слабые места в металле, где могут начаться трещины. Эти переломы могут вызвать трещины и поломки. Из-за трещинообразования серый чугун имеет низкую прочность на разрыв и ударную вязкость.


Применение серого чугуна

Серый чугун имеет множество применений и часто используется во всех отраслях промышленности, таких как автомобилестроение, строительство и производство.

Примеры применения серого чугуна:


  • Шестерни
  • Гидравлические компоненты
  • Детали автомобильной подвески
  • Лемехи плуга
  • Насосы
  • Связи
  • Детали печки
  • Кулаки поворотные
  • Запчасти для тракторов
  • Клапаны
  • Детали подвески грузовика
  • Другие запчасти для грузовиков
  • Корпуса ветряных турбин.
  • Колонны корпуса
  • Противовесы и противовесы
  • Базы станочные

Состав серого чугуна

Серый чугун

— один из наиболее широко используемых видов чугуна.Чугун в основном производят путем плавления чугуна и последующей заливки его в отливку или кристаллизатор желаемых форм и размеров. Широкое распространение серого чугуна можно объяснить его экономической эффективностью и простотой обработки. Серый чугун классифицируется как серый из-за появления серых трещин на поверхности готового чугуна, вызванного присутствием графита.

Состав серого чугуна с точки зрения всех составляющих его элементов можно объяснить следующим образом:

  • Углерод (до 4%): Содержание углерода в сером чугуне позже превращается в графит после прохождения ряда химических реакций.Это содержание графита обеспечивает прочность и легкость обработки серого чугуна.
  • Кремний (до 3%): Кремний в основном добавляется для процесса раскисления, чтобы добавленный углерод не окислялся до карбидов железа. Кремний действует как стабилизирующий элемент для графита в сером чугуне.
  • Марганец (0,8%): Марганец действует как стабилизирующий элемент, который обеспечивает высокую производительность серого чугуна даже при высоких температурах.Это свойство увеличивает прочность всей конструкции.
  • Сера (0,07%): Он действует как стабилизирующий элемент для марганца и улучшает ударную вязкость серого чугуна при высоких температурах.
  • Фосфор (0,2%): Фосфор необходимо добавлять в небольших количествах для улучшения текучести, коррозионной стойкости и прочности серого чугуна. При добавлении большого количества фосфора общая прочность серого чугуна снижается.
  • Молибден (до 0.75%): Молибден улучшает прочность и эластичность серого чугуна при добавлении в небольших количествах.
  • Хром (0,35%): Хром улучшает температурный диапазон и повышает твердость серого чугуна.
  • Ванадий (0,15%): Ванадий улучшает сопротивление износу и разрыву.

Состав серого чугуна очень важен для окончательного набора свойств, которые приобретает готовый серый чугун. Кремний и углерод являются очень важными элементами с точки зрения количества, в котором они добавляются для производства серого чугуна.Это связано с тем, что свойства серого чугуна в значительной степени зависят от различных реакций, которым эти два элемента подвергаются в процессе производства.

Если вы хотите купить чугунные прутки премиум-класса, то Flocast Australia Pvt. Ltd. может удовлетворить ваши потребности. Посетите их веб-сайт, чтобы узнать больше о сером чугуне или купить чугунные стержни в Интернете.

Нравится:

Нравится Загрузка …

Поставщик серого чугуна класса 40 | Свойства материала | Химический состав | Сплошной чугун V-2 | Железный пруток марки

Серый чугун V-2 класса 40 с уникальными графитовыми хлопьями

Поставщики непрерывного чугуна >>>>> Серый чугун >>>>> V-2 Class 40

Выберите Versa-Bar для…
  • Ценообразование Bettervolume
  • Гибкая программа поставок
  • Быстрая цепочка поставок по всей стране

Химический состав серого чугуна V-2, класс 40
Углерод Кремний Марганец сера фосфор
2.6 — 3,75% 1,8 — 3% 0,6 — 0,95% 0,07% макс. 0,12% макс
Свойства материала
Предел прочности 40,000 фунтов на кв. Дюйм
Прочность на сжатие 150 000 фунтов на кв. Дюйм
Поперечная прочность: в среднем фунт. нагрузка на стержень диаметром 1,2 дюйма на пролет 18 дюймов 4000 фунтов на кв. Дюйм
Прогиб — дюймы 0.25 — 0,34
Диапазон твердости по Бринеллю 183/285
Микроструктура, литая по существу перлитный
Термическая обработка Может подвергаться закалке в масле от 1575 ° F до достижения C-50 мин по Роквеллу. твердость поверхности
Обрабатываемость Очень хорошо
Спецификация ASTM A 48 (класс 40)

Наш непрерывный чугун V-2 класса 40 — лучшая альтернатива

Серый чугун

V-2 (класс 40) имеет предел прочности на разрыв 40 000 фунтов на квадратный дюйм и предел прочности на сжатие 150 000 фунтов на квадратный дюйм.Твердость серого чугуна 40 класса колеблется от 187 до 269 млрд фунтов. Микроструктура в основном перлитная. Он широко используется для подшипников и втулок в гидравлической промышленности.

Но это еще не все: серый чугун класса 40 хорошо подходит для любых применений с высокой износостойкостью в пределах имеющихся форм и размеров. Мы также предлагаем литые детали на заказ и услуги собственной обработки с ЧПУ для поддержки бережливого производства. Все марки непрерывного чугуна, включая серый чугун класса 40, являются отличной альтернативой стали.В нашем процессе непрерывного литья железо затвердевает с более равномерной скоростью, чем в песчаном чугуне или стали.

Fast & Free Quote

Услуги по обработке серого чугуна V-2, класс 40

Серый чугун

V-2 класса 40 подходит для многих типов оборудования, включая корпуса, шкивы и шпиндели. Мы также обработали детали, в том числе:

Уникальные характеристики Versa-Bar делают серый чугун V-2 класса 40 превосходным вариантом по сравнению с серым чугуном, предлагаемым многими другими дистрибьюторами сырого чугуна и нестандартных компонентов.

V-2, класс 40, серый чугун, прикладной материал

Железные прутки, круги и стержни

American Iron & Alloys, LLC уже много лет поставляет наши прутки и круглые патроны из серого чугуна по Соединенным Штатам. Нашими клиентами являются компании, заказывающие прутки для непрерывного литья под давлением для различных производственных и сборочных производств. Нужны лучшие цены на ковкий чугун нестандартной резки? Нам нужно позвонить.

AS CAST BARS
Прутки, круги и стержни из серого чугуна — длины 6 футов
ДИАМЕТР ОТДЕЛКИ В ДЮЙМАХ СРЕДН.РАЗРЕШЕНИЕ НА ЗАПАС. EST. ФУНТОВ НА ДЮЙМ EST. ФУНТОВ В БАРАХ
.625 .085 .10 8
. 750 .085,15 11
. 875 .085,19 14
1.000 .085,25 18
1,125.085 .31 22
1,250 .085,38 27
1,375 .085,44 32
1,500 .085 .53 38
1,625 .085 .61 44
1,750 .085 .71 51
1.875 .085 .81 58
2.000 .085 .90 65
2,125 .110 1,04 75
2,250 .110 1,17 84
2,500 .110 1,29 93
2,625 .110 1.42 102
2,750 .110 1,56 112
2,875 .110 1,86 134
3.000 .110 2,01 145
3,125 .125 2,21 159
3,250 .125 2,38 171
3.375 .125 2,56 2,74
3,500 .125 2,74 197
3,625 .125 2,93 211
3,750 .125 3,13 225
3,875 .125 3,33 240
4.000 .125 3.54 255
4,250 .140 4,01 289
4.500 .140 4,49 323
4,750 .140 4,97 358
5.000 .140 5,50 396
5.250 .155 6,08 438
5.500 .155 6,67 480
5,750 .155 7,26 523
6.000 .155 7,89 568
6.250. 170 8,58 618
6.500. 170 9,26 667
6,750. 170 9.97 718
7.000. 170 10,71 771
7,250. 190 11,53 830
7,500. 190 12,35 889
7,750. 190 13,13 945
8.000. 190 13,96 1005
8.250. 216 14,92 1074
8,500. 216 15,82 1139
8.750. 216 16,74 1205
9.000. 216 17,68 1273
9,250. 254 18,76 1351
9,500. 254 19.81 1426
9.750. 254 20,83 1500
10.000. 254 21,89 1576
10,250 .400 23,61 1700
10,500 .400 24,27 1781
10,750 .400 25,88 1863
11.000 .400 27,06 1948
11,500. 582 30,38 2187
12.000. 582 32,94 2372
12,500. 582 35,63 2565
13,000. 582 38,40 2765
14,000.582 44,25 3186
15,000. 582 50,54 3689
16,000. 582 57,24 4121
17,000. 762 65,67 4728
18,000. 762 73,26 5275
19,000. 762 81.29 5853
20,000. 762 89,74 6461

ФОРМУЛА:

Литой круглый груз:
Длина в дюймах x вес на дюйм = общий вес

AS CAST O.D. — ОБРАБОТАННЫЙ I.D.
Полые стержни Versa-Tube — длиной 6 футов или отрезанные кусочки
ОТДЕЛКА НАРУЖНЫЙ ДИАМ. В ДЮЙМАХ ФАКТИЧЕСКИЙ ВНУТРЕННИЙ ДИАМЕТР.В ДЮЙМАХ EST. ФУНТОВ НА ДЮЙМ EST. ФУНТОВ В БАРАХ
3.500 1,250 2,42 174
4.500 1,250 4,15 299
5.500 1,250 6,33 456
4.000 1,750 2,91 209
5.000 1.750 4,86 ​​ 350
6.000 1,750 7,25 522
4.500 2,250 3,43 247
5.500 2,250 5,59 403
6.500 2,250 8,21 591
7,500 2,250 11,25 810
6.000 2,750 6,32 455
7.000 2,750 9,13 657
8.000 2,750 12,38 892
5.250 3.000 4,20 302
6.250 3.000 6,71 483
7,250 3.000 9.65 695
8,250 3.000 13,04 939
5.500 3,250 4,46 321
6.500 3,250 7,07 509
7,500 3,250 10,10 727
8,500 3,250 13,61 980
5.750 3,500 4,71 339
6,750 3,500 7,42 534
7,750 3,500 10,55 760
8.750 3,500 14,18 1021
6.000 3,750 4,96 357
7.000 3,750 7.77 560
8.000 3,750 11,02 794
9.000

3,750

14,75 1062
6.500 4,250 5,50 396
7,500 4,250 8,54 615
9,500 4,250 16,02 1154
7.000 4,750 6,00 432
8.000 4,750 9,25 666
9.000 4,750 12,97 934
7,500 5.250 6.57 473
8,500 5.250 10,06 725
8.000 5,750 7.08 510
9.000 5,750 10,79 777
9.000 6,750 8,18 589

ПРИМЕЧАНИЕ:

Внутренние диаметры являются действительными размерами.
Внутренний диаметр закончен на 0,250 дюйма (1/4 дюйма) больше, чем показано.

ПРИМЕР:
Фактический размер: 3,500 «внешний диаметр X 1,250 дюйма внутренний диаметр.
Размер отделки: 3.Внешний диаметр 500 дюймов X 1,500 дюйма внутренний диаметр

FORMULA:
(внешний диаметр 2 — внутренний диаметр 2 ) X .208 x длина в дюймах = вес VERSA-TUBE®)

КАК ОТЛИТЬ ПРЯМОУГОЛЬНИКИ
Пластина из серого чугуна — длина 6 футов
ФАКТИЧЕСКИЙ РАЗМЕР В ДЮЙМАХ EST. ФУНТОВ НА ДЮЙМ EST. ФУНТОВ НА БАР
.750 x 1.500,29,21
1.250 х 2,250,74 53
1,250 x 3,250 1.06 76
1,250 x 4,250 1,39 100
1,250 x 5,250 1,71 123
1,250 x 6,250 2,04 147
1,250 x 10,250 3,33 240
1,500 x 2,250.89 64
1,500 x 3,250 1,28 92
1,500 x 4,250. 167 120
1,500 x 5,250 2,06 148
1,500 x 6,250 2,44 176
1,750 x 2,000 .92 66
1,750 x 4,500 2,06 148
1.750 х 6,250 2,85 205
2,000 x 2,500 1,31 94
2,250 x 3,250 1,90 137
2,250 x 4,250 2,49 179
2,250 x 5,250 3,08 222
2,250 x 6,250 3,67 264
2,250 x 8,250 4.84 348
2,500 x 6,250 4,07 293
2,500 x 7,250 4,72 340
2,500 x 8,250 5,36 386
3.000 x 8.250 6,44 464
3,250 x 4,250 3,60 259
3,250 x 10,250 8,67 624
4.250 х 5,250 5,81 418
БЕСПЛАТНАЯ ЦЕНА

* ПРИМЕЧАНИЕ:

Указанные размеры действительны.
Материал будет иметь толщину 0,250 дюйма (1/4 дюйма) при указанных размерах.

ПРИМЕР:

Фактический размер: 2,250 x 4,250 дюйма
Размер отделки: 2,000 x 4,000 дюймов

ОТЛИТЬ КАК КВАДРАТ
Ложа из серого чугуна, класс 40
ФАКТИЧЕСКИЙ РАЗМЕР В ДЮЙМАХ EST.ФУНТОВ НА ДЮЙМ EST. ФУНТОВ НА БАР
1,250 x 1,250,42 30
1.500 x 1.500 .60 43
1,625 x 1,625 0,69 50
1,750 x 1,750 .81 58
2.000 x 2.000 1,04 75
2,250 x 2,250 1.32 95
2,500 x 2,500 1,63 117
3.000 x 3.000 2,35 169
3,250 x 3,250 2,75 198
4,250 x 4,250 4,69 338
5,250 x 5,250 7,17 516
6,250 x 6,250 10,17 732
7.250 х 7,250 13,67 984
8,250 x 8,250 17,71 1275
9,250 x 9,250 22,25 1602
10,250 x 10,250 27,32 1967
12,250 x 12,250 39,03 2810
БЕСПЛАТНАЯ ЦЕНА

* ПРИМЕЧАНИЕ:

Указанные размеры действительны.
Материал будет иметь толщину 0,250 дюйма (1/4 дюйма) при указанных размерах.

ПРИМЕР:

Фактический размер: 2,250 x 2,250 дюйма
Размер отделки: 2,000 x 2,000 дюймов

Трубы чугунные

Наши поставки литых труб из серого чугуна нестандартного класса 40 доступны как часть нашего огромного запаса сырого чугуна. Любая компания в США найдет именно то, что ищет, заказывая нашу продукцию Versa-Bar.

Заготовки из чугуна

Нашим высококачественным заготовкам из серого чугуна V-2 класса 40, прошедшим предварительную обработку, доверяют компании по всей стране.Наши изделия, изготовленные по индивидуальному заказу, поступают с нашего завода, готовые к превращению в готовые детали, чтобы внести последние штрихи в ваш проект.

Чугунные пластины

Наши специальные пластины из серого чугуна V-2 класса 40 идеально подходят для обработки и изготовления подшипников и роторов. Свяжитесь с нами по поводу наших чугунных пластин для вашего проекта.

Пруток прямоугольный чугунный

Пруток прямоугольного сечения

American Iron & Alloys представляет собой высококачественный материал для обработки и применения тяжелого оборудования.Свяжитесь с нами для получения информации о заказе и ценах на прямоугольные запасы прямо сегодня.

Серый чугун V-2 класса 40 доступен в виде необработанных или обработанных деталей.

Сплошной чугун Versa-Bar обеспечивает повышенную производительность

Почему стоит выбрать серый чугун Versa-Bar V-2? Versa-Bar содержит большое количество хлопьев графита, что дает ему многочисленные преимущества по сравнению с другим серым чугуном, представленным на рынке. Микроскопические чешуйки графита имеют очень маленькие углубления, способствующие удерживанию масла. Смазанные детали дольше остаются масляными.В случае потери масла Versa-bar может сохранить свою смазку, и у него больше шансов на выживание.

Что все это значит? Большая долговечность. Более долгая жизнь. Лучший продукт по лучшей цене.

Серый непрерывный чугун V-2 класса 40 превосходит полевые сравнительные испытания алюминия, бронзы и стали.

В таблице ниже показаны скорости и подачи для алюминия, бронзы, стали и серого чугуна Versa-Bar класса 40. Операторов попросили достичь оптимальной подачи поверхности в минуту (sfm) на Versa-Bar и поддерживать сравнимую глубину резания и шероховатость поверхности с алюминием, бронзой и сталью.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.