Где применяется чугун: серого, ковкого, белого, высокопрочного, гранулированного

Применение стали и чугуна в быту

Автор статьи: Екатерина Степанова, начальник отдела по планированию запасов,

Управление коммерческого сервиса ООО «МЕТИНВЕСТ-СМЦ»

Сталь, как материал, настолько тесно вошла в нашу жизнь, что мы даже не подозреваем этого. Человек уже много веков пользуется металлическими изделиями в быту. Ежедневно каждый из нас сталкивается с различными видами металлов и сплавов, многие из которых находятся у нас дома или на придомовой территории.

Что такое сталь и чугун?

Все металлы делят на два вида: цветные и черные. Черные металлы – это марганец, хром, ванадий, железо и их сплавы. К данному виду относят сталь (сплав железа с содержанием углерода до 2,14%) и чугун (сплав железа с углеродом в количестве более 2,14%). Все остальные металлы: медные, никелевые, алюминиевые и другие, — называются цветными металлами.

 

Основные отличия, которые есть между сталью и чугуном

• Сталь обладает более высокой температурой плавления, чем чугун.
• Стальной прокат легче поддается обработке, чем чугунное изделие: его проще порезать, просверлить, выполнить ковку или сварку.
• Преимущество чугуна в том, что он обладает хорошими литейными качествами, что позволяет отливать изделия сложной формы.
• Изделия из стали имеют большую теплопроводность, так как стальной прокат имеет менее пористую и более однородную структуру в отличие от чугуна
• Есть цветовые различия. Стальной прокат и белый чугун более светлые; серый чугун, в котором свободный углерод находится в виде графита, обладает более темным цветом.

   

Стальная решетка

Применение чугуна в быту

• Сантехническое и отопительное оборудование в доме

Сантехника, произведенная из чугуна, надежная, неприхотливая в уходе и способна долгий период сохранять свой внешний вид. К сантехнике относятся: ванны, раковины и кухонные мойки, краны, смесители, трубы и фитинги.  Отопительные радиаторы, которые изготовлены из чугуна обладают долговечностью, хорошим теплоаккумулирующими свойствами и высокой теплоотдачей. Если сравнивать чугунные радиаторы со стальными радиаторами, то чугунные радиаторы при выключении продолжают излучать еще тепло на треть своей первоначальной мощности, при этом стальные радиаторы остывают в 2 раза быстрее.

Так же, благодаря литейным и прочностным характеристикам, чугун используют для производства комплектующих к кухонным плитам (дверцы, задвижки, сажетруски). 

• Как чугун используют на кухне

Если вы готовите блюда, в которых требуется длительное томление, тогда для приготовления таких блюд отлично подойдет посуда из чугуна. К таким блюдам относятся плов и различные каши, которые прекрасно готовить в чугунном казане, а также овощи, мясо и птица, для которых будет незаменимой чугунная утятница.

В посуде из чугуна продукты лучше сохраняют свои полезные и питательные свойства и не образуют канцерогены. На кухне также можно встретить чугунную сковородку или чугунный горшок, в котором получается очень вкусное овощное рагу. Также определенным спросом пользуются кухонные инструменты и столовые приборы из чугуна.

 

Чугунный казан

Чугун имеет пористую структуру, поэтому имеет свойство впитывать жир, который образуется в процессе приготовления еды. Таким образом антипригарные свойства чугунной посуды со временем только улучшаются. Чугунная посуда имеет недостатки – она тяжелая и легко поддается коррозии.

• Другие изделия из чугуна в быту

Чугун широко используется в архитектуре домовой и придомовой территории. К изделиям из чугуна можно отнести ажурные ограждения, решетки, винтовые лестницы, уличные беседки и навесы, камины в доме, уличные столбы и фонари, различные декоративные скульптуры для сада. Спортивный инвентарь, к примеру гантели или диски для штанг, может также быть произведен из чугуна.

Чугунная гиря

Применение стали в быту

Различная сталь применяется при производстве посуды и утвари для кухни: черный стальной прокат, эмалированная сталь, нержавеющая сталь, сталь листовая оцинкованная. К бытовым кухонным стальным принадлежностям относятся все виды устройств, которые используются на различных этапах приготовления пищи: кухонная мясорубка, прибор с помощью которого шинкуют овощи, бытовые кухонные весы, навесная или настольная сушилка для тарелок и вилок, ложек и т.д.

Посуда для кухни

Кухонное оборудование: духовки, микроволновки, посудомоечные машины, пароварки и пр. – все имеют корпус в большинстве случаев из листа холоднокатаного.

На кухне применяются хозяйственные ножи различного назначения: хлебный нож, нож для разделывания мяса, нож для нарезки сыра и масла, нож для чистки фруктов и овощей и разные модели складных ножей.

К столовым кухонным приборам относим разные виды ложек и вилок.

Ложки подразделяются по размеру и назначению: столовые, десертные, чайные и кофейные ложки. Вилки делятся на два вида: столовые и буфетные. Также используются в быту столовые кухонные наборы, куда входят ножи, вилки и ложки.

Среди хозяйственных ножниц существует несколько видов: кухонные, портновские, ножницы для маникюра, ножницы, используемые в парикмахерских и т.д.

Металлоизделия и инструменты, которые используются для ремонта и строительства

• различные изделия для крепежа: гайки, гвозди, болты, шурупы и т.д;
• фурнитура для окон и дверей: ручки, петли, замки, шпингалеты и т.д;
• стальные инструменты, которые используются для обработки дерева: пилы, топоры и т.д;
• строительные инструменты для обработки металлических элементов: зубила, зажимные тиски, кувалды, молотки, наковальни, ножовки, напильники, сверлильные инструменты и устройства для нарезания резьбы;
• инструменты, необходимые для монтажа: плоскогубцы, отвертки, кусачки, клещи;
• строительное оборудование, которое содержит элементы из стали: дрель, перфоратор, шуруповерт и т. д.;
• садовый инвентарь: лопаты, грабли, вилы, косы, мотыги, серпы и т.д.

Садовый стальной инвентарь

Нагревательные и осветительные приборы

• газовые кухонные плиты;
• водонагреватели для дома;
• котлы электрические для помещений;
• отопительные котлы, которые работают на твердом и жидком топливе;
• керосиновые лампы и уличные фонари.

Дымоходы

В устройстве дымоходов применяется труба профильная, в тч из специальной жаростойкой стали, которая имеет устойчивость к высокотемпературной коррозии.

Мебель

Различная стальная фурнитура используется в мебельных конструкциях. Основным элементом фурнитуры является мелкая труба профильная стальная, уголок металлический и полоса стальная. Часто используется металлический декор в мебели.

В чем преимущество стали и чугуна в быту?

Ответ один – долговечность. Когда у вас выбор установить ограждение из металлопроката или любого другого альтернативного материала (дерева, пластика, профнастила и т.

д.), и в приоритете выбора – долговечность, то конечно же необходимо выбирать изделие из  из металлопроката.

Забор из стали

Купить металлопрокат вы можете у надежного поставщика производителя ООО «МЕТИНВЕСТ-СМЦ». Поставка розничными и оптовыми партиями. Доставка в любую точку Украины. Заявку можно оставить на сайте или перезвонить по телефону 0 800 30 70 70.

Сферы применения основных видов чугунов

Передельный чугун является основным компонентом металлошихты для производства стали. От качества чугуна зависит и качество стали. 

Сталь получают из железной руды, но сам процесс передела происходит в несколько этапов:

1.  из железной руды получают чугун,
2.  чугун переделывают на сталь. 

Основной смысл получения стали заключается в снижении в чугуне содержания углерода и некоторых вредных хим. элементов (фосфор, сера).

Что представляет собой чугун?

Чугун — многокомпонентный железоуглеродистый сплав, который содержит больше 2, 14 процентов углерода, кремния, некоторое количество марганца серы и фосфора. Существуют и специальные чугуны которые обогащают легирующими добавками: никелем, хромом, молибденом, ванадием и другими.

Чугуны могут образовывать эвтектики при затвердевании.

Эвтектики— это тип кристаллизации сплава.
Эвтектика есть пересекания плоскостей поверхности, которые участвуют в кристаллических фазах, и которые состоят в равновесном состоянии с расплавом при min температуре расплавления.

Исходя из диаграммы состояний железо-углерод — чугунный бывают доэвтектическими, эвтектическими, заэвтектическими.

Положение чугуна касательно эвтектической точке характеризуется величиной углеродного эквивалента.
Доэвтектический чугун затвердевает с начальным выделения из расплавов структурно свободного аустенита. Заэвтектический- затвердевает с выделением первичного графита или цементита.

Виды чугунов

Чугуны различают на: 

• белые
• серые
• высокопрочные
• ковкие
• аустенитно-никелевые
• высоколегированные хромистые

Применение чугунов

Белый чугун применяют в производстве ковких чугунов.

• Серые -обладают высокими литейными свойствами , хорошей обрабатываемостью простыми режущими инструментами ,высокой устойчивостью к износу. Благодаря этим свойствам серые чугуны нашли широкое применение, и являются важнейшим конструкционным материалом.
• Высокопрочный чугун получают при отливке , с соблюдением определенной технологии, и с использованием специальный примесей, таких, как магний, редкоземельные элементы, мишметалла и другие.

• Ковкие чугуны применяется в разных сферах промышленности, но особо популярны в автотракторном и сельхозмашиностроение. В них содержится более низкое количество углерода, в сравнении с другими чугуна: серый и высокопрочный.
• Аустенитно-никелевые чугуны применяются в следующих видах промышленности : химическая, пищевая, нефтяная, текстильная. Из этих чугунов делают насосы, реакторы, котлы, части трубопроводов, вентилей и многих других. Из них также делают детали : клапаны, фитинги, печную арматуру- которые обычно изготавливают из медных сплавов.

Помимо этого, аустенитно-никелевый чугун применяется для коксового, газового, металлургического, энергетического производств — для создания всевозможных деталей, которые обладают высокой жаростойкость и жаропрочность.

• Высоколегированный хромистый чугун используют для изготовления износостойких цилиндровых втулок, для деталей подверженных интенсивным абразивному износу. Эти чугуны есть высоко жаростойкими и обладают стойкостью к коррозии.

Опубликовано: 20.04.2016

Чугун Применение — Энциклопедия по машиностроению XXL

Чугунные валки. Наиболее широко распространены в металлургическом производстве литые валки из различных чугунов. Применение именно этого сплава позволяет получать изделия, сочетающие высокую твердость и износостойкость рабочего слоя (валки с отбеленной поверхностью) с достаточно прочной сердцевиной. В России отливки валков с отбеленной поверхностью впервые были получены в 1812 г. на Олонецких заводах.  [c.331]

Для изготовления отливок в машиностроении применяются серый, ковкий и высокопрочный (модифицированный) чугуны. Применение каждого из сортов чугуна обусловливается требованиями, предъявляемыми к детали в зависимости от условий работы.  [c.9]

Регулируемые и нерегулируемые подшипники скольжения различных технологических машин характеризуются следующими данными относительно малым числом оборотов вала (менее 100 об/мин.) изготовлением вкладышей из бронзы или антифрикционного чугуна применением ручной смазки изготовлением сопряженных деталей по 3 классу точности.  [c.196]

Камеры спиральные чугунные — Применение  [c.36]

Плавильное отделение. Важнейшая предпосылка для организации литейного производства в цехах среднего размера по методу потока — применение одной шихты и, самое большее, двух шихт чугуна. Применение нескольких шихт при параллельных плавке и формовке обычно имеет место при очень большом объёме производства (при непрерывной заливке всеми шихтами) или связано с накоплениями заделов форм, нарушающими поточность производства и требующими дополнительных площадей.  [c.261]

Цветные металлы и сплавы в котлах и трубопроводах имеют ограниченное применение для изготовления небольших размеров арматуры и контрольно-измерительных приборов, и поэтому Правила по котлам и по трубопроводам не содержат для них таких подробных требований как к стали и чугуну. Применение бронзы и латуни для деталей котлов и трубопроводов допустимо при температуре металла не выше 250 °С. Пробное давление гидравлического испытания корпусов арматуры должно соответствовать требованиям ГОСТ 356—80.  [c.87]

Высокопрочный чугун применяется в качестве замены отливок и поковок из стали и ковкого чугуна. Применение высокопрочного чугуна позволяет снизить вес и повысить надежность отливок.  [c.568]

Справочное пособие составлено на основе новых требований органов технического надзора, изменений, внесенных в нормативнотехническую и производственно-технологическую документацию (государственные и отраслевые стандарты, технические условия) и накопленного положительного опыта в области дуговой сварки трубопроводов, металлоконструкций и чугуна, применения сварочного оборудования в различных отраслях промышленности, включая машиностроение.  [c.5]

Марка чугуна Эксплуатационные свойства чугунов Применение  [c.427]

Применяются сальниковые краны при давлении газа не свыше 10 атм. Натяжные краны малых проходных диаметров от 15 до 32 мм (см. рис. 25) изготавливаются из бронзы, а больших размеров, от 40 до 70 мм, — из бронзы и чугуна. Сальниковые краны всех размеров (от 15 до 70 мм) изготавливаются как из бронзы, так и из чугуна. Применение чугунных пробочных кранов допускается лишь на вводах, газовых стояках, на ответвлениях к котлам, т. 0. в таких местах, где краны не находятся в ежедневном пользовании. При этом краны должны иметь ограничители поворота, о которых было сказано выше.  [c.67]

Чугун Применение в автомобиле- Примерный химический состав, % Т вердость ИНС (пос-  [c.21]

Чугуны — Применение, 4, 15, 17 (табл. 10)  [c.293]

Индукционные печи имеют ряд преимуществ перед другими плавильными агрегатами. В них люжно нагревать металл до очень высоких температур без местного перегрева (что наблюдается иногда в электрических дуговых печах), регулировать состав газовой атмосферы или создавать вакуум. Емкость индукционных печей изменяется от нескольких килограммов (лабораторные печи) до 6—10 т. В современной практике находят широкое применение индукционные печи промышленной частоты, их используют для плавки обычного и синтетического чугуна. В таких печах можно успешно вести плавку стружки и высечки без их брикетирования. Одновременно такой процесс очень мобилен (плавка длится не более 40 мин), резко улучшаются условия труда, не нужно расходовать дефицитный литейный чугун. Применение этих печей позволяет с минимальными затратами получать металл высокого качества.  [c.213]

Чугун — Применение для деталей штампов 2 — 367, 379  [c.443]

Чугун. Серый, белый и ковкий чугун состав, особенности к область применения. Механические и технологические свойства чугуна. Термическая обработка чугуна. Применение чугуна для изготовления деталей кранов. Образование раковин, трещин и способы их распознавания.  [c.505]

Обеспечить все вышеуказанные требования возможно только в случае применения в качестве присадочного металла чугуна. Применение чугунных присадок при различных способах сварки обязательно требует предварительного подогрева изделия.  [c.540]

При обработке хрупких металлов (чугуна и бронзы) влияние охлаждения на скорость резания значительно меньше. При обработке чугуна применение охлаждающей жидкости даже  [c.295]

По отраслевым ТУ 48-42-2—70 выпускается кермет марки В-3, который применяется для обработки чугуна. Применение инструмента из керметов вместо твердых сплавов при обработке деталей из стали 40Х и чугуна позволяет повысить производительность обработки в 2— 2,5 раза.  [c.76]

Изделия из минералокерамики ЦМ-332 отличаются высокой теплостойкостью и износоустойчивостью плотность составляет не менее 3,8 г/см , твердость равна 90— 93 HRA, пределы прочности при изгибе и сжатии равны соответственно 30—50 и 300 кГ мм , теплопроводность 0,01—0,04 кал см-сек-град). Они находят применение при резании металлов и неметаллических материалов, при волочении и прессовании некоторых цветных металлов и сплавов, а также для изготовления деталей, работающих в условиях интенсивного истирания. За счет более высокой теплостойкости и меньшей склонности к свариванию со сталью и чугуном применение минералокерамики ЦМ-332 при всех прочих равных условиях обеспечивает значительно более высокие скорости резания по сравнению с металлокерамическими твердыми сплавами. Однако эксплуатационная прочность ЦМ-332 намного ниже прочности металлокерамических твердых сплавов, что значительно ограничивает возможности его применения для обработки металлов резанием.  [c.521]

В подвижных сопряжениях, характеризуемых относительно легкими условиями работы, применяют в основном медные и графитизированные стали, а также антифрикционные чугуны. Применение данных материалов в подшипниках скольжения ограничивается тем, что вследствие значительной твердости они интенсивно изнашивают вал.  [c.88]

В некоторых случаях электродные стержни изготовляют из аустенитного никелевого чугуна, содержащего 20—30% никеля, или из медноникелевого чугуна. Применение стержней из аустенитного чугуна способствует получению мягких швов с аустенит-ной структурой, легко поддающихся обработке.  [c.202]

Особенность способов обработки чуг на магнием с применением тяжелых лигатур, содержащих обычно до 20″о М 4 и около 80″о Си илп Х , состоит в том что такие лигатуры, имея больший удельный вес чем расплавленный чугун не требуют для погружения нх в чугун применения колоколов карманов и пр Однако высокая стоимость этих лигатур и наличие в их составе большого количества дефицитных компонентов tNi и Си) приводит к тому, что применение их может быть оправдано только в случаях, когда это предусматривается специальными требованиями к свойствам отливок.  [c.261]

Антифрикционный чугун. Применение такого чугуна в качестве антифрикционного материала дает возможность заменять дорогие цветные сплавы, особенно при изготовлении подшипников для таких узлов трения, где исключено приложение ударной нагрузки.  [c.37]

Поршни могут изготовляться из чугуна, стали и сплавов алюминия, что влияет на их конструктивные формы (алюминий имеет в 2,5 раза меньшую плотность и в 5 раз большую теплопроводность, чем чугун). Применение легких металлов позволяет увеличивать, например, толщину стенок поршня.  [c.161]

В табл. 27 приведены некоторые марки серого чугуна и их применение.  [c.187]

Зубчатые колеса изготавливают штамповкой, прокаткой, отливкой и сваркой. Для изготовления зубчатых колес применяется сталь, чугун, бронза, а также различные полимеры (пластмассы). Находят применение армированные зубчатые колеса, состоящие из полимеров (пластмасс и металлической арматуры.  [c.219]

При применении очень мягких легкоплавких подшипниковых сплавов обеспечивается меньший износ шейки вала. Баббиты, кроме того, имеют и минимальный коэффициент трения со сталью и хорошо удерживают смазку. Поэтому наряду с чугунными и бронзовыми вкладышами в машиностроении для вкладышей подшипников широко применяют легкоплавкие сплавы на основе олова, свинца, а также цинка и алюминия.  [c.619]

В целях осуществления комплекса мероприятий по улучшению санитарно-гигиенических условий труда и оздоровлению окружающей среды для плавки чугуна широко внедряются современные вагранки закрытого типа, в которых отходящие газы полностью отбираются, подвергаются эффективной очистке, дожигаются, а теплота утилизируется. Эффективно работают установки для очистки дымовых газов от хлоридов, внедряются новые нетоксичные связующие материалы и технологические процессы изготовления стержней, более широкое применение получает литье в металлические формы,  [c. 173]

Барабан выполняется пустотелым и охлаждается циркулирующей через него водой. Барабан и механизм привода устанавливаются на раме 6 из швеллеров, скре пленной с колоннами 7 болтами или при помощи сварки. Баба 8 выполняется литой, пустотелой из стали или специального чугуна. Применение баб сварной конструкции как более лёгких даёт возможность употреблять более массивные свинцовые пуансоны, не увеличивая  [c.417]

В последние годы заметно увеличилось производство ряда комплексных сплавов, изготовленных на основе ферросилиция и содержащих дополнительно барий, марганец, щелочноземельные металлы (ЩЗМ), РЗМ и другие элементы. Это связано с ростом потребности в сталях с особыми свойствами и в отлпвках из высокопрочного чугуна, необхо-.димостью устранить отбел чугуна. Применение таких ферросплавов улучшает качество металла и обеспечивает повышение долговечности изделий из него и снижение расхода металла при производстве изделий. В табл. 25 приведен состав некоторых специальных сплавов, производимых в СССР и зарубежом. Производство таких сплавов осуществляется пли присадкой в шихту при выплавке ферросилиция, концентратов, или передельных сплавов, содержащих необходимые элементы, или введением металлических добавок, содержащих эти элементы, в ковш, в изложницу или в струю сплава при его разливке. Часто используют и комбинацию этих методов, когда часть дополнительных элементов вводится в шихту при выплавке ферросилиция, а остальные растворяют тем или иным способом в жидком сплаве. Реже используют методы сплавления твердых элементов, металлотермии п др. В каждом конкретном случае должно быть найдено оптимальное решение, обеспечивающее высокую эффективность производства, использование недефицптного сырья п охрану природной среды. Следует отметить, что большое количество производимых сплавов и еще большее число патентов свидетельствуют не только об интересе к этой проблеме и ее важной роли в промышленности, но также и об отсутствии научного выбора оптимального химического состава сплавов. Серьезной является также проблема обеспечения нормальных санитарно-гигиенических условий при производстве этих сплавов, особенно содержащих такие элементы как стронций, барий и т. п. [73].  [c.95]

Алмаз имеет твердость (HV10 ООО) в 6 раз выше твердости карбида вольфрама (HV1 700). Преимущественно применяют синтетические алмазы (борт, баллас, карбонадо) поликристаллического строения, отличающиеся меньшей хрупкостью и стоимостью, чем монокристаллы. Алмазным инструментом обрабатывают цветные сплавы, стеклопластики, керамику, обеспечивая при этом низкую шероховатость. При обработке сталей и чугунов применение алмаза ограничивается его высокой адгезией к железу и, как следствие, низкой износостойкостью.  [c.397]

Зубчатый шкив (рис. 7.10) можно рассматривать как шестерню, шаг и прямобочный профиль зубьев которой соответствуют шагу и профилю зубьев зубчатого ремня. Зубчатые шкивы для силовых передач обычно выполняют стальными, иногда — чугунными. Применение шкивов из чугуна ограничивается скоростью порядка 20…25 м/с. Согласно ОСТ 3805114—76, принят трапециевид.  [c.101]

На основании исследовательских работ и производственного опыта следует сделать вывод, что господствовавшее ранее представление о непригодности чугунных деталей для работы при знакопеременных нагрузках должно быть изменено во всяком случае по отношению к высокопрочным и модифицированным чугунам. Применение модифицированных и вы oкoJlpoчныx чугунов оказало также решающее влияние и на экономию проката, особенно в части изготовления ответственных конструкций деталей из чугуна, например крупных коленчатых валов для дизелей, по весу и стоимости составляющих 12—15% и более от веса и стоимости двигателей например, из высокопрочного магниевого чугуна изготовляются коленчатые валы с пределом прочности при растяжении не менее 55 кГ1мм , относительным удлинением не менее 3%, ударной вязкостью не менее 3,0 кГм/см н твердостью вала НВ не менее 230.  [c.42]

Кислород вводится в вагранку двумя способами обпщм обогащением подаваемого в вагранку воздуха и вдуванием кислорода через отдельные трубки в фурмы вагранки. Кислород к вагранкам подается от заводской кислородной станции или от баллонов. Расход кислорода составляет 10—20 на 1 т чугуна. Применением кислорода для ваграночной плавки повышается температура жидкого чугуна на 20—50°, увеличивается производительность вагранки на 20—40%, снижается содержание серы в чугуне на 25-30%.  [c.107]

Сварка чугуна. Применение ацетиленокислородного пламени — один из наиболее надежных способов получения высокого качества сварки чугуна. При газовой сварке медленнее и равномернее, чем при дуговой, нагревается и охлаждается деталь. В результате этого в наплавленном металле и на его границах создаются лучщие условия для графитизации углерода, уменьшается вероятность отбеливания чугуна, возникновения внутренних напряжений и появления трещин. Обычно газовую сварку сопровождают общим и местным подогревом детали. Небольшие детали подогревают пламенем горелки непосредственно перед сваркой, крупные детали — в специальных печах или устройствах. В качестве присадочного материала используют чугунные стержни диаметром 4, 6, 8, 10 и 12 мм. Для сварки мелких деталей применяют чугунные стержни марки Б, а для крупных — стержни марки А. Сваривают чугун нормальным или науглероживающим пламенем при расходе ацетилена на 1 мм толщины металла 100…120 дм /ч.  [c.84]

Увеличение срока службы гильз цилиндров достигается в результате запрессовки в наиболее изнап ива-емую (верхнюю) их часть коротких тонкостенных гильз из кислотоупорного чугуна. Применение такой вставки снижает износ верхней части гильзы в 2-—4 раза.  [c.16]

Серьезным недостатком минеральной керамики, ограничивающим ее применение, является пониженная прочность на изгиб и низкая ударная вязкость. Микролит ЦМ-332 имеет предел прочности на изгиб а = 35 -I- 40 кгс/мм и ударную вязкость = 0,05 кгс — м/см , что значительно меньше, чем у наименее прочных титано-вольфрамовых твердых сплавов. Предел прочности на сжатие микролита ЦМ-332 на 20—30VO превосходит предел прочности твердых сплавов и составляет а и = 500 кгс/мм . Не менее существенным недостатком минеральной керамики является исключительно низкая сопротивляемость циклическому изменению тепловой нагрузки, в результате чего при прерывистом резании на контактных поверхностях инструмента возникают температурные усталостные трещины, являющиеся причиной преждевременного выхода инструмента из строя. Из-за низкой прочности на изгиб и высокой хрупкости минеральную керамику целесообразно использовать при обработке мягких цветных металлов. При обработке стали и чугуна применение минеральной керамики ограничивается чистовым непрерывным точением с малыми сечениями срезаемого слоя при отсутствии толчков и ударов.  [c.27]

Сочетание высокой прочноегп и пластичности этих чугуиов позволяет изготавливать из них ответственные изделия. Так, коленчатый вал легковой машины Волга изготавливают из высокопрчного чугуна, имеющею состав 3,4—3,6% С 1,8-2,2% Si 0,96—1,2% Мл 0,16-0,30% Сг электрической печи. Это обстоятельство, а также применение термической обработки приводит к получению еще более высоких свойств, чем это указано л табл. 24, а именно ац = 62-н65 кгс/мм б = 8- -12% и твердость НВ 192—240. Хотя этот чугун но механическим свойствам и уступает стали констру — тивная прочность коленчатого вала из такого чугуна может быть выше, что в целом уменьшит массу машины. Из чугуна, обладающего лучшими, чем у стали, литейными свойствами, можно литьем (дешевым способом) изготавливать изделия сложной конфигурации (с внутренними полостями и т, п,), обладающие лучшим сопротивлением разнообразным механи-ческн. воздействиям, чем более простые по форме кованые детали, Дру ими словами, в ряде случаев деталь сложной конфигурации из менее прочного материала (чугуна) конструктивно оказывается более прочной, простой по конфигурации детали из более прочного материала (стали).  [c.218]

Вследствие обезуглероживания излом получается светлым, и чу1-ун называется светлосердечным. Из-за большого количества пер. шта в ссрдцепине этот чугун также часто называют перлитным ковким чугуном. Следует отметить, ЧТО (Наибольшее применение имеет ферритный ковкий чугун.  [c.220]

Отливки из серого чугуна нашли широкое применение в станкостроении станины станков, стойки, салазки, планшайбы, корпуса шпиндельных бабок и коробок передач, корпуса насосов, втулки, вкладыши и др. в автостроении блоки цилиндров, гильзы, поршневые кольца, кронштейны, картеры, тормозные барабаны, крынжи и др. в тяжелом машиностроении в электротехнической промыш-ленностг[ и других отраслях ман]нностроения.  [c.160]

При холодной сварке чугун сваривают без подогрева стальными, медножелезными, медноникелевыми электродами и электродами из аустенитного чугуна. В случае применения стальных электродов валики наплавляют низкоуглеродистыми электродами небольшого диаметра со стабилизирующей или качественной обмазкой, Применяют также стальные электроды со специальным покрытием, содержащим большое количество карбидообразующих элементов, дающим наплавленный металл с мягкой основой и вкраплениями карбидов. Эти способы не исключают образования отбеленных и закалочных структур в з. т, в., но они просты и обеспечивают мягкий хорошо обрабатываемый шов.  [c.234]

---

Чугун — свойства, классификация, виды

Наверняка многие сталкивались в быту или же на производстве с чугунными изделиями. Этот материал обладает хорошей прочностью и превосходными литейными качествами.

Чугун это стальной, или же правильнее сказать, железоуглеродистый сплав, состоящий из железа и углерода, который имеет объем от 2,14 % до максимальных 6,67 % и может входить в состав как цементит или же графит. Чугун по определению относится к машиностроительному материалу, отличающемуся дешевизной, а также простотой в производстве и служит основой для выплавки стали. Его получение относится к сложным химическим процессам, протекающим на определенных стадиях производства.

Основные характеристики и состав

Данный сплав помимо железа с углеродом включает дополнительные примеси, влияющие на его свойства. Разнообразный состав чугуна, обеспечивает ему высокую твердость, текучесть, повышает хрупкость. В него включаются: сера, кремний, марганец, фосфор. Сплав чугуна из-за входящего углерода имеет высокие показатели по твердости, но при этом снижается ковкость, а также пластичность вещества. Для придания металлу особых характеристик добавляются некоторые присадки. В качестве легирующих компонентов применяются: никель, ванадий, а также хром, алюминий. Формула чугуна состоит из железоуглеродистой основы с дополнительными включениями. Обладает плотностью порядка 7,2 г/см3, что является довольно высоким значением для металлических соединений.

Состоит чугун из нескольких компонентов, из-за чего свойства его вариаций могут существенно отличаться. Кроме углерода и железа, состав включает до 2 % марганца, 1,2 % фосфора, 4,3 % кремния и до 0,07 % серы. Кремний отвечает за состояние жидкотекучести, значительно улучшает литейные качества, а также делает мягче. Для усиления прочности используют марганец. Добавление серы снижает тугоплавкость и понижает его жидкотекучесть. Кроме того, она оказывает вредное воздействие, проявляющееся в появлении на горячих отливках трещин (красноломкость). Наличие фосфора снижает механические свойства, однако позволяет отливать предметы сложной формы.

Структура чугуна выглядит как металлическая основа с включениями из графита. В зависимости от вида, включает перлит, пластинчатый графит, а также ледебурит. Данные элементы определяют его характеристики и присутствуют в различных количествах или же полностью отсутствуют.

Температура плавления составляет от минимальных +1160 °С до максимальных +1250 °С. Имеет высокие антикоррозионные показатели, активно противодействует как сухой (химической), так и влажной коррозии. Благодаря ему появилась на свет нержавейка – стальной сплав, имеющий высокое содержание хромовой составляющей.

Область применения

Чугун широко используется в машиностроении при отливке разнообразных деталей. Применяется для изготовления коленчатых валов, а также двигательных блоков. Кроме того, производятся высококачественные колодки, имеющие высокую устойчивость к трению.  Применяются при низких температурах, где применяется исключительно чугун благодаря своим высоким эксплуатационным свойствам. Данные качества используют при производстве различных элементов машин, где используется чугунный сплав для работы в жестком климате. Этот материал широко применяется металлургами благодаря превосходным литейным характеристикам и невысокой цене. Отлитые изделия имеют высокую износостойкость, повышенную прочность.

Многие сантехнические детали также изготавливаются из чугунной основы. Это батареи, радиаторы отопления, трубы, ванны, разнообразные раковины с мойками. Многие изделия служат и по сей день, хотя устанавливались несколько десятилетий назад. Эти предметы сохраняют первоначальный облик долгие годы и не требуют проведения реставрационных работ. Кроме того, чугунная посуда считается одной из самых удобных при готовке многих блюд.

Разновидности

Чугунный сплав по своим характеристикам подразделяется на передельный, а также литейный. Первый применяют при выплавке стали, используя кислородно-конвертерный метод. Данный вид отличается пониженным количеством марганца и кремния. Литейный чугунный материал служит для производства многочисленных деталей. Образцы изделий из этой основы можно увидеть на соответствующих фото.

К особой разновидности относятся никельхромистые сплавы (нихарды). К ним относится низкоуглеродистый, а также высокоуглеродистый чугун. Первый отличается усиленной прочностью, а второй – повышенной износостойкостью. Основными разновидностями являются белый и серый сплавы. Эти материалы отличаются содержанием углерода, а также свойствами. Кроме того, активно используются ковкие, легированные и высокопрочные виды.

Серый

Серые чугуны имеют низкую пластичность, вязкость, легко поддаются резке при обработке. Применяются при изготовлении неответственных деталей, а также элементов, работающих на износ. В сером чугуне углерод содержится в виде графита, перлита либо феррито-перлита. Его количество составляет около 2,5 %, что обеспечивает высокую прочность изделиям. Из серого сплава изготавливают корпуса различного промышленного оборудования, зубчатые шестеренки, кронштейны, втулки. Материал, содержащий высокое количество фосфора (порядка 0,3 – 1,2 %) обладает хорошей жидкотекучестью и применяется в художественном литье.

Белый

Содержит большое количество углерода (свыше 3 %), представленного в виде цементита либо карбида. Белый цвет в месте разлома данного материала дал название и соединению. Сплав этого вида имеет повышенную ломкость, а также хрупкость, что значительно сужает область использования. На его основе производят детали незамысловатой формы для выполнения статических функций без воздействия значительных нагрузок. Технические характеристики белого материала можно улучшить путем добавления легирующих компонентов. Для этого используется никель, хром, гораздо реже – алюминий либо ванадий. Марка с такими присадками называется «сормайт». Ее используют в качестве нагревательного элемента в разнообразных устройствах. Сормайт отличается стабильными характеристиками при температурных значениях не более +900 °С. Этот материал служит основой при изготовлении обычных бытовых ванн.

Ковкий

Этот вид получают из белого путем отливки с дальнейшей термообработкой. При этом применяется отжиг длительного воздействия, при котором цементит распадается, образуя графит. Этот процесс получил название графитизация с образованием в структуре углеродистых хлопьев. Графит приобретает такую форму благодаря продолжительному отжигу. Это положительно влияет на металлическую основу, которая становится более цельной, пластичной и вязкой.

Ковкий чугун прекрасно эксплуатируется при пониженных температурах и не сильно чувствителен к надрезам. Применяется при изготовлении элементов, работающих при непрерывном трении. Помимо этого, ковкий сплав служит основой для изделий весьма сложной конфигурации: угольники, тормозные колодки, тройники, автомобильные картеры для задних мостов и прочих конструкций. Улучшение свойств достигается путем добавления бора, теллура, магния.

Высокопрочный

Обладает повышенной прочностью и используется для получения изделий ответственного назначения, а в некоторых случаях заменяет даже сталь. Этот высокопрочный чугун получают добавлением в серый вид особых примесей (церий, кальций, иттрий, магний). Из него производят шестерни, поршни, коленчатые валы и прочие детали. Высокая теплопроводность позволяет отливать элементы для отопительных узлов, а также трубопроводов.

Легированный

Чугунный сплав легированного вида содержит дополнительные примеси. В состав входят в повышенном содержании титан, никель, хром, а также цирконий, ванадий, молибден, алюминий и прочие элементы. Они придают высокую прочность, твердость, износостойкость. Применяются легированные материалы при производстве деталей механизмов, взаимодействующих с газовыми, агрессивными средами, а также работающих под воздействием водных растворов.

Преимущества металла

Этот сплав относят к материалам, производимым черной металлургией. Его зачастую сравнивают со сталью при определении тех или же иных характеристик. Сделанный из чугуна предмет имеет невысокую стоимость по сравнению со стальным аналогом. Помимо этого, чугунные элементы имеют меньший вес и прочность. Эти свойства чугуна значительно расширяются за счет использования различных добавок в сплавы. Его параметры имеют следующие положительные качества:

• экологически чистый материал, что используется при производстве бытовых предметов, в том числе и посуды;
• устойчив к кислотно-щелочной среде;
• гигиеничен;
• способность длительного сохранения температуры;
• некоторые виды имеют прочность, сопоставимую со сталью;
• длительность эксплуатации, при которой его качественные показатели только улучшаются;
• полная безвредность для организма.

Производство

Получение чугунного сплава относится к материалоемким и затратным процессам. На выплавку одной тонны материала потребуется порядка 900 л обычной воды и около 550 кг кокса. Температура плавления составляет порядка +1200 °С, что требует наличия специфического плавильного оборудования. Для получения массы необходима руда, где массовая доля содержащегося железа составляет свыше 70 %. Обедненные рудные породы не используются по причине экономической неэффективности.

Материал выплавляют в особых доменных печах. Там железная руда проходит полный технологический цикл, начиная с восстановления оксидов руды и заканчивая получением на выходе чугунного сплава. Литье материала требует наличия топлива: кокса, термоантрацита, а также природного газа.  По окончании восстановительного процесса железо в твердой форме помещается в особую часть печи для растворения в нем углерода. После взаимодействия получается чугунная масса, которая в жидком виде опускается вниз. Нерасплавленные примеси выталкиваются на поверхность и впоследствии удаляются. Этот шлак применяется для производства многочисленных материалов. После удаления из расплава ненужных частиц, проводят добавление присадок для получения определенных марок чугунных сплавов.

Область применения чугуна | Справочник конструктора-машиностроителя

?закалке с последующим отпуском, то они различаются длинным модулем упругости, высокой крепостью и чертовски хорошей теплоустойчивостью, но износоустойчивость их ( без гальванопокрытия ) младшая, чем у колец из ранее рассмотренных видов чугуна.
Обыкновенно подобные кольца применяют в верхних канавках поршней высокофорсированных двигателей.

Седла клапанов ( табл.
41 ).
Для двигателей малой нагруженности седла клапанов временами производят из перлитного серого чугуна с увеличенной ( до 280 НВ ) твердостью.
Для более нагруженных двигателей применяют серый чугун с более высокой твердостью ( до 44 HRC ), которая достигается легированием чугуна до 0, 8% Сг и 2, 0% Мо и приобретением в структуре повышенного количества карбидов.
Еще более высокой твердостью обладают седла клапанов из отбеленного или белого легированного чугуна, включающего до 5% Мо ( седла двигателей ЗМЗ, ЯМЗ, МЗМА ) или до 13% Сг ( седла двигателей автомобиля « Запорожец » ),

Существенной особенностью чугуна является то, что он применяется для изготовления как маленьких деталей весом в несколько сот граммов ( например, поршневых колец ), так и очень крупнейших деталей весом до 150 т в одной отливке ( например, шаботы ковочных молотов, станины и рамы прессов и прокатных станов ) ;
как подробностей с низкими стенами ( до 1000 мм ), так и подробностей, обладающих высокие стенки ( 3 — 5 мм ).
Подробности могут применяться как в литом состоянии, так и после соответствующей тепловой обработки.

Высокопрочные чугуны ( ГОСТ 7293 — — 79 ) — — разновидность серых чугунов, которые зарабатывают при модификации их магнием или церием.
Графитовые включения в этих чугунах имеют шаровидную фигуру.
Такие чугуны при высочайшем пределе крепости до 12 МПа обладают и относительно высоким удлинением до 17%.
Высокопрочные чугуны дают марок от ВЧ38 — 17 до ВЧ120 — 2.
Литеры означают наименование чугуна, первые две циферки — — лимит крепости при растяжении чугуна, кгс/мм 2, другие — — относительное удлинение при растяжении, %.

Серый чугун является дешевейшим из литейных материалов.
Механические свойства чугуна зависят от величины зерна металла, от размера и характера распределения включений графита, а также от соотношения между общественным, объединенным и свободным углеродом ( графитом ).
В обыкновенном сером чугуне графит кристаллизуется в виде пластин.
Сии пластины в чугуне расчленяют основную металлическую массу и действуют как духовные трещины.
По этой причине серый чугун с пластинчатым графитом обладает низкой прочностью и лишен пластичности.
Однако наличие графита в чугуне придает ему меньшую чувствительность к внешним надрезам.

Особенности применения чугунных труб Хорошими качествами трубы чугунной канализационной по сравнению с пластмассовыми трубами являются более высокая крепость, отличная износостойкость, шумоизоляция, устойчивость к длинным и невысоким температурам, пожаробезопасность и невысокий коэффициент растяжения трубы.
Особенно оправдано использование трубы чугунной канализационной при строительстве канализационных систем в домах, нагрузка в которых намного превышает хозяйственно — бытовую.
К подобным можно отложить предприятия общего питания, пищевой индустрии и предприятия по производству напитков.
Кроме этого, труба чугунная канализационная применяется при сооружении больших предприятий — боен, на мясоперерабатывающих комбинатах, на хозяйствах и иных местах содержания животных, в санаториях, где имеется выход термальных и минеральных вод, в сооружении объектов здравоохранения и образовательных учреждений, а также непромышленных лабораторий.

Химический состав чугунов ГОСТ не ограничивает.
Это объясняется тем, что механические свойства чугунов зависят от многих факторов.
Так, например, чугун одинакового состава в стенках отливки различной толщины имеет разные механические свойства ;
две одни отливки, одна из которых пблучена в песчаной, а остальная в металлической фигуре, а также отливки, приобретенные в одних формах, но охлажденные с различной скоростью, будут обладать различными свойствами.

применение, маркировка, состав, свойства, виды

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

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

Виды выпускаемого белого чугуна

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

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

 

 

Отдельным видом выделяют чугунные сплавы с высоким удельным электрическим сопротивлением.

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

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

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

Достоинства и недостатки 

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

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

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

К основным недостаткам относят такие качества, как:

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

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

Область применения

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

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

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

Легирование белого чугуна

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

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

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

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

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

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

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

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

 

 

Легированные чугунные сплавы получили широкое применение в производстве:

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

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

Нержавеющие сплавы

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

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

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

Белый жаропрочный чугун

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

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

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

Сплавы с высоким удельным сопротивлением

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

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

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

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

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

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 — 0 голосов

Основные свойства и области применения ковкого чугуна

Основные свойства и области применения ковкого чугуна

Основной особенностью микроструктуры ковкого чугуна (КЧ), определяющей его свойства, является наличие компактных включений графита, что придает чугуну высокую прочность и пластичность. Обезуглероженный КЧ является единственным конструкционным чугуном, который хорошо сваривается и может быть использован для получения сварнолитых конструкций. Детали можно соединять дуговой сваркой в среде защитного газа и стыковой сваркой с оплавлением. Ковкий чугун хорошо поддается запрессовке, расчеканке и легко заполняет зазоры. Отливки из ферритного КЧ можно подвергать холодной правке, а из перлитного – правке в горячем состоянии.

Применяемый в промышленности ковкий чугун получается в результате графитизирующего отжига белого чугуна. Матрица ковкого чугуна может быть как ферритной, так и перлитной. Основные преимущества ковкого чугуна заключаются в однородности его свойств по сечению, практическом отсутствии напряжений в отливках, высоких механических свойствах и очень хорошей обрабатываемости резанием.

Механические свойства ковкого чугуна регламентируются ГОСТ 1215-79 (табл.1.14). В основу маркировки и стандартизации ковкого чугуна положен принцип регламентирования допустимых значений механических свойств при растяжении _В и . Так же, как в сером и высокопрочном, в ковком чугуне твердость зависит главным образом от матрицы, а прочность и пластичность — от матрицы и графита.

В отличие от чугуна с шаровидным графитом, большое влияние оказывает не только форма, но и количество графита. В связи с этим максимальной прочности можно достичь при дисперсном перлите и малом количестве наиболее компактного графита, а наибольшей пластичности — при феррите и таком же графите.

Таблица 1.14 — Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Кроме свойств, обусловленных ГОСТом, в некоторых случаях представляют интерес и другие свойства, приведенные в табл.1.15-1.17.

Таблица 1.15 – Механические свойства ковкого чугуна при растяжении и сжатии (не вошедшие в ГОСТ 1215-79)

Влияние химического состава на механические свойства ковкого чугуна проявляется в изменении структуры металла и степени легированности феррита и перлита.

Таблица 1.16 – Механические свойства ковкого чугуна при изгибе (не вошедшие в ГОСТ 1215-79)

Таблица 1.17 – Механические свойства ковкого чугуна при кручении и срезе (не вошедшие в ГОСТ 1215-79)

Углерод в ковком чугуне является главным элементом, изменение содержания которого непосредственно определяет механические свойства. Чем выше марка ковкого чугуна, тем ниже должно быть содержание углерода, так как при этом не только уменьшаются количество графита и его размеры, но и улучшается его форма.

Основные физические свойства ковкого чугуна различных типов приведены в табл.1.18.

Таблица 1.18 — Физические свойства ковкого чугуна

Влияние кремния на свойства ковкого чугуна в целом подобно рассмотренному выше его влиянию на свойства чугуна с шаровидным графитом. Повышение содержания кремния в допускаемых пределах увеличивает предел прочности и твердость и понижает коэффициент температурного расширения вследствие легирования феррита.

Марганец сверх количества, необходимого для связывания серы, оказывая тормозящее влияние на графитизацию и легируя феррит, снижает пластичность ковкого чугуна и повышает при этом прочность и твердость.

Сера, способствуя перлитизации структуры, повышает прочность и твердость ковкого чугуна. В КЧ сера, препятствуя ферритизации структуры, улучшает форму графита. Более совершенная форма графита при повышенном содержании серы делает перлитный ковкий чугун с отношением серы к марганцу в пределах 1,0-2,0 благоприятным конструкционным материалом.

Допустимое содержание фосфора в ковком чугуне обычно принимается до 0,12%. При повышении содержания фосфора в ковком чугуне механические свойства изменяются подобно механическим свойствам чугуна с шаровидным графитом. Понижение содержания фосфора вызывает смещение порога хрупкости ковкого чугуна в сторону отрицательных температур.

Действие большинства легирующих элементов на механические свойства ковкого чугуна в целом подобно рассмотренному ранее легированию серого чугуна. При этом следует, конечно же, иметь в виду, что технология производства ковкого чугуна предусматривает отжиг.

Отливки из ковкого чугуна широко используются во многих отраслях промышленности для широкого спектра номенклатуры деталей ответственного назначения: автомобилестроение, тракторное и сельскохозяйственной машиностроение, вагоностроение, судостроение, электропромышленность, станкостроение, санитарно-техническое и строительное оборудование, тяжелое машиностроение и пр. При этом масса отливок может быть от нескольких граммов до 250 кг, минимальная толщина стенок отливки 3 мм, максимальная для обезуглероженного чугуна 25 мм, для графитизированного 60 мм, а в отдельных случаях до 100 мм. Можно с уверенностью утверждать, что, обладая механическими свойствами, близкими к литой стали и ЧШГ, высоким сопротивлением ударным нагрузкам при комнатной и низких температурах, износостойкостью, лучшей, чем ЧШГ, обрабатываемостью резанием и свариваемостью, КЧ сохранит в ближайшие годы свое применение, особенно для мелких отливок, сварных конструкций, несмотря на склонность к образованию трещин и энергоемкость получения готовых отливок.

Чугун: свойства, обработка и применение

Чугун — это сплав железа, содержащий 2–4 мас.% Углерода, 1–3 мас.% Кремния и меньшие количества второстепенных элементов [1]. Для сравнения, сталь имеет более низкое содержание углерода до 2 мас.% И более низкое содержание кремния.

Чугун также можно дополнительно оптимизировать путем легирования небольшими количествами марганца, молибдена, церия, никеля, меди, ванадия и титана перед разливкой.

В зависимости от содержания кремния в чугуне он классифицируется как белый чугун или серый чугун и может подвергаться дальнейшей обработке при определенных температурах для получения ковкого или ковкого чугуна.

Общие свойства чугуна

Чугун высоко ценится за его способность легко отливать сложные формы в расплавленном состоянии и за его низкую стоимость. Кроме того, его свойства можно легко изменить, регулируя состав и скорость охлаждения без значительных изменений в методах производства.

Его другие основные преимущества перед литой сталью включают простоту обработки, гашение вибрации, прочность на сжатие, износостойкость и коррозионную стойкость [2]. Коррозионная стойкость чугуна повышается за счет добавления второстепенных элементов, таких как кремний, никель, хром, молибден и медь [3].

Виды чугуна и их применение

Чугун можно разделить на серый чугун, белый чугун, ковкий чугун и ковкий чугун, в зависимости от его состава.

Серый чугун

Серый чугун или серый чугун имеет темно-серый цвет излома из-за графитовой микроструктуры. Наличие чешуек графита связано с добавлением кремния, который стабилизирует углерод в виде графита, а не карбида железа. Серый чугун обычно имеет состав 2.5–4,0 мас.% Углерода и 1,0–3,0 мас.% Кремния [1].

Применение серого чугуна

Серый чугун — наиболее распространенная форма чугуна. Он используется в приложениях, где его высокая жесткость, обрабатываемость, гашение вибрации, высокая теплоемкость и высокая теплопроводность являются преимуществом, например, в блоках цилиндров двигателя внутреннего сгорания, маховиках, картерах коробки передач, коллекторах, роторах дисковых тормозов и посуде.

Обычно используемой классификацией серого чугуна является международный стандарт ASTM A48.В соответствии с этой системой серые чугуны классифицируются в соответствии с их пределом прочности на разрыв, например, серый чугун класса 20 имеет минимальную прочность на разрыв 20000 фунтов на квадратный дюйм (140 МПа).

Белый чугун

Белый чугун имеет белый цвет излома из-за присутствия карбида железа или цементита Fe3C. Наличие углерода в этой форме, в отличие от графита, является результатом более низкого содержания кремния по сравнению с серым чугуном. Белый чугун обычно содержит 1,8 мас.% — 3,6 мас.% Углерода, 0,5 мас.% — 1,9 мас.% Кремния и 1,0 мас.% — 2,0 мас.% Марганца.

Белый чугун чрезвычайно износостойкий, но хрупкий. Они обладают высокой твердостью благодаря своей микроструктуре, содержащей крупные частицы карбида железа, и их нелегко обрабатывать.

Применение белого чугуна

Белый чугун используется в износостойких деталях, хрупкость которых не вызывает особого беспокойства, таких как футеровка корпуса, шламовые насосы, шаровые мельницы, подъемные штанги, экструзионные форсунки, смесители для цемента, трубопроводная арматура, фланцы, дробилки и рабочие колеса насосов.

Популярный сорт белого чугуна — это высокохромистые белые чугуны, ASTM A532. Он содержит никель и хром для применения с низким уровнем ударной абразивности [4].

Ковкий чугун

Ковкий чугун получают путем термообработки белого чугуна с медленным отжигом. Это приводит к превращению углерода в форме карбида железа в белом чугуне в графит, а остальная матрица состоит из феррита или перлита [1]. Графит имеет сферическую или узловатую форму.

Ковкий чугун обладает хорошей пластичностью и пластичностью. Из-за более низкого содержания кремния по сравнению с другими чугунами он демонстрирует хорошую вязкость разрушения при низкой температуре.

Применение ковкого чугуна

Благодаря хорошему пределу прочности на растяжение и пластичности ковкий чугун используется для изготовления электрической арматуры и оборудования, ручных инструментов, трубопроводной арматуры, шайб, кронштейнов, сельскохозяйственного оборудования, оборудования для горнодобывающей промышленности и деталей машин.

Распространенной классификацией ковкого чугуна является ASTM A47.

Ковкий чугун

Ковкий чугун, также известный как чугун с шаровидным графитом и чугун с шаровидным графитом, характеризуется наличием графита в форме сферических утолщений, как и в ковком чугуне. В отличие от ковкого чугуна, ковкий чугун образуется не путем термообработки белого чугуна, а благодаря определенному химическому составу.

Ковкий чугун содержит 3,2–3,6 мас.% Углерода, 2,2–2,8 мас.% Кремния и 0,1–0,2 мас.% Марганца, а также меньшее количество магния, фосфора, серы и медь.Присутствие марганца определяет сферическую форму включений графита [4].

Применение высокопрочного чугуна

Благодаря своей микроструктуре этот материал более пластичен, чем серый или белый чугун. По этой причине он используется как труба из высокопрочного чугуна для водоснабжения и канализации. Он также может выдерживать термоциклирование и поэтому используется в зубчатых колесах и компонентах подвески транспортных средств, тормозах и клапанах, насосах и гидравлических частях, а также в корпусах ветряных турбин.

Ковкий чугун обычно классифицируется как ASTM A536.

Производство и обработка

Для производства чугуна железо должно быть извлечено из железной руды. Руда выплавляется в доменной печи, где она разделяется на чугун и шлак. Печь нагревается примерно до 1800 градусов Цельсия в атмосфере кислорода, и образующийся шлак поднимается вверх и может быть удален.

Расплавленный чугун, представленный ниже, содержит от 3 до 5 мас.% Углерода. Затем он комбинируется с железом, сталью, коксом и известняком.

После селективного удаления примесей из этого железа содержание углерода снижается. На этом этапе может быть добавлен кремний для преобразования содержания углерода в графит или цементит. Затем железо отливают в различные формы.

[1] Р. Эллиотт, Технология чугуна. Баттервортс, 1988, стр. 1

[2] «Чугун против литой стали», Reliance Foundry, май. 17, 2017. [Онлайн]. [Доступ: 8 октября 2018 г.].

[3] С. К. Сарна, «Коррозия чугунов», ispatguru.com, июн.28, 2016. [Online]. [Доступ: 8 октября 2018 г.].

[4] С. К. Сарна, «Применение чугуна, чугунных отливок, сделанных в Китае», Reliance Foundry. [В сети]. [Доступ: 9 октября 2018 г.].

Типы чугуна | Ресурсы для литья металлов

Посмотреть эту страницу на французском языке

Универсальный металл, чугун находит множество уникальных применений в коммерческом и промышленном мире

Чугун обладает отличной литейной способностью благодаря сочетанию высокого содержания углерода и кремния.

Появление железа в повседневной жизни началось примерно с 1200 г. до н.э., и оно охватывает широкий спектр применений — от сельскохозяйственных орудий до оружия войны. Кузнецы стали важной профессией, работая с железом, чтобы изменить его свойства и превратить материал в инструменты. В каждой деревне и городе была кузница, где производились серпы, лемехи, гвозди, мечи, подсвечники и многое другое.

Открытие ценности железа привело к тому, что стало известно как железный век из-за преобладания этого материала в социальных и военных приложениях.За этим последовала еще одна веха для металлов — промышленная революция изменила способ производства металлов и их переработки в продукты, в том числе железо.

Виды железа

Производится два основных типа чугуна: кованое и чугунное. Среди них чугун включает в себя собственное семейство металлов.

Кованое железо

Первым типом железа, произведенным и обработанным кузнецами, было кованое железо. Это практически чистое элементарное железо (Fe), которое нагревают в печи перед обработкой (обработкой) молотками на наковальне.Ударное железо удаляет большую часть шлака из материала и сваривает частицы железа вместе.

Во время промышленной революции и связанного с ней ускорения строительства было обнаружено новое применение кованого железа. Его высокая прочность на растяжение (устойчивость к разрыву при растяжении) сделала его идеальным для использования в балках в крупных строительных проектах, таких как мосты и высотные здания. Однако от использования кованого железа для этой цели в значительной степени отказались в начале 20-го века, когда были разработаны стальные изделия с превосходными характеристиками по сравнению с железом для строительных приложений.

Кованое железо прославилось декоративными элементами. В церквях 15-го и 16-го веков есть прекрасные изделия из кованого железа, изготовленные искусными мастерами. В современном мире перила, двери и скамейки по-прежнему изготавливаются из кованого железа на заказ.

Чугун

Чугун получают путем выплавки железоуглеродистых сплавов с содержанием углерода более 2%. После плавки металл разливают в форму. Основное различие в производстве кованого и чугунного железа заключается в том, что чугун не обрабатывается молотками и инструментами.Есть также различия в составе — чугун содержит 2–4% углерода и других сплавов и 1–3% кремния, что улучшает литейные характеристики расплавленного металла. Также могут присутствовать небольшие количества марганца и некоторых примесей, таких как сера и фосфор. Различия между кованым и чугунным чугуном также можно найти в деталях химической структуры и физических свойств.

Хотя и сталь, и чугун содержат следы углерода и выглядят одинаково, между двумя металлами есть существенные различия.Сталь содержит менее 2% углерода, что позволяет конечному продукту затвердеть в виде единой микрокристаллической структуры. Более высокое содержание углерода в чугуне означает, что он затвердевает как гетерогенный сплав и, следовательно, имеет более одной микрокристаллической структуры, присутствующей в материале.

Комбинация высокого содержания углерода и кремния придает чугуну отличную литейную способность. Различные типы чугунов производятся с использованием различных методов термической обработки и обработки, включая серый чугун, белый чугун, ковкий чугун, высокопрочный чугун и чугун с компактным графитом.

Детали конструкции из чугуна изготавливаются путем плавки металла и заливки его в форму.

Серый чугун

Серый чугун характеризуется чешуйчатой ​​формой молекул графита в металле. Когда металл раскалывается, излом происходит вдоль чешуек графита, что придает ему серый цвет на поверхности изломанного металла. Название «серый чугун» происходит от этой характеристики.

Можно контролировать размер и матричную структуру чешуек графита во время производства, регулируя скорость охлаждения и состав.Серый чугун не такой пластичный, как другие формы чугуна, и его предел прочности на разрыв также ниже. Однако это лучший проводник тепла и более высокий уровень гашения вибрации. Его демпфирующая способность в 20-25 раз выше, чем у стали, и превосходит все другие чугуны. Серый чугун также легче обрабатывать, чем другие чугуны, а его износостойкость делает его одним из самых объемных чугунных изделий.

Наши изделия hardscape изготовлены из серого чугуна. Демпфирование вибрации и износостойкость — свойства, которые делают этот материал подходящим для многих уличных применений.Необработанный серый чугун также образует патину, которая защищает его от разрушительной коррозии даже на открытом воздухе.

Белый утюг

При правильном содержании углерода и высокой скорости охлаждения атомы углерода соединяются с железом с образованием карбида железа. Это означает, что в затвердевшем материале практически отсутствуют свободные молекулы графита. Когда белое железо разрезают, изломанная поверхность кажется белой из-за отсутствия графита. Микрокристаллическая структура цементита твердая и хрупкая, с высокой прочностью на сжатие и хорошей износостойкостью.В некоторых специализированных приложениях желательно иметь белое железо на поверхности продукта. Этого можно достичь, используя хороший проводник тепла для изготовления части формы. Это будет быстро выводить тепло из расплавленного металла из этой конкретной области, в то время как остальная часть отливки охлаждается медленнее.

Одна из самых популярных марок белого чугуна — Ni-Hard Iron. Добавление хрома и никелевых сплавов придает этому продукту превосходные свойства для применения с низким уровнем ударного истирания при скольжении.

Белый и низкотвердый чугун подпадают под классификацию сплавов, называемую ASTM A532; «Стандартные технические условия на износостойкие чугуны».

Ковкий чугун

Белый чугун можно переработать в ковкий чугун с помощью процесса термообработки. Расширенная программа нагрева и охлаждения приводит к разрушению молекул карбида железа с высвобождением свободных молекул графита в железо. При различной скорости охлаждения и добавлении сплавов получается ковкий чугун с микрокристаллической структурой.

Ковкий чугун (чугун с шаровидным графитом)

Ковкий чугун, или чугун с шаровидным графитом, приобретает свои особые свойства за счет добавления в сплав магния. Присутствие магния приводит к тому, что графит имеет сфероидальную форму, в отличие от хлопьев серого чугуна. Контроль состава очень важен в производственном процессе. Небольшие количества примесей, таких как сера и кислород, вступают в реакцию с магнием, влияя на форму молекул графита. Различные марки ковкого чугуна получают путем манипулирования микрокристаллической структурой вокруг графитового сфероида.Это достигается за счет процесса литья или термообработки на последующем этапе обработки.

Поскольку ковкий чугун деформируется при ударе, а не раскалывается на осколки, мы используем этот материал для изготовления наших чугунных боллардов. Ударный профиль из ковкого чугуна делает его хорошим чугуном для блокираторов при движении транспортных средств.

Чугун с компактным графитом

Чугун с компактным графитом имеет структуру графита и связанные с ним свойства, которые представляют собой смесь серого и белого железа.Микрокристаллическая структура образуется вокруг тупых чешуек графита, которые соединены между собой. Сплав, такой как титан, используется для подавления образования сфероидального графита. Чугун с компактным графитом имеет более высокий предел прочности на разрыв и улучшенную пластичность по сравнению с серым чугуном. Микрокристаллическую структуру и свойства можно регулировать путем термообработки или добавления других сплавов.

Обзор составов чугуна

Таблица, разработанная «Справочником инженера», показывает различные диапазоны составов для различных типов чугуна:

Диапазон составов для типичных нелегированных чугунов
Значения в процентах (%)
Тип чугуна
Углерод
Кремний
Марганец
Сера
Фосфор

Серый

2.5 — 4,0

1,0 — 3,0

0,2 ​​- 1,0

0,02 — 0,25

0,02 — 1,0

Дуктильный

3,0 — 4,0

1,8 — 2,8

0,1 — 1,0

0,01 — 0,03

0,01 — 0,1

Графит уплотненный

2,5 — 4,0

1,0 — 3,0

0,2 ​​- 1,0

0,01 — 0,03

0,01 — 0,1

Ковкий (белый литой)

2.0–2,9

0,9 — 1,9

0,15 — 1,2

0,02 — 0,2

0,02 — 0,2

Белый

1,8 — 3,6

0,5 — 1,9

0,25 — 0,8

0,06 — 0,2

0,06 — 0,2

Механические свойства чугуна

Механические свойства материала показывают, как он реагирует на определенные нагрузки, что помогает определить его пригодность для различных применений. Спецификации устанавливаются такими организациями, как Американское общество испытаний и материалов (ASTM), чтобы пользователи могли приобретать материалы с уверенностью, что они соответствуют требованиям для своего приложения.Наиболее часто используемая спецификация серого чугуна — ASTM A48.

Для того, чтобы квалифицировать литые изделия в соответствии с их спецификациями, стандартной практикой является отливка испытательного стержня вместе с инженерными отливками. Затем испытания ASTM применяются к этому испытательному стержню, и результаты используются для оценки всей партии отливок.

Технические характеристики также важны при сварке вместе чугунных деталей. Сварной шов должен соответствовать или превосходить механические свойства свариваемого материала — в противном случае могут возникнуть трещины и разрушения.

При сварке очень важно, чтобы сварной шов соответствовал или превосходил механические свойства материала, чтобы предотвратить трещины и разрушения.

Некоторые общие механические свойства чугуна включают:

• Твердость — устойчивость материала к истиранию и вдавливанию
• Прочность — способность материала поглощать энергию
• Пластичность — способность материала деформироваться без разрушения
• Эластичность — способность материала возвращаться к своим первоначальным размерам после деформации
• Ковкость — способность материала деформироваться при сжатии без разрыва
• Прочность на разрыв — наибольшее продольное напряжение, которое материал может выдержать без разрыва
• Усталостная прочность — максимальное напряжение, которое материал может выдержать в течение заданного количества циклов без разрушения

В этой таблице приведены некоторые ключевые механические свойства различных марок чугуна.Для получения дополнительной информации см. «Железные сплавы», отличный справочный документ Американского литейного общества.

Твердость по Бринеллю
Предел прочности при растяжении
Модуль упругости
% Относительное удлинение (в 50 мм)

Класс серого чугуна 25

187

29,9 тысяч фунтов / кв. Дюйм

16,1 Msi

–

Класс серого чугуна 40

235

41.9 тысяч фунтов / кв. Дюйм

18,2 Msi

–

Высокопрочный чугун марки 60-40-18

130–170

60 тысяч фунтов / кв. Дюйм

24.5 MSI

–

Высокопрочный чугун марки 129-90-02

240–300

120 тысяч фунтов / кв. Дюйм

25,5 Msi

–

Класс CGI 250

179 макс.

36,2 тыс. Фунтов / кв. Дюйм мин.

3

Класс CGI 450

207–269

65,2 тыс. Фунтов / кв. Дюйм мин.

1

Общие области применения чугуна

Благодаря различным свойствам чугуна разных типов каждый из них подходит для конкретных применений.

Применение серого чугуна

Одной из ключевых характеристик серого чугуна является его способность противостоять износу даже при ограниченном подаче смазки (например, верхние стенки цилиндров в блоках цилиндров). Серый чугун используется для изготовления блоков цилиндров и головок цилиндров, коллекторов, газовых горелок, заготовок редукторов, кожухов и корпусов.

Аппликации для белого железа

Процесс охлаждения, используемый для изготовления белого чугуна, приводит к получению хрупкого материала, очень устойчивого к износу и истиранию.По этой причине из него делают футеровку мельниц, сопла для дробеструйной обработки, железнодорожные тормозные колодки, корпуса шламовых насосов, валки прокатных станов и дробилки.

Твердый никель

специально используется для изготовления лопастей миксера, шнеков и штампов, футеровок для шаровых мельниц, желобов для угля и направляющих для волочения проволоки.

Устойчивый к истиранию белый чугун используется для производства различных деталей машин, например, корпусов шламовых насосов.

Применение высокопрочного чугуна

Сам ковкий чугун можно разделить на различные марки, каждая со своими характеристиками и наиболее подходящими областями применения.Его легко обрабатывать, он обладает хорошей усталостью и пределом текучести, но при этом устойчив к износу. Однако его самая известная особенность — пластичность. Ковкий чугун можно использовать для изготовления поворотных кулаков, лемехов плуга, коленчатых валов, зубчатых передач для тяжелых условий эксплуатации, компонентов подвески автомобилей и грузовиков, гидравлических компонентов и дверных петель автомобилей.

Применение ковкого чугуна

Различные марки ковкого чугуна соответствуют разным микрокристаллическим структурам. Особенными качествами, которые делают ковкий чугун привлекательным, являются его способность удерживать и накапливать смазочные материалы, неабразивные частицы износа и пористая поверхность, которая улавливает другие абразивные частицы.Ковкий чугун используется для изготовления опорных поверхностей, работающих в тяжелых условиях, цепей, звездочек, шатунов, компонентов трансмиссии и осей, железнодорожного подвижного состава, сельскохозяйственной и строительной техники.

Ковкий чугун используется для тяжелых опорных поверхностей, таких как детали трансмиссии и оси.

Применение чугуна с компактным графитом

Чугун с компактным графитом начинает получать известность в коммерческих приложениях. Сочетание свойств серого и белого чугуна создает продукт с высокой прочностью и высокой теплопроводностью, подходящий для блоков и рам дизельных двигателей, гильз цилиндров, тормозных дисков для поездов, выпускных коллекторов и пластин шестерен в насосах высокого давления.

Обработка и чистовая обработка

Свойства твердости чугуна требуют тщательного выбора материалов для станков. Карбиды с покрытием эффективны при промышленной обработке, но новые материалы постоянно разрабатываются по мере совершенствования технологий.

Обработка поверхности изделий из чугуна сильно различается в зависимости от использования. Несколько распространенных приложений:

• Гальваника
• горячее погружение
• Термическое напыление
• Диффузионное покрытие
• Преобразовательное покрытие
• Эмаль для фарфора
• Жидкое органическое покрытие
• Органическое покрытие сухое порошковое

Чугун и будущее

С самого начала, более 3000 лет назад, железо оставалось неотъемлемой частью человеческого общества.Производство чугуна прошло долгий путь от вековой обработки железа кузнецами до изобретения чугуна в индустриальную эпоху.

С тех пор кованое железо в значительной степени устарело, за исключением декоративных целей. Напротив, чугун все еще совершенствуется с точки зрения состава, микроструктуры и механических свойств, продолжая оставлять свой след в современном мире.

Для получения дополнительной информации о металлических отливках или запроса ценового предложения по индивидуальному проекту из металла, пожалуйста, свяжитесь с нами.

Чугун | Типы, преимущества, недостатки, использование, свойства

Чугун — это сплав черных металлов, содержащий более 2% углерода. Хотя он может иметь процент углерода от 2% до 6,67%, но на практике он составляет всего от 2% до 4%.

Свое название получил благодаря отличным литейным качествам. Он твердый и хрупкий.

Между чугуном и сталью есть принципиальная разница. Сталь содержит менее 1% углерода, а чугун — более 2% углерода.

Другие легирующие элементы, которые обычно используются в нем:

• Марганец : Повышает сопротивление износу и истиранию
• Хром : Повышает прокаливаемость, износостойкость, устойчивость к коррозии и окислению
• Никель : Повышает прочность на разрыв
• Вольфрам : Повышает жаропрочность и жаропрочность
• Молибден : Повышает прокаливаемость
• Ванадий : Повышает прокаливаемость и жаропрочность
• Кремний : Повышает прокаливаемость и удельное электрическое сопротивление
• Алюминий : Работает как раскислитель в стали
• Титан : работает как раскислитель стали
• Ниобий : снижает прокаливаемость и увеличивает пластичность, что приводит к увеличению ударной вязкости
• Кобальт : снижает закаливаемость и сопротивляется размягчению при повышенных температурах

Виды чугуна

В приведенной выше таблице вы можете найти состав различных типов чугунов

Ниже приведены некоторые важные его типы

• Серый
• Пластичный
• Графит плотный
• Белый
• Гибкий
• Устойчивость к истиранию
• Узловая или сфероидальная
• Аустенитный

Теперь кратко обсудим свойства каждого из них.

1. Белый чугун

Углерод присутствует здесь в виде карбида железа (Fe ₃ C).

Его свойства

• Обладает высокой прочностью на сжатие
• Сложно обработать
• Обладает хорошей твердостью
• Устойчивость к износу

2. Серый чугун

Углерод здесь в основном в форме графита.Стоит недорого.

Его свойства

• Обладает хорошей обрабатываемостью
• Обладает хорошей устойчивостью к истиранию и износу
• Обладает высокой прочностью на сжатие
• Хрупкий

3. Ковкий чугун

Его свойства

• Обладает высокой пластичностью
• Обладает высокой прочностью

4. Ковкий чугун

Они стали пластичными с помощью отжига.Из них изготавливают детали, где ковка стоит дорого, например, опоры тормозов, ступицы колес вагонов и т. Д. Они дорогие.

Его свойства

• Обладают повышенной пластичностью
• Они прочнее серого чугуна
• Их можно перекручивать или сгибать без перелома
• Отличные возможности обработки

5. Чугун с шаровидным графитом или с шаровидным графитом

Здесь графит присутствует в виде сфер или конкреций.

Его свойства

• Обладают повышенной прочностью на разрыв
• Обладают хорошими характеристиками удлинения

Преимущества чугуна

• Обладает хорошими литейными свойствами
• Он доступен в больших количествах, следовательно, производится массово. Инструменты, необходимые для процесса литья, относительно дешевы и недороги. Это приводит к низкой стоимости ее продукции.
• Ему можно придать любую сложную форму и размер без дорогостоящих операций механической обработки
• Она имеет в 3-5 раз большую прочность на сжатие по сравнению со сталью
.
• Обладает хорошей обрабатываемостью (серый чугун)
• Обладает отличными антивибрационными (или демпфирующими) свойствами, поэтому из него делают рамы машин
• Обладает хорошей чувствительностью
• Обладает отличной износостойкостью
• Обладает постоянными механическими свойствами в диапазоне от 20 до 350 градусов Цельсия
• Обладает очень низкой чувствительностью к метке
• Имеет низкую концентрацию напряжений
• Низкая стоимость
• Обладает прочностью
• Устойчивость к деформации

Недостатки чугуна

• Склонен к ржавчине
• Имеет низкую прочность на разрыв
• Его части чувствительны к сечению, это связано с медленным охлаждением толстых сечений.
• Выход из строя деталей внезапный и полный, не имеет предела текучести.
• Плохая ударопрочность
• По сравнению со сталью хуже обрабатывается
• Обладает высоким соотношением массы к прочности
• Обладает повышенной хрупкостью
• Не подлежит механической обработке (белый чугун)

Применения чугуна

Используется для изготовления следующих вещей

• Используется при производстве труб для транспортировки подходящих жидкостей
• Используется в производстве различных машин
• Применяется в производстве автомобильных деталей
• Используется для изготовления кастрюль, сковород и посуды
• Применяется при постановке якоря для судов.

Источник изображения

Состав

Категория: Наука о производстве

В чем разница между литым и кованым железом?

Люди могут подумать, что термин «чугун» относится ко всем ранним изделиям из железа, или что ранние изделия из железа всегда были «коваными», или что и то и другое может быть правдой. Они будут неправы. На самом деле, основное различие между ними простое:

Чугун — это железо, которое было расплавлено, вылито в форму и оставлено для охлаждения.

Кованое железо — это железо, которое нагревали и затем обрабатывали инструментами. Фактически, термин «обработанный» произошел от причастия прошедшего времени слова «работал».

Но давайте углубимся в подробности.

Чугун

«Чугун» — это общий термин, который относится к ряду сплавов железа, но обычно ассоциируется с наиболее распространенным серым чугуном. Хотя чугун может звучать как литая форма чистого железа, на самом деле это сплав, содержащий от 2 до 4% углерода, плюс меньшее количество кремния и марганца.Другие примеси, такие как сера и фосфор, также обычны.

Чугун получают путем плавки железной руды или чугуна (продукт добычи железной руды) и смешивания с ломом металлов и другими сплавами. Жидкую смесь разливают в формы и дают ей остыть и затвердеть. Из-за более высокого содержания углерода чугун затвердевает как гетерогенный сплав, поэтому он содержит несколько материалов в разных фазах в своей микроструктуре, что влияет на его физические свойства.
Например, в микроструктуре чугуна есть частицы углерода, которые при охлаждении металла образуют удлиненные чешуйки графита. Графит имеет низкую плотность и твердость, но высокую смазывающую способность. Таким образом, он предлагает немного структурных преимуществ, но он действительно ставит под угрозу окружающую железную матрицу, создавая точки внутреннего напряжения, которые могут привести к трещинам.

По сравнению с кованым чугуном или сталью чугун хрупкий, твердый и не ковкий. Его нельзя сгибать, растягивать или придавать форму молотком.Его слабая прочность на разрыв означает, что он сломается, прежде чем согнется или деформируется. Однако он обладает хорошей прочностью на сжатие и широко использовался в строительстве до появления сталелитейной промышленности в начале 20 века.

По сравнению со сталью, чугун имеет более низкую температуру плавления, более текуч и менее реагирует с материалами форм, что делает его хорошо подходящим для литья. Это значительно менее трудоемкий процесс, чем изготовление изделий из кованого железа, поэтому он был заметной формой производства на протяжении 18 и 19 веков.В строительной отрасли чугун в значительной степени был заменен сталью, но он по-прежнему используется во многих отраслях промышленности.

Кованое железо

Кованое железо состоит в основном из железа с добавлением от 1 до 2% шлака, побочного продукта плавки железной руды, обычно представляющего собой смесь оксидов кремния, серы, фосфора и алюминия. Во время изготовления утюг снимают с огня и обрабатывают молотком, пока он еще горячий, чтобы придать ему окончательную форму.

Кованое железо часто имеет волокнистый вид, но оно также мягче и пластичнее, чем чугун.Кованое железо очень ковкое, то есть его можно нагревать, повторно нагревать и обрабатывать в различных формах. На самом деле, чем больше работает, тем сильнее он становится.
Кованое железо имеет гораздо более высокий предел прочности на разрыв, чем чугун, что делает его более подходящим для использования в строительстве горизонтальных балок. В целом сильно противостоит переутомлению. Он деформируется без сбоев, если только он не перегружен и не деформируется из-за воздействия сильного тепла (например, от огня).

Он широко использовался в строительстве зданий в XIX веке, но в XX веке был заменен сталью.Сегодня кованое железо используется в основном в декоративных целях.

Коррозия

Чугун и кованое железо подвержены коррозии, когда голые поверхности подвергаются воздействию кислорода в присутствии влаги. В отличие от других металлов, которые образуют защитное окислительное покрытие, железо со временем ржавеет и полностью отслаивается. Это может быть проблематично для наружных сред, где может продолжаться воздействие осадков и влажности.

Чтобы предотвратить ржавчину, изделия из железа следует покрывать защитным покрытием.Краска обычно используется для защиты голого металла. Порошковые покрытия — это еще один метод, который хорошо подходит для наружной мебели, подверженной износу в местах с интенсивным движением. Порошковые покрытия очень долговечны и не выгорают, не трескаются и не трескаются в течение длительного времени.

Брэд Доне, вице-президент
Reliance Foundry Co. Ltd., Британская Колумбия, Канада

Ищете запчасти? Зайдите в SourceESB.

Что такое чугун? — Свойства и использование

Что такое чугун?

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

Жидкий чугун отливают или разливают в сырых поросят в форме чушек и закаливают, а затем чушки повторно расплавляют в вагранках с отходами и легирующими элементами для производства широкого спектра продуктов. Его можно преобразовать в формы.

Чугун — хрупкий и менее пластичный материал с высокой коррозионной стойкостью. Из-за его высокой прочности на сжатие он используется для изготовления основы или корпуса большинства машин. Чугун также имеет низкую температуру плавления около 1200 градусов по Цельсию, что делает его пригодным для литья.Его называют чугунным из-за его литейных свойств. Он отличается низкими производственными затратами и отличными механическими характеристиками.

В чем разница между чугуном и сталью?

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

Чугун дешевле большинства сталей.Кроме того, температура плавления чугуна ниже, чем у стали, но он имеет высокую прочность на сжатие, высокую твердость и высокую износостойкость. Следовательно, важное различие между сталью и чугуном состоит в том, что сталь пластичная и ковкая, тогда как чугун закален и обладает высокой прочностью на сжатие.

В качестве еще одного важного различия между сталью и чугуном мы можем сказать, что углерод в стали находится в форме карбида железа, тогда как чугун имеет углерод в виде графита или карбида железа, или того и другого.Кроме того, чугун не содержит стали и обладает отличной текучестью.

Свойства чугуна

Некоторые общие механические свойства чугуна включают:

• Твердость. Устойчивость материала к истиранию и вдавливанию.
• Прочность. Способность материала поглощать энергию
• Пластичность. Способность материала деформироваться без разрушения
• Эластичность. Способность материала возвращаться к исходным размерам после деформации.
• Ковкость. Способность материала деформироваться при сжатии без разрыва.
• Предел прочности. Наибольшее продольное напряжение, которое может выдержать материал без разрыва
• Усталостная прочность. Самое высокое напряжение, которое материал может выдержать в течение заданного количества циклов без разрушения

Чугун

Чугун также содержит небольшое количество примесей, таких как кремний, сера, марганец и фосфор, медь, никель, хром , которые влияют на его свойства в малом или большом масштабе.Эффект от этих свойств следующий.

• Кремний: В чугуне частицы кремния составляют до 4 процентов. Он способствует образованию графита, что делает его мягким и легко обрабатываемым, а также повышает прокаливаемость и электрическое сопротивление.
• Сера: Присутствует до 0,1 процента. Это делает чугун твердым и хрупким.
• Марганец: Способствует карбидообразованию чугуна, что делает его элитным, твердым и повышает устойчивость к износу и истиранию.Присутствует до 0,75 процента.
• Хром: Он также способствует образованию карбидов, что увеличивает прокаливаемость, износостойкость, устойчивость к коррозии и окислению.
• Никель: Повышает прочность на разрыв.
• Вольфрам: Повышает жаропрочность и жаропрочность.
• Молибден: Повышает прокаливаемость.
• Ванадий: Повышает прокаливаемость и жаропрочность.
• Алюминий: Действует как раскислитель стали.
• Титан: Действует как раскислитель стали.
• Ниобий: Уменьшает прокаливаемость и увеличивает пластичность, что приводит к увеличению ударной вязкости.
• Кобальт: Снижает прокаливаемость и сопротивляется размягчению при повышенных температурах.

Типы чугуна

Существует четыре типа основного чугуна, как объясняется ниже:

• Серый чугун
• Белый чугун
• Ковкий чугун
• Ковкий чугун

1.Серый чугун

Серый чугун или серый чугун — это тип чугуна с графитовой микроструктурой. Он назван в честь серого цвета образовавшейся трещины из-за присутствия графита. Это самый распространенный чугун и наиболее широко используемый литой материал в зависимости от веса.

Первый тип чугуна содержит углерод в свободной форме. Он также известен как товарный чугун из-за того, что в основном используется в коммерческих целях.

Он содержит от 3 до 3,5 процентилей углерода и остальное железо.Этот чугун имеет низкую прочность на разрыв, высокую прочность на сжатие и не пластичен. Обладает отличными обрабатываемыми свойствами. Этот металл обозначается буквой FG, за которой следует цифра, показывающая максимальное растягивающее напряжение.

2. Белый чугун

Белый чугун — это тип сплава углерод-железо, который содержит более 2% углерода в виде цементита.

Название «белое литье» происходит от его белой поверхности, которая вызвана примесями карбида, которые допускают образование трещин по всему металлу.При переломе обнаруживается серебристый (белый) перелом.

Чугун, в котором углерод присутствует в комбинированной или карбидной форме, известный как белый чугун. Белый цвет обусловлен образованием карбида. Он твердый и не подходит для механической обработки. Этот утюг имеет высокую прочность на разрыв и низкую прочность на сжатие.

3. Ковкий чугун

Ковкий чугун изготавливается из белого чугуна путем его нагрева и выдержки при 1 500–1 750 ° F (816–954 ° C) с последующим медленным охлаждением в диапазоне температур 1300–1400 °. F (704–760 ° C).

Этот чугун получают из белого чугуна термической обработкой. Чаще всего его получают отжигом белого чугуна.

Обладает повышенной прочностью и пластичностью, как сталь, но легко отливается. Он часто используется для небольшого растяжения, с хорошей прочностью на разрыв и способностью изгибаться без разрушения (пластичность). Используется в электрической арматуре, ручном инструменте, фитингах, шайбах, кронштейнах, заборной арматуре и т. Д.

4. Ковкий чугун

Он также известен как чугун с шаровидным графитом или высокопрочный чугун.Обладает высокой прочностью. Его получают из серого чугуна путем добавления небольшого количества магния на стадии расплава.

Обозначается SG, за которым следуют числа, обозначающие предел прочности при растяжении и относительное удлинение.

5. Пестрый чугун

Чугун с равным количеством свободного углерода и карбида, известный как крапчатый чугун. Имеет промежуточное свойство и цвет серого чугуна и белого чугуна.

6. Охлажденный чугун

Если белый чугун быстро охладился после стадии расплава, полученный чугун известен как охлажденный чугун.

7. Легированный чугун

Легированный чугун, полученный путем добавления в чугун некоторых легирующих элементов, таких как никель, хром, медь и т. Д. Он имеет улучшенные свойства в зависимости от легирующего элемента. Этот чугун производится для того, чтобы получить желаемые свойства чугуна.

Использование чугуна

Чугун может использоваться для обработки многих материалов и изготовления различных инструментов и т. Д.

• Серый чугун: Блоки цилиндров двигателя, маховики, корпуса коробок передач, основания станков.
• Белый чугун: Опорные поверхности.
• Ковкий чугун: Шестерни, распредвалы, коленчатые валы, поршневые кольца.
• Многие виды сантехнической арматуры, такие как канализационные трубы, люки, водопроводные трубы, цистерны, производятся из чугуна.
• Основание колонны и металлические колонны могут быть изготовлены из чугуна.
• Литейная форма, используемая для изготовления фонарных столбов, металлических лестниц, ворот и т. Д.
• Колеса тележки и рельсовые стулья изготовлены из чугуна.
• Из него можно изготавливать различные виды сельскохозяйственной техники и инвентаря.
• Из чугуна могут изготавливаться различные детали машинного оборудования
• Применяется при изготовлении автомобильных деталей
• Применяется при изготовлении кастрюль и посуды
• Применяется при изготовлении якорей для судов

Преимущества и недостатки литья Утюг.

Преимущества чугуна

• Обладает хорошими литейными свойствами
• Обладает хорошей чувствительностью
• Обладает отличной износостойкостью
• Обладает хорошей обрабатываемостью.
• Он имеет очень низкую чувствительность к надрезам.
• Он имеет низкую концентрацию напряжений.
• Он имеет низкую стоимость.
• Обладает отличными антивибрационными (или демпфирующими) свойствами, поэтому из него делают рамы машин.
• Он имеет постоянные механические свойства в диапазоне от 20 до 350 ° C.
• Он доступен в больших количествах, следовательно, производится в массовом масштабе.Инструменты, необходимые для процесса литья, относительно дешевы и недороги. Это обуславливает невысокую стоимость ее продукции.
• Ему можно придать любую сложную форму и размер без дорогостоящих операций механической обработки

Недостатки чугуна

• Склонен к ржавчине
• У него плохая прочность на разрыв
• У него высокое отношение веса к прочности
• Обладает высокой хрупкостью
• Обладает плохой ударопрочностью
• По сравнению со сталью имеет плохую обрабатываемость
• Его детали чувствительны к сечению; это связано с медленным охлаждением толстых участков.
• Выход из строя его частей внезапен и в целом не отражает предел текучести.
• Не обрабатывается (белый чугун).

Часто задаваемые вопросы.

Что такое чугун?

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

Из чего делают чугун?

Чугун производится из чугуна, который является продуктом плавки железной руды в доменной печи.Чугун можно производить непосредственно из расплавленного чугуна или путем переплавки чугуна, часто вместе со значительными количествами чугуна, стали, известняка, углерода (кокса), и принятия различных мер для удаления нежелательных примесей.

Для чего используется чугун?

Обладая относительно низкой температурой плавления, хорошей текучестью, литьем, отличной обрабатываемостью, устойчивостью к деформации и износостойкостью, чугуны стали конструкционным материалом с широким спектром применения и используются в трубах, машинах и деталях автомобильной промышленности, таких как как головки блока цилиндров, цилиндр.

В чем разница между чугуном и сталью?

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

Каковы свойства чугуна?

Свойства чугуна включают:
1. Твердость — устойчивость материала к истиранию и вдавливанию.
2. Прочность — способность материала поглощать энергию.
3. Пластичность — способность материала деформироваться без разрушения.
4. Эластичность — способность материала возвращаться к исходным размерам после деформации.

Для чего нужен чугун?

Применения чугуна:
Используется в производстве труб для транспортировки подходящих жидкостей.
Используется при изготовлении различных машин.
Используется в производстве автомобильных запчастей.
Используется для изготовления кастрюль, сковородок и посуды.
Применяется при изготовлении якорей для судов.

Читайте также

Вот так:

Нравится Загрузка …

Связанные

Чугун, используемый для обработки

Джуниин объяснит, как выбрать металл для вашего проекта обработки, уделяя особое внимание о свойствах, достоинствах и недостатках металлов.

К черным металлам относятся металлы, содержащие железо, такие как чугун, сталь и т. Д.Если прочность является наиболее важным фактором для вашего проекта, лучше всего подойдут черные металлы.

Ковкий чугун ASTM 536

Обычно из высокопрочного чугуна изготавливают чугунные трубы, которые используются для водопровода и канализации. Ковкий чугун — это металл, который используется во многих автомобильных деталях, особенно прочность должна быть лучше, чем у алюминия. Он также может использоваться в промышленной сфере, такой как сельскохозяйственные тракторы, насосы для нефтяных скважин и грузовики класса 8. Чугун с шаровидным графитом применим для ступиц и конструктивных элементов, таких как рамы машин в ветроэнергетике, и подходит для сложных и больших форм и высоких нагрузок.Ковкий чугун обладает отличным гашением вибраций, поэтому в производстве станков он лучше стали.

Преимущества

• Ковкий чугун прочнее серого чугуна. Предел прочности на разрыв высокопрочного чугуна составляет от 60 000 до 120 000 фунтов на квадратный дюйм, а предел прочности на разрыв серого чугуна составляет от 20 000 до 60 000 фунтов на квадратный дюйм.
• Ковкий чугун легко обрабатывается. Охлаждающая жидкость не требуется, потому что графит — естественная смазка.
• Ковкий чугун хорошо рассеивает тепло.
• Ковкий чугун обладает высокой износостойкостью из-за графита.

Недостатки

• Ковкий чугун с утолщениями.
• Ковкий чугун может испортить дело из-за графита.

Серый чугун (ASTM A247, ASTM A48 и SAE J431)

Графит представляет собой чешуйки из серого чугуна, которые способствуют растрескиванию.Потому что хлопья — это подъемники стресса. Если ваш проект придает большое значение долговечности и износу, серый чугун может быть не лучшим металлом для выбора.

Преимущества

• Серый чугун относительно дешевле.
• Серый чугун обычно содержит кремний, который обладает высокой коррозионной стойкостью.
• Серый чугун обладает высокой износостойкостью.
• Серый чугун не требует охлаждающей жидкости, как графит, и легко обрабатывается.

Недостатки

• Серый чугун нельзя подвергать прокатке, ковке или прессованию из-за его склонности к растрескиванию.
• Серый чугун с чешуйчатой ​​микроструктурой.
• Серый чугун не обладает ударопрочностью и ударопрочностью.
• Серый чугун может испортить дело из-за графита.

Четыре типа чугуна

Чугун, состоящий из железа с более чем 2% углерода, является универсальным металлом, который используется в широком спектре бытовых и коммерческих применений. Он существует примерно с V века до нашей эры, когда чугун использовался для изготовления оружия, а также сельскохозяйственных продуктов.С тех пор этот металл становится все более распространенным. Хотя весь чугун имеет содержание углерода более 2%, существует несколько различных типов чугуна, каждый из которых уникален.

# 1) Серый чугун

Самый распространенный тип серого чугуна — графитовая микроструктура, состоящая из множества мелких трещин. Его называют «серым чугуном», потому что наличие этих мелких трещин создает впечатление серого цвета. При производстве серого чугуна трещины открываются, обнажая серый графит под поверхностью.Серый чугун не так прочен, как сталь, и не способен выдерживать такие же удары, как сталь. При этом серый чугун обладает такой же прочностью на сжатие, как и сталь. В результате он стал популярным выбором металла для применений, связанных с прочностью на сжатие.

# 2) Белый чугун

Хотя белый чугун не так распространен, как серый чугун, стоит упомянуть еще один его тип. Он получил свое название от своего не совсем белого цвета, который является результатом соединений железа, известных как цементит.Как и серый чугун, белый чугун имеет множество мелких трещин. Разница в том, что белый чугун содержит цементит под поверхностью, тогда как серый чугун содержит графит под поверхностью. Графит придает вид серого цвета, а цементит — белого цвета. Белый чугун твердый и обладает отличной устойчивостью к истиранию.

# 3) Ковкий чугун

Также известный как чугун с шаровидным графитом, ковкий чугун — это тип мягкого ковкого сплава чугуна с высоким содержанием углерода.Обычно он состоит из следовых количеств других соединений, включая магний и церий.