Какими свойствами обладает чугун: понятие, производство, особенности, структура, свойства и применение

Что такое чугун? Виды чугуна, свойства и применения

Чугун: краткая справка

Сталь и чугун – это общепринятые технические термины для обозначения сплавов железа и углерода. Содержание углерода в чугуне от 2,14% и до 6,67%, остальное – железо, примеси и легирующие добавки. Углерод может быть в виде графитовых или цементитных (Fe₃C – цементит, карбид железа) включений. Основные примеси — кремний, сера, марганец и фосфор. Чугун применяется в литейном производстве, а также в качестве сырья используется для выплавки стали.

Особенности и классификация чугунов

Характеристики сплава формируются еще на стадии производства. В зависимости от параметров протекания эвтектического превращения чугуны бывают серыми (углерод в виде графита), белыми (углерод в виде цементита) и половинчатыми.

Размер и конфигурация графитовых вкраплений определяют марки чугуна и их применение. По форме графитных включений они подразделяются на чугуны с пластинчатым, шаровидным, вермикулярным и хлопьевидным графитом, а по виду металлической основы – на перлитные, перлито-ферритные, ферритные, аустенитные, бейнитные и мартенситные. Помимо углерода в чугуне присутствуют:

• сера – 0,02-0,2%;
• кремний – 0,5-3,6%;
• марганец – 0,2-1,5%;
• фосфор – 0,04-1,5%.

В зависимости от содержания дополнительных добавок чугуны разделяют на нелегированные и легированные. К легированным относятся сплавы, в которые для создания специфических свойств добавлены такие элементы, как никель, хром, медь, алюминий, титан, ванадий, вольфрам, молибден и др. В свою очередь легированные чугуны классифицируют в соответствии с основным легирующим на хромистые, алюминиевые, никелевые и т.д.

Основные различия между сталью и чугуном

Основное, чем отличается чугун от стали – это доля углерода в их составе (у стали она находится в диапазоне от 0,025% до 2,14%, у чугуна – свыше 2,14%) и содержание примесей (в чугуне их больше). Это формирует температуру плавления сплавов. Если у чугунов она составляет 1150−1250 градусов, то у сталей этот показатель достигает 1500°С.

По внешнему виду сталь будет более светлой, а серые чугуны имеют темный и матовый оттенок. Сталь легче сваривается и куется, но хуже поддается литью. У чугунного продукта теплопроводность несколько выше, чем у стального.

Виды чугунов и их применение

Передельный чугун

Этот сплав выплавляется в доменных печах и предназначен для дальнейшего передела в сталь или изготовления отливок. Может использоваться как в жидком, так и в твердом состоянии. В передельных чугунах строго контролируется содержание кремния, марганца, серы и фосфора. Основной стандарт, оговаривающий требования к данной продукции – ГОСТ 805. В зависимости от содержания кремния и назначения различают следующие виды передельных чугунов:

• передельный чугун для сталеплавильного производства марок П1, П2;
• передельный чугун для литейного производства марок ПЛ1, ПЛ2;
• передельный фосфористый чугун ПФ1, ПФ2, ПФ3;
• передельный высококачественный чугун ПВК1, ПВК2, ПВК3.

Белый чугун

В нем весь углерод находится в виде цементита. Структура формируется при высокой скорости охлаждения. Отличительная особенность такого вида чугуна – белый отлив в месте излома, а также высокие хрупкость и твердость (НВ 450-550). Продукт практически не поддается механической обработке режущим инструментом. Такие сплавы используют для изготовления литых износостойких деталей (мелющие шары, лопасти шнеков, лопатки дробеметных турбин, прокатные валки), а также в качестве основы при производстве ковких разновидностей чугуна. Износостойкость чугуна увеличивают путем легирования молибденом, никелем, марганцем и другими элементами.

Серый чугун

В серых чугунах углерод представлен пластинчатым графитом. Находится он в свободном виде, благодаря чему излом имеет характерный серый цвет. Такой сплав сравнительно хорошо поддается механической обработке, имеет относительно невысокую прочность и низкую пластичность при растяжении. При этом, благодаря наличию пластинчатого графита, серый чугун обладает хорошими антифрикционными и демпфирующими свойствами, малой чувствительностью к концентраторам напряжения. Внутренняя структура формируется при низких темпах охлаждения.

Серый чугун имеет хорошую жидкотекучесть, мало склонен к образованию усадочных дефектов по сравнению с другими видами чугуна, поэтому его широко используют для изготовления отливок сложной формы с толщиной стенок вплоть до 500 мм.

Маркировка определена ГОСТ 1412 и обозначает перечень марок от СЧ 10 до СЧ 35.

• Буквы СЧ – серый чугун;
• цифры – сведения о временном сопротивлении при растяжении (МПа/10).

Высокопрочный (модифицированный) чугун

Особенность этого сплава, получаемого путем добавления в расплав чугуна чистого магния (Mg), аего соединений или других модификаторов-сфероидизаторов(церия, иттрия и пр.), в том, что графит в таком чугуне имеет шаровидную форму. Количество модифицирующего компонента, того же магния, составляет 0,02–0,08%.

Свойства чугуна с шаровидным графитом определяет в основном металлическая основа (в отличие от серого чугуна с пластинчатыми графитными включениями). Такой высокопрочный сплав используют при производстве износостойких деталей ответственного назначения, выдерживающих большие статические, циклические и ударные нагрузки в условиях износа, в том числе в агрессивных средах и при высоких температурах.

ГОСТ 7293 регламентирует требования к химическому составу и свойствам сплавов с шаровидным графитом для отливок. В соответствии с данным стандартом выпускают изделия марок ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80 и ВЧ 100, где «ВЧ» — обозначение высокопрочного чугуна, а цифра – минимальное значение временного сопротивления σв (МПа/10). Так, продукт ВЧ 40 имеет σв не менее 400 МПа. Высокопрочные чугуны бывают на ферритной, феррито-перлитной, перлитной основе.

Ковкий чугун и его маркировка

Продукт отжига заготовок белого чугуна, имеющий в своей структуре графит в форме хлопьев («углерод отжига»). Это придает сплаву высокую прочность и повышенную пластичность, однородность распределения свойств, хорошую обрабатываемость и практически полное отсутствие внутренних напряжений в отливках. Благодаря этим свойствам ковкий чугун применение нашел в производстве продукции ответственного назначения – деталей и элементов, работающих при вибрационных и ударных нагрузках.

В зависимости от химического состава чугуна и режимов отжига можно получать различную основу – ферритную, перлитную или ферритоперлитную. Различают также две разновидности ковкого металла — черносердечный и белосердечный. Основные параметры такой продукции регламентированы ГОСТ 1215.

Емко и точно характеризует ковкий чугун маркировка, которая содержит не только его обозначение (КЧ), но и основные механические свойства – минимальное временное сопротивление и относительное удлинение Например, буквенно-цифровой код КЧ 33-8 обозначает, что у ковкого чугуна данной марки минимальное временное сопротивление 37 кгс/мм² (или 323 МПа), а показатель относительного удлинения – не менее 8%.

Специальные чугуны

Существуют марки сплавов со специальными характеристиками, которые достигаются путем легирования, применения специальной технологии отжига и охлаждения. К таким чугунам относятся:

• жаростойкие;
• коррозионностойкие;
• художественные;
• антифрикционные и износостойкие;
• чугуны с особыми электромагнитными свойствами;
• ферросплавы и другие.

Технические условия на легированные специальные чугуны регламентируют стандарты ДСТУ 8851, ГОСТ 7769, ISO 2892 и другие. В них указывается из чего состоит чугун для различных особых применений, какими механическими свойствами он должен обладать и каким образом необходимо его маркировать.

Как специальные примеси сказываются на структуре чугуна?

При производстве отдельных сплавов добавление специальных присадок в чугун меняет его состав и свойства.

• Кремний является самым важным легирующим элементом в чугуне, который вместе с углеродом влияет на структуру и свойства. Кремний позитивно влияет на выделение графита, улучшает литейные характеристики сплава.
• Сера уменьшает способность жидкого чугуна заполнять литейные формы, снижает его механические свойства и придает красноломкость.
• Марганец негативно сказывается на литейных свойствах, противодействует графитизации, но увеличивает твердость и прочность.
• Фосфор необходим при изготовлении чугунных отливок сложной формы, в том числе тонкостенных, поскольку способствует повышению жидкотекучести сплава. Но при этом теряется прочность, возрастает хрупкость.

Добиться специфических свойств позволяют и другие легирующие добавки, вводимые на этапе выплавки материала. Получается измененная характеристика чугуна с улучшенными износо- или жаростойкостью, коррозийной прочностью или электропроводностью.

Достоинства и недостатки

Первые обнаруженные грубые чугунные отливки датируются серединой XIV столетия. С тех пор существенно изменились технологии, расширилось и применение чугуна. Объективно оценивая этот продукт черной металлургии, нужно назвать как его положительные, так и отрицательные стороны.

Бесспорные преимущества

В первую очередь это экологичность и отменные гигиенические качества. Та же чугунная посуда не разрушается в кислотно-щелочных растворах, хорошо моется и прогревается, долго сохраняя аккумулированное тепло. Следует отметить долговечность и широкую линейку ассортимента, экономичность и относительную несложный процесс производства чугунных изделий.

Варьируя состояние нахождения углерода в сплаве, можно получить белый или серый чугун. Широкий спектр применения объясняется легкой обработкой (ковкой), высокой теплоотдачей и прочностью.

Недостатки чугуна, как материала

Самыми слабыми сторонами сплавов считаются хрупкость и подверженность ржавлению даже при кратковременном взаимодействии с водой. К тому же изделия из чугуна отличаются большим весом и специфическим набором физико-механических характеристик, требующих особых условий для их транспортировки, сборки и обслуживания.

Как делают чугун?

Сплав выплавляется в доменных печах и вагранках. Основным источником железа служит железорудное сырье – продукт обогащения руды. Применяется топливо – кокс (продукт специальной обработки каменного угля), природный газ, пылеугольное топливо. Высокотемпературная технология плавки чугуна в шахтной печи позволяет запускать восстановительные химические процессы и выделять железо из оксидов.

В результате доменной плавки получается сплав железа и углерода – чугун, а также шлак, содержащий невосстановленные окислы, остатки флюсов, золы топлива и пр.

Пригодность чугунов к сварочным работам

Соединение чугунных деталей при помощи сварки как никогда актуально и требует серьезного подхода. В технологическом аспекте пригодность металла низкая. На это существует ряд причин, и основная из них – очень высокое содержание углерода и примесей. Кроме того, трудно сформировать сварной шов из-за жидкотекучести материала. Возможны непровары – результат образование тугоплавких оксидов в процессе окисления кремния, других компонентов сплава. Интенсивное выделение газа приводит к образованию в шве пор.

Применение чугуна для сваривания с металлами, отличающимися скоростью охлаждения/нагрева приводит к трещинообразованию на сварном шве и его хрупкости. Поэтому, для сварки прибегают к использованию покрытых или угольных электродов, порошковой проволоки, установок газовой сварки. Избежать образования закаленных участков помогает предварительный прогрев свариваемых деталей и правильный выбор режима сварки.

Что получают из чугуна и где он используется?

Материал довольно популярный в машиностроении и других отраслях промышленности. Это главный компонент исходных материалов для выплавки стали в кислородных конвертерах, мартенах и электродуговых печах. Кроме того, чугун – наиболее популярный сплав для изготовления отливок различной формы. Востребованность чугуна в других сферах объясняется высокими прочностными характеристиками и достаточной плотностью. Области применения некоторых марок сведены в таблицу.

Сплавы	Сферы применения
Серые	Производство колонн, маховиков, опорных и фундаментальных плит, шкивов, станин, прокатных станков, канализационных изделий.
Ковкие	Основания под тяжелое оборудование, опоры ж/д и автомобильных мостов, коленвалы для двигателей дизельного транспорта и тракторов.
Легированные белые	Мелющие части оборудования, прессовочные формы для огнеупоров, прокатные валки.
Антифрикционные	Подшипники скольжения, втулки топливных насосов, направляющие клапаны, поршневые кольца автомобилей.
Высокопрочные	Детали турбин, коленчатые валы, двигатели на тракторы и автомобили, изложницы, шестерни, прокатные валки.

Если же вас интересует качественный металлопрокат из сертифицированных материалов, обращайтесь в компанию «Метинвест-СМЦ». В нашем каталоге металлопроката вы найдете любую продукцию из более 200 основных наименований в нужных типоразмерах и по адекватной цене.

 

Чугун легированный со специальными свойствами для отливок

Легированный чугун со специальными свойствами для отливок (alloy cast iron for castings of special properties) — чугун подвергнутый легированию. Низколегированные чугуны обладают повышенными механическими свойствами, высоколегированные — специальными свойствами: износостойкостью, жаропрочностью, жаростойкостью, немагнитными свойствами, обусловленными влиянием легирующих элементов на кристаллизацию. Варьируя легирующими элементами получают чугуны разнообразных структур и свойств, которые дополнительно улучшают модифицированием и термической обработкой. Форма включений графита в таких чугунах изменяется от пластинчатой до шаровидной. Структура металлической матрицы может состоять из аустенита, мартенсита, сорбита, троостита, перлита, феррита или их сочетания.

Стандарты

Технические характеристики легированного чугуна со специальными свойствами для производства отливок в Украине регламентируется ГОСТ 7769-82 «Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки».

Маркировка

Маркировка легированных чугунов со специальными свойствами для отливок базируется на химическом составе чугуна: начинается буквой Ч (означает — чугун), дальнейшая маркировка осуществляется с помощью букв, обозначающих легирующие элементы и цифр, указывающих их примерное содержание в %. Принятые обозначения легирующих элементов: Х — хром, С — кремний, Г — марганец, Н — никель, Д — медь, М — молибден, Т — титан, П — фосфор, Ю — алюминий. Буква Ш в конце маркировки указывает, что графит в чугуне имеет шаровидную форму, если буква Ш отсутствует — графит в чугуне пластинчатый. К примеру, ЧН4Х2 означает — легированный чугун с пластинчатым графитом, содержащий 4% Ni и 2% Cr.

Классификация легированных чугунов

1. В зависимости от основного легирующего элемента:
   • Хромистые
   • Кремнистые
   • Алюминиевые
   • Марганцевые
   • Никелевые
2. В зависимости от содержания легирующих элементов:
   • Низколегированные чугуны (содержат до 5% легирующих элементов)
   • Высоколегированные чугуны (содержат от 5 до 30% легирующих элементов)
3. В зависимости от свойств материала отливки:
   • Жаростойкие
   • Жаропрочные
   • Хладостойкие
   • Износостойкие
   • Коррозионно-стойкие
   • Маломагнитные
4. В зависимости от металлической матрицы:
   • Ферритные
   • Аустенитные
   • Мартенситные
   • Карбидные
5. В зависимости от формы включений графита:
   • Легированный чугун с пластинчатым графитом
   • Легированный чугун с шаровидным графитом

Таблица 1: Классификация легированных чугунов по ГОСТ 7769-82

Вид чугуна	Марка	Свойства отливок
Хромистые
Низколегированные	ЧХ1 ЧХ2	Жаростойкие
	ЧХ3	Жаростойкие, износостойкие
	ЧХ3Т	Износостойкие
Высоколегированные	ЧХ9Н5	Износостойкие)
	ЧХ16	Износостойкие, жаростойкие
	ЧХ16М2 ЧХ22	Износостойкие
	ЧХ22С ЧХ28	Коррозионно-стойкие и жаростойкие
	ЧХ28П	Стойкие в цинковом расплаве
	ЧХ28Д2	Износостойкие и коррозионно-стойкие
	ЧХ32	Жаростойкие и износостойкие
Кремнистые
Низколегированные	ЧС5 ЧС5Ш	Жаростойкие
Высоколегированные	ЧС13 ЧС15 ЧС17 ЧС15М4 ЧС17М3	Коррозионно-стойкие в жидкой среде
Алюминиевые
Низколегированные	ЧЮХШ	Жаростойкие
Высоколегированные	ЧЮ6C5 ЧЮ7Х2	Жаростойкие и износостойкие
	ЧЮ22Ш ЧЮ30	Жаростойкие и износостойкие при высокой температуре
Марганцевые
Высоколегированные	ЧГ6С3Ш ЧГ7Х4	Износостойкие
	ЧГ8Д3	Маломагнитные, износостойкие
Никелевые
Низколегированные	ЧНХТ ЧНХМД ЧНМШ	Коррозионно-стойкие в газовых средах двигателей внутреннего сгорания
	ЧНДХМШ	Коррозионно-стойкие в газовых средах двигателей внутреннего сгорания, повышенной прочности
	ЧН2Х ЧН4Х2	Износостойкие
	ЧН3ХМДШ	Износостойкие, повышенной прочности
Высоколегированные	ЧН4Х2	Износостойкие
	ЧН11Г7Ш ЧН15Д3Ш	Жаростойкие и маломагнитные
	ЧН15Д7	Износостойкие в двигателях и маломагнитные
	ЧН19Х3Ш	Жаропрочные и маломагнитные
	ЧН20Д2Ш	Жаропрочные, хладостойкие, маломагнитные

Примечание: В ГОСТ 7769-82 не вошли низкокремнистые алюминиевые чугуны и ванадиевые белые чугуны.

Химический состав

Химический состав легированного чугуна со специальными свойствами должен удовлетворять требованиям ГОСТ 7769-82, приведенным в табл. 2.

Таблица 2: Химический состав легированного чугуна по ГОСТ 7769-82

Марка	Массовая доля элемента, %
	C	Si	Mn	P	S
				не более
ЧХ1	3,0-3,8	1,5-2,5	1,0	0,30	0,12
ЧХ2	3,0-3,8	2,0-3,0	1,0	0,30	0,12
ЧХ3	3,0-3,8	2,8-3,8	1,0	0,30	0,12
ЧХ3Т	2,6-3,6	0,7-1,5	1,0	0,30	0,12
ЧХ9Н5	2,8-3,6	1,2-2,0	0,5-1,5	0,06	0,10
ЧХ16	1,6-2,4	1,5-2,2	1,0	0,10	0,05
ЧХ16М2	2,4-3,6	0,5-1,5	1,5-2,5	0,10	0,05
ЧХ22	2,4-3,6	0,2-1,0	1,5-2,5	0,10	0,08
ЧХ22С	0,6-1,0	3,0-4,0	1,0	0,10	0,08
ЧХ28	0,5-1,6	0,5-1,5	1,0	0,10	0,08
ЧХ28П	1,8-3,0	1,5-2,5	1,0	0,8-1,5	0,08
ЧХ28Д2	2,2-3,0	0,5-1,5	1,5-2,5	0,10	0,08
ЧХ32	1,6-3,2	1,5-2,0	1,0	0,10	0,08
ЧС5	2,5-3,2	4,5-6,0	0,8	0,30	0,12
ЧС5Ш	2,7-3,3	4,5-5,5	0,8	0,10	0,03
ЧС13	0,6-1,4	12,0-14,0	0,8	0,10	0,07
ЧС15	0,3-0,8	14,1-16,0	0,8	0,10	0,07
ЧС15М4	0,5-0,9	14,0-16,0	0,8	0,10	0,10
ЧС17	0,3-0,5	16,1-18,0	0,8	0,10	0,07
ЧС17М3	0,3-0,6	16,0-18,0	1,0	0,30	0,10
ЧЮХШ	3,0-3,8	2,0-3,0	0,5	0,10	0,03
ЧЮ6С5	1,8-2,4	4,5-6,0	0,8	0,30	0,12
ЧЮ7Х2	2,5-3,0	1,5-3,0	1,0	0,30	0,02
ЧЮ22Ш	1,6-2,5	1,0-2,0	0,8	0,20	0,03
ЧЮ30	1,0-1,2	0,0-0,5	0,7	0,04	0,08
ЧГ6С3Ш	2,2-3,0	2,0-3,5	4,0-7,0	0,06	0,03
ЧГ7Х4	3,0-3,8	1,4-2,0	6,0-8,0	0,10	0,05
ЧГ8Д3	3,0-3,8	2,0-2,5	7,0-9,0	0,30	0,10
ЧНХТ	2,7-3,4	1,4-2,0	0,8-1,6	0,3-0,6	0,15
ЧНХМД	2,8-3,2	1,6-2,0	0,8-1,2	0,15	0,12
ЧНХМДШ	3,0-3,6	2,0-2,8	0,6	0,08	0,03
ЧНМШ	2,8-3,8	1,7-3,2	0,8-1,2	0,10	0,03
ЧН2Х	3,0-3,6	1,2-2,0	0,6-1,0	0,25	0,12
ЧН3ХМДШ	3,0-3,6	2,0-2,8	0,8	0,08	0,03
ЧН4Х2	2,8-3,6	0,0-1,0	0,8-1,3	0,30	0,15
ЧН11Г7Ш	2,3-3,0	1,8-2,5	5,0-8,0	0,08	0,03
ЧН15Д7	2,2-3,0	2,0-2,7	0,5-1,6	0,30	0,10
ЧН15Д3Ш	2,5-3,0	1,4-3,0	1,3-1,8	0,08	0,03
ЧН19Х3Ш	2,3-3,0	1,8-2,5	1,0-1,6	0,10	0,03
ЧН20Д2Ш	1,8-2,5	3,0-3,5	1,5-2,0	0,03	0,01

Таблица 2. Продолжение

Марка	Массовая доля элемента, %
	Cr	Ni	Cu	V	Mo	Ti	Al
ЧХ1	0,40-1,00	—	—	—	—	—	—
ЧХ2	1,01-2,00	—	—	—	—	—	—
ЧХ3	2,01-3,00	—	—	—	—	—	—
ЧХ3Т	2,01-3,00	—	0,5-0,8	—	—	0,7-1,0	—
ЧХ9Н5	8,0-9,50	4,0-6,0	—	—	0,0-0,4	—	—
ЧХ16	13,0-19,0	—	—	—	—	—	—
ЧХ16М2	13,0-19,0	—	1,0-1,5	—	0,5-2,0*	—	—
ЧХ22	19,0-25,0	—	—	0,15-0,35	—	0,15-0,35	—
ЧХ22С	19,0-25,0	—	—	—	—	—	—
ЧХ28	25,0-30,0	—	—	—	—	—	—
ЧХ28П	25,0-30,0	—	—	—	—	—	—
ЧХ28Д2	25,0-30,0	0,4-0,8	1,5-2,5	—	—	—	—
ЧХ32	30,0-34,0	—	—	—	—	0,1-0,3	—
ЧС5	0,5-1,0	—	—	—	—	—	—
ЧС5Ш	0,0-0,2	—	—	—	—	—	0,1-0,3
ЧС13	—	—	—	—	—	—	—
ЧС15	—	—	—	—	—	—	—
ЧС15М4	—	—	—	—	3,0-4,0	—	—
ЧС17	—	—	—	—	—	—	—
ЧС17М3	—	—	—	—	2,0-3,0	—	—
ЧЮХШ	0,4-1,0	—	—	—	—	—	0,6-1,5
ЧЮ6С5	—	—	—	—	—	—	5,5-7,0
ЧЮ7Х2	1,5-3,0	—	—	—	—	—	5,0-9,0
ЧЮ22Ш	—	—	—	—	—	—	19,0-25,0
ЧЮ30	—	—	—	—	—	0,05-0,12	29,0-31,0
ЧГ6С3Ш	0,0-0,15	—	—	—	0,5-1,0	—	0,5-1,5
ЧГ7Х4	3,0-5,0	—	—	—	—	—	—
ЧГ8Д3	—	0,8-1,5	2,5-3,5	—	—	—	0,5-1,0
ЧНХТ	0,2-0,6	0,3-0,7	—	—	—	0,05-0,12	—
ЧНХМД	0,2-0,7	0,7-1,6	0,2-0,5	—	0,2-0,7	—	—
ЧНХМДШ	0,2-0,4	0,6-1,0	0,5-0,8	—	0,2-0,6	—	—
ЧНМШ	0,0-0,1	0,8-1,5	—	—	0,3-0,7	—	—
ЧН2Х	0,4-0,6	1,5-2,0	—	—	—	—	—
ЧН3ХМДШ	0,2-0,5	2,5-4,5	0,7-1,5	—	0,4-1,0	—	—
ЧН4Х2	0,8-2,5	3,5-5,0	—	—	—	—	—
ЧН11Г7Ш	1,5-2,5	10,0-12,0	—	—	—	—	—
ЧН15Д7	1,5-3,0	14,0-16,0	5,0-8,0	—	—	—	—
ЧН15Д3Ш	0,6-1,0	14,0-16,0	3,0-3,5	—	—	—	—
ЧН19Х3Ш	1,5-3,0	18,0-20,0	—	—	—	—	—
ЧН20Д2Ш	0,5-1,0	19,0-21,0	1,5-2,0	—	—	—	0,0-0,3

* При массовой доле хрома 13-16% и 16-19% рекомендуемая массовая доля молибдена соответственно 2,0-1,5% и 1,5-0,5%.

Примечание:

1. Низколегированные чугуны всех видов, а также высоколегированные марганцевые и никелевые за исключением марок ЧН2Х, ЧН3Т, ЧГ7Х4, ЧН4Х2 модифицируют 75%-ным ферросилицием или другими графитизирующими присадками.
2. В хромистых чугунах и в чугунах с шаровидным графитом допускается массовая доля никеля до 1,0% или меди до 1,5%, вводимых природнолегированным чугуном, легированным стальным ломом или магнийсодержащей лигатурой.

ГОСТ 7769-82 предусматривает применение по требованию потребителя марок высоконикелевых чугунов, приведенных в табл. 3.

Таблица 3: Химический состав высоконикелевого чугуна с пластинчатым и шаровидным графитом

Марка	Массовая доля, %
	С, не более	Si	Mn	Ni	Cr	Cu	P
						не более
L-NiMn 13 7	3,0	от 1,5 до 3,0	от 6,0 до 7,0	от 12,0 до 14,0	не более 0,2	0,5	—
L-NiCuCr 15 6 2	3,0	от 1,0 до 2,8	от 0,5 до 1,5	от 13,5 до 17,5	от 1,0 до 2,5	от 5,5 до 7,5	—
L-NiCuCr 15 6 3	3,0	от 1,0 до 2,8	от 0,5 до 1,5	от 13,5 до 17,5	от 2,5 до 3,5	от 5,5 до 7,5	—
L-NiCr 20 2	3,0	от 1,0 до 2,8	от 0,5 до 1,5	от 18,0 до 22,0	от 1,0 до 2,5	0,5	—
L-NiCr 20 3	3,0	от 1,0 до 2,8	от 0,5 до 1,5	от 18,0 до 22,0	от 2,5 до 3,5	0,5	—
L-NiSiCr 20 5 3	2,5	от 4,5 до 5,5	от 0,5 до 1,5	от 18,0 до 22,0	от 1,5 до 4,5	0,5	—
L-NiSr 30 3	2,5	от 1,0 до 2,0	от 0,5 до 1,5	от 28,0 до 32,0	от 2,5 до 3,5	0,5	—
L-NiSiCr 30 5 5	2,5	от 5,0 до 6,0	от 0,5 до 1,5	от 29,0 до 32,0	от 4,5 до 5,5	0,5	—
L-Ni 35	2,4	от 1,0 до 2,0	от 0,5 до 1,5	от 34,0 до 36,0	не более 0,2	0,5	—
S-NiMn 137	3,0	от 2,0 до 3,0	от 6,0 до 7,0	от 12,0 до 14,0	не более 0,2	0,5	0,08
S-NiCr 20 2	3,0	от 1,5 до 3,0	от 0,5 до 1,5	от 18,0 до 22,0	от 1,0 до 2,5	0,5	0,08
S-NiCr 20 3	3,0	от 1,5 до 3,0	от 0,5 до 1,5	от 18,0 до 22,0	от 2,5 до 3,5	0,5	0,08
S-NiSiCr 20 5 2	3,0	от 4,5 до 5,5	от 0,5 до 1,5	от 18,0 до 22,0	от 1,0 до 2,5	0,5	0,08
S-Ni 22	3,0	от 1,0 до 3,0	от 1,5 до 2,5	от 21,0 до 24,0	не более 0,2	0,5	0,08
S-NiMn 23 4	2,6	от 1,5 до 2,5	от 4,0 до 4,5	от 22,0 до24,0	не более 0,2	0,5	0,08
S-NiCr 30 1	2,6	от 1,5 до 3,0	от 0,5 до 1,5	от 28,0 до 32,0	от 1,0 до 1,5	0,5	0,08
S-NiCr 30 3	2,6	от 1,5 до 3,0	от 0,5 до 1,5	от 28,0 до 32,0	от 2,5 до 3,5	0,5	0,08
S-NiSiCr 30 5 5	2,6	от 5,0 до 6,0	от 0,5 до 1,5	от 28,0 до 32,0	от 4,5 до 5,5	0,5	0,08
S-Ni 35	2,4	от 1,5 до 3,0	от 0,5 до 1,5	от 34,0 до 36,0	не более 0,2	0,5	0,08
S-NiCr 35 3	2,4	от 1,5 до 3,0	от 0,5 до 1,5	от 34,0 до 36,0	от 2,0 до 3,0	0,5	0,08

Примечание. В марках S-NiCr 30 3, S-NiSiCr 30 5 5, S-Ni 35 допускается 0,8-1,1% Мо для скорости ползучести менее 0,5·10^-4 %/ч при 600°С и 40 МПа или 1,0·10^-4 ГОСТ 7769-82 %/ч при 700°С и 30 МПа.

Термическая обработка

Виды термической обработки отливок из легированных чугунов, рекомендуемые ГОСТ 7769-82, приведены в табл. 4.

Таблица 4: Виды термической обработки отливок из легированных чугунов

Термическая обработка	Режим*			Виды чугуна
	Температура, К	Выдержка, ч	Охлаждение
Высокотемпературный графитизирующий отжиг для уменьшения твердости и содержания структурно свободного цементита	1173-1223	6-12	С печью	Низколегированные чугуны всех видов, за исключением износостойких
	1133-1153	1-2	С печью	Высоколегированные кремнистые
Гомогенезирующая выдержка с нормализацией для снижения магнитной проницаемости, твердости, а также повышения пластичности и прочности	1253-1313	4-6	На воздухе (в масле или жидком стекле)	Высоколегированные чугуны марганцовистые и никелевые, исключая марки ЧН4Х2 и ЧГ7Х4
Нормализация для повышения твердости отливок	1323-1373	1-2	На воздухе	Высокохромистые износостойкие
	1133-1153	1-2	На воздухе	Низколегированные хромистые, алюминиевые и никелевые чугуны, а также износостойкие ЧГ7х4, ЧН4Х2
Отпуск после отливки или нормализации для снятия внутренних напряжений	473-523	2-3	С печью	Для всех видов чугуна, кроме высокохромистых и высокоалюминиевых
	793-833	3-4	С печью	Для высоколегированного хромистого и алюминиевого чугуна
Отжиг и высокий отпуск для снижения твердости и улучшения обрабатываемости	963-1023	6-12	С печью	Высоколегированные чугуны
	933-963	6-12	С печью	Низколегированные чугуны
Отпуск для уменьшения ползучести жаропрочных отливок (повышается магнитная проницаемость из-за выпадения мелкодисперсного цементита)	723-923 (на 30-50° выше температуры эксплуатации)	4-6	С печью	Высоконикелевые чугуны с шаровидным графитом

* Время нагрева выбирается в зависимости от размеров и массы деталей.

Свойства легированного чугуна

Марка легированного чугуна со специальными свойствами определяется его химическим составом. ГОСТ 7769-82 допускает контролировать специальные и механические свойства, твердость, форму графита. Необходимость и периодичность контроля устанавливается НТД на отливку.

Механические свойства

Механические свойства материала отливок из легированного чугуна со специальными свойствами, определяемые по требованию потребителя, должны удовлетворять требованиям ГОСТ 7769-82, приведенным в табл. 5 или табл. 6.

Таблица 5: Механические свойства легированного чугуна по ГОСТ 7769-82

Вид чугуна	Марка	Временное сопротивление, МПа, не менее		Относительное удлинение δ, %	Твердость НВ
		растяжению σb	изгибу σизг.
Хромистые
Низколегированные	ЧХ1	170	350	—	207-286
	ЧХ2	150	310	—	207-286
	ЧХ3	150	310	—	228-364
	ЧХ3Т	200	400	—	440-590
Высоколегированные	ЧХ9Н5	350	700	—	490-610
	ЧХ16	350	700	—	400-450
	ЧХ16М2	170	490	—	490-610
	ЧХ22	290	540	—	330-610
	ЧХ22С	290	540	—	215-340
	ЧХ28	370	560	—	215-270
	ЧХ28П	200	400	—	245-390
	ЧХ28Д2	390	690	—	390-640
	ЧХ32	290	490	—	245-340
Кремнистые
Низколегированные	ЧС5	150	290	—	140-300
	ЧС5Ш	290	—	—	228-300
Высоколегированные	ЧС13	100	210	—	290-390
	ЧС15	60	170	—	290-390
	ЧС17	40	140	—	390-450
	ЧС15М4	60	140	—	390-450
	ЧС17М3	60	100	—	390-450
Алюминиевые
Низколегированные	ЧЮХШ	390	590	—	187-364
Высоколегированные	ЧЮ6C5	120	240	—	235-300
	ЧЮ7Х2	120	170	—	240—286
	ЧЮ22Ш	290	390	—	241-364
	ЧЮ30	200	350	—	364-550
Марганцевые
Высоколегированные	ЧГ6С3Ш	490	680	—	219-259
	ЧГ7Х4	150	330	—	390-450
	ЧГ8Д3	150	330	—	176-285
Никелевые
Низколегированные	ЧНХТ	280	430	—	201-286
	ЧНХМД	290	690	—	201-286
	ЧНХМДШ	600	—	—	270-320
	ЧНМШ	490	—	2	183-286
	ЧН2Х	290	490	—	215-280
	ЧН3ХМДШ	550	—	—	350-550
Высоколегированные	ЧН4Х2	200	400	—	400-650
	ЧН11Г7Ш	390	—	4	120-255
	ЧН15Д7	150	350	—	120-297
	ЧН15Д3Ш	340	—	4	120-255
	ЧН19Х3Ш	340	—	4	120-255
	ЧН20Д2Ш	500	—	25	120-220

Примечание: Прочность и твердость высокохромистых, марганцевых и никелевых чугунов после нормализации и низкотемпературного отпуска.

Таблица 6: Механические свойства высоконикелевых чугунов с пластинчатым и шаровидным графитом по ГОСТ 7769-82

Марки	Временное сопротивление при растяжении σВ, МПа	Предел текучести σТ, МПа	Относительное удлинение δ, %	Модуль упругости Е, ГПа	Твердость по Бринеллю НВ
L-NiMn 13 7	140-220	—	—	70-90	120-150
L-NiCuCr 15 6 2	170-210	—	2	85-105	140-200
L-NiCuCr 15 6 3	190-240	—	1-2	98-113	150-250
L-NiCr 20 2	170-210	—	2-3	85-105	120-215
L-NiCr 20 3	190-240	—	1-2	98-113	160-250
L-NiSiCr 20 5 3	190-280	—	2-3	110	140-250
L-NiSr 30 3	190-240	—	1-3	98-113	120-215
L-NiSiCr 30 5 5	170-240	—	—	105	150-210
L-Ni 35	120-180	—	1-3	74	120-140
S-NiMn 137	390-460	210-260	15-25	140-150	130-170
S-NiCr 20 2	370-470	210-250	7-20	112-130	140-200
S-NiCr 20 3	390-490	210-260	7-15	112-133	150-225
S-NiSiCr 20 5 2	370-430	210-260	10-18	112-133	180-230
S-Ni 22	370-440	170-250	20-40	85-112	130-170
S-NiMn 23 4	440-470	210-240	25-45	120-140	150-180
S-NiCr 30 1	370-440	210-270	13-18	112-130	130-190
S-NiCr 30 3	370-470	210-260	7-18	92-105	140-200
S-NiSiCr 30 5 5	390-490	240-310	1-4	91	170-250
S-Ni 35	370-410	210-240	20-40	112-140	130-180
S-NiCr 35 3	370-440	210-290	7-10	112-123	140-190

Рекомендуемые ГОСТ 7769-82 механические свойства легированного чугуна со специальными свойствами при повышенных температурах приведены в табл. 7, табл. 8 и табл. 9.

Таблица 7: Показатели прочности при растяжении жаростойких чугунов при повышенных температурах (кратковременные испытания)

Марка	Предел прочности при растяжении, МПа, при температуре, К
	773	873	973	1073	1173
ЧХ1	196	147	68	29	—
ЧХ2	196	147	78	29	—
ЧХ3	167	147	88	29	—
ЧХ16	440	294	137	88	—
ЧХ32	392	294	196	98	68
ЧС5	118	98	49	19	—
ЧС5Ш	440	382	118	39	—
ЧЮХШ	343	235	130	78	—
ЧЮ7Х2	294	226	157	29	—
ЧЮ6С5	118	98	49	19	—
ЧЮ22Ш	245	275	168	137	78

Таблица 8: Механические свойства (кратковременные испытания) и модуль нормальной упругости чугунов с шаровидным графитом при 873 K

Марка чугуна	Предел прочности при растяжении, МПа	Предел текучести при растяжении, МПа	Относительное удлинение, %	Ударная вязкость, Дж/см2	Модуль нормальной упругости, МПа
	не менее
ЧН19Х3Ш	250	180	2,0	2,0	11·104
ЧН11Г7Ш	300	180	10	2,0	12·104
ЧЮ22Ш	350	—	0,5	0,5	13·104

Таблица 9: Длительная прочность и скорость ползучести чугунов с шаровидным графитом при высокой температуре

Марка чугуна	Длительная прочность при 873 К		Скорость ползучести, %/ч, при напряжении 40 МПа
	Напряжение, МПа	Время до разрушения, ч
ЧН19Х3Ш	120	1000	1,0·10-4 (873 К) 2,0·10-4 (973 К)*
ЧН11Г7Ш	120	1000	1,8·10-4 (873 К)
ЧЮ22Ш	100	1000	4,0·10-5 (973 К)*

* Скорость ползучести при температуре 973 К и напряжении 30 МПа

Микроструктура материала отливок

ГОСТ 7769-82 предусматривает наличие не менее 80% включений графита шаровидной формы в легированном чугуне с шаровидным графитом.

Специальные требования к жаропрочным чугунам

Жаропрочные чугуны должны обладать сопротивлением окалонообразованию не более 0,5 г/м²·ч увеличения массы и росту не более 0,2% при температуре эксплуатации в течение 150 ч.

Производители литья из легированного чугуна

Украинские производители отливок

Иностранные производители отливок

Литература

1. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. Бобылев А.В. М., «Металлургия», 1980. 296 с.
2. Воздвиженский В.М. и др. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1984. — 432 с., ил
3. Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. М. Машиностроение, 1988. — 272 с.: ил.
4. Энциклопедия неорганических материалов. В двух томах. К.: Высшая школа, 1977.
5. ГОСТ 7769-82 «Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки».
6. Колачев Б.Ф., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Металлургия, 1981. 416 с.
7. Справочник по чугунному литью./Под ред. д-ра техн. наук Н.Г. Гиршовича.- Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978.- 758 с., ил

Tags:

Литейные сплавы

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.

Презентация по теме «Чугуны» | Презентация к уроку по теме:

Слайд 1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ Государственное автономное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Новороссийский колледж строительства и экономики» Краснодарского края ЧУГУНЫ Разработала преподаватель общепрофессиональных дисциплин М.В.Тюменцева

Слайд 2

Цель : изучить чугуны Задачи : -изучить: влияние постоянных примесей на структуру и свойства чугуна; классификацию чугунов ; свойства и применение чугунов маркировку чугунов по ГОСТу; -научиться: выбирать тип чугуна для изготовления деталей машин; расшифровывать марки чугунов.

Слайд 3

Сплавы железа с углеродом, содержащие углерода от 2,14 до 6,67 % называют чугунами.

Слайд 4

Элементы Содержание в % Влияние Относительное графитизирующее действие на основную металлическую массу на графит при затвердевании в твердом состоянии Кремний До 3,0 Уменьшение содержания перлита Увеличение количества и укрупнение + 1,0 + 1,0 Углерод Марганец Более 1,7 » 0,8 То же Размельчение перлита То же Слабое размельчение + 1,0 От +0,2 до + 0,5 » 1,0 Образование серни­стого марганца То же, но умень­шение количества — 0,2 » -0,2 » 0,5 Фосфор До 1,0 Образование фосфидов Влияет слабо + 0,1 » + 0,1 » —0,2 Сера » 0,2 Образование сульфидов Уменьшение количества — 2,0 » — 2 » — 4 Никель » 1,5 Размельчение перлита Увеличение количества и слабое размельчение + 0,4 » + 0,4 » — 0,2 Хром » 1,0 То же Уменьшение количества и слабое размельчение — 1,2 » — 1,2 » — 3,0 Примечания: 1. Знак «+» обозначает положительное, а знак «—» — отрицательное влияние. Ориентировочное влияние элементов на структуру чугуна

Слайд 5

Процесс графитизации . Графит – это полиморфная модификация углерода. Способы образования графита в чугуне — из жидкой фазы; — при разложении ранее образовавшегося цементита. Графитизацию из жидкой фазы, а также от распада цементита первичного и цементита, входящего в состав эвтектики, называют первичной стадией графитизации . Выделение вторичного графита из аустенита называют промежуточной стадией графитизации . Образование эвтектоидного графита, а также графита, образовавшегося в результате цементита, входящего в состав перлита, называют вторичной стадией графитизации .

Слайд 6

Формы графита: • пластинчатый; • шаровидный; • хлопьевидный; • вермикулярный .

Слайд 7

Классификация чугунов

Слайд 9

Схемы микроструктур чугуна в зависимости от металлической основы и формы графитовых включений

Слайд 10

Свойства Механические свойства серого чугуна зависят от количества и размера графитных включений. По сравнению с металлической основой графит имеет низкую прочность. Поэтому графитные включения можно считать нарушениями сплошности , ослабляющими металлическую основу. Так как пластинчатые включения наиболее сильно ослабляют металлическую основу, серый чугун имеет наиболее низкие характеристики, как прочности, так и пластичности среди всех машиностроительных чугунов. Уменьшение размера графитных включений улучшает механические свойства. Серый чугун

Слайд 11

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

Слайд 12

Свойства Эти чугуны обладают высокой жидкотекучестью , линейная усадка – около 1%. Литейные напряжения в отливках несколько выше, чем для серого чугуна. Из-за высокого модуля упругости достаточно высокая обрабатываемость резанием. Обладают удовлетворительной свариваемостью. Высокопрочный чугун

Слайд 13

Применение Из высокопрочного чугуна изготовляют тонкостенные отливки (поршневые кольца), шаботы ковочных молотов, станины и рамы прессов и прокатных станов, изложницы, резцедержатели, планшайбы. Отливки коленчатых валов массой до 2..3 т, взамен кованых валов из стали, обладают более высокой циклической вязкостью, малочувствительны к внешним концентраторам напряжения, обладают лучшими антифрикционными свойствами и значительно дешевле.

Слайд 14

Свойства Ферритные ковкие чугуны (КЧ 33-8, КЧ 37-12) имеют более высокую пластичность, а перлитные ( КЧ 50-4, КЧ 60-3) более высокую прочность Ковкий чугун

Слайд 15

Применение Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках. Из ферритных чугунов изготавливают картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы, хомутики, муфты, фланцы. Из перлитных чугунов изготавливают вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, тормозные колодки.

Слайд 16

Отбеленные и другие чугуны Отбеленные – отливки, поверхность которых состоит из белого чугуна, а внутри серый или высокопрочный чугун. Состав 2,8…3,6 % углерода, и пониженное содержание кремния –0,5…0,8 % . Свойства Имеют высокую поверхностную твердость (950…1000 НВ) и очень высокую износостойкость.

Слайд 17

Применение Используются для изготовления прокатных валов, вагонных колес с отбеленным ободом, шаров для шаровых мельниц. Для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного износа, используются белые чугуны, легированные хромом, хромом и марганцем, хромом и никелем. Отливки из такого чугуна отличаются высокой твердостью и износостойкостью. Для деталей, работающих в условиях износа при высоких температурах, используют высокохромистые и хромоникелевые чугуны. Жаростойкость достигается легированием чугунов кремнием ( 5…6 %) и алюминием ( 1…2 %). Коррозионная стойкость увеличивается легированием хромом, никелем, кремнием. Для чугунов можно применять термическую обработку.

Слайд 18

Маркировка чугунов СЧ23 КЧ30-6 ВЧ35-22 СЧ15 КЧ30-6

Слайд 19

Серый чугун маркируется буквами СЧ с добавлением цифры, которая указывает предел прочности чугуна при растяжении. Например: СЧ15 СЧ –серый чугун; 15 — предел прочности на растяжение σ в =150Мпа.

Слайд 20

Ковкий чугун маркируется буквами КЧ и цифрами. Первые две цифры указывают предел прочности на растяжение, а вторые относительное удлинение при растяжении. Например: КЧ30-6 КЧ – ковкий чугун; 30 — предел прочности на растяжение σ в =300Мпа; 6 — относительное удлинение при растяжении δ=6%.

Слайд 21

Высокопрочный чугун маркируется буквами ВЧ и цифрами. Первые две цифры указывают предел прочности на растяжение, а вторые относительное удлинение при растяжении. Например: ВЧ35-22 ВЧ – высокопрочный чугун; 35 — предел прочности на растяжение σ в =350Мпа; 22 — относительное удлинение при растяжении δ=22%.

Слайд 22

Марки серого чугуна для отливок, применяемых в основных отраслях машиностроения Отрасль машиностроения Назначение отливок Марка чугуна (по ГОСТ 1412 – 70) Автостроение Коробки скоростей, всасывающие и вы­хлопные трубы, маховики СЧ 15-32 Блоки цилиндров СЧ 18-36 СЧ 24-44 Тракторостроение Головки цилиндров СЧ 21-40; СЧ 28-48 Гильзы цилиндров СЧ 21-40 Станкостроение Станины прессов, гидроцилиндры СЧ 32-52 Станины станков, разметочные плиты, ги­дроцилиндры, клапаны СЧ 21-40 Основания станков, салазки, столы СЧ 18-36 Корыта, краники, основания, плиты СЧ 00 Дизелестроение Мелкие и средние неответственные от­ливки СЧ 15-32 Выхлопные трубы, маховики, фундаментные рамы, картеры, крышки рабочих цилинд­ров, блоки и другие ответственные от­ливки СЧ 21-40

Слайд 23

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Какие сплавы относятся к чугунам? 2. На какие группы подразделяют чугуны ? Какую форму может иметь графит? Какое свойство придает графит чугунам? Какими свойствами обладает серый чугун? Какие чугуны называются отбеленными? 6 . Почему белый чугун имеет ограниченное использование? 7. Как маркируются чугуны?

Слайд 24

Домашнее задание [ 1 ] , с.80-87 Создать презентацию. Темы презентаций: Модифицированные чугуны. Антифрикционные чугуны. Влияние углерода на свойства чугунов.

Слайд 25

Список литературы 1 Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы. – М.: Машиностроение, 1987 2 Справочник машиностроителя. В 6-ти т. Т. 6/ Под редЭ.А.Сателя . – 3-е изд., исправ . и доп. – М.: Машиностроение, 1964. 540 с. ил. 3 http :// mashinostroenie.3dn.ru/publ/materialovedenie/chuguny/25-1-0-27 4 http :// do.gendocs.ru/docs/index-208591.html?page=4#5480651

Преимущества чугуна и сферы его применения

Чугун используется уже на протяжении веков, и сейчас вряд ли найдешь человека, который ни разу не слышал об этом сплаве. Изделия из него применяются повсеместно, так как они прочные и сравнительно недорогие.

Чугун – представляет собой железный сплав, у которого низкое содержание углерода. За счет добавления специальных присадок удается заметно улучшить качество данного материала.

Преимущества чугуна

Ключевые достоинства чугуна видно сразу, если проанализировать те области, где используется данный сплав и изучить качественные характеристики материала. Среди основных преимуществ можно выделить следующие:

1. Широкий спектр применения.
2. Приемлемая стоимость и относительная простота производственного процесса.
3. Замечательные литьевые характеристики.
4. Высокая прочность.
5. Чугун легко поддается ковке.
6. Отличается длительным сроком службы.

Сферы применения

Чугун всегда был востребован в тяжелой промышленности, металлургических и машиностроительных отраслях, станкостроении. Здесь он используется в больших объемах, из него изготавливаются как совсем небольшие детали, так и крупногабаритные изделия, вес которых составляет сотни тонн.

Из чугуна делают компоненты для станков, валов, двигателей. Большим спросом пользуются изготовленные из этого сплава трубы, так как они отвечают всем необходимым требованиям долговечности и надежности.

Применение чугуна в быту сделало этот сплав металла популярным среди населения. В частности, из него изготавливаются краны, вентили, фитинги, радиаторы отопления, трубы. Многие сантехнические изделия также делаются либо полностью, либо частично чугунными. Возможно, вы видели когда-нибудь тяжелые, но прочные мойки и ванны, изготовленные еще полвека назад. Их и сейчас можно смело эксплуатировать, именно чугун обеспечил им долговечность.

Какими еще достоинствами обладает данный сплав металла? Любой кузнец скажет вам, что ковать изделия из чугуна проще простого. Недаром именно из него часто производятся различные ограждения, барельефы, всевозможные красивые элементы декора. А в музеях можно даже увидеть произведения искусства, выкованные из чугуна.

Что же касается литья, то такая технология позволяет создавать много хороших красивых вещей. Чугунные изделия практически не подвержены износу и даже спустя годы будут отлично смотреться. А если они вдруг окажутся ненужными, то их можно утилизировать – сдать металлолом по выгодной цене и неплохо на этом заработать. Как вторсырье, чугун всегда ценится.

Теперь пару слов по поводу недостатков. Чугун имеет свои изъяны, главный из которых – хрупкость. К сожалению, его можно расколоть или деформировать при сильном ударе, впрочем, это свойство материала также во многом зависит от технологии обработки сплава.

Чугун. История. Характеристики. — Везувий

   Чугун – является сплавом в состав, которого входит железо и углероды. Содержащегося в железе углерода, обычно составляет не менее 2,14%. Углерод собой может представлять цементит или графит. В чугуне содержатся примеси такие как Si, Mn, S, P и легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.) получают в доменных печах из железорудных материалов. Чугун обладает не плохими литейными свойствами и малой способностью к пластической деформации, а так же является важнейшим первичным продуктом чёрной металлургии.

История чугуна начинается с 4—5 вв. до нашей эры, одним из античных металлургов. В 6 веке до нашей эры из высокофосфористых железных руд начали получать чугун в Китае.

Чугун серый – является высокопрочным и содержит в качестве примесей марганец, фосфор, серу. У него низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка. Свойства серого чугуна зависят от свойств металлической матрицы, формы и размеров графитовых включений. Не высокая прочность графита, снижает прочность чугуна. Так же прочность чугуна зависит от графитовых включений, чем их меньше и выше и дисперсность, тем прочнее сам чугун. В зависимости от скорости дальнейшего охлаждения после затвердевания (а значит и от размера отливки) чугун может иметь ферритную, феррито-перлитную и чисто перлитную металлическую основу. С ростом скорости охлаждения возрастает доля перлита, а следовательно и прочность чугуна, но падает его пластичность. Для каждой области применения выбирают марку чугуна с оптимальным для этого случая сочетанием свойств. Он применяется в машиностроении, для отливки станков и механизмов, поршней и цилиндров.

Несмотря на огромное количество марок чугуна, чугун для бани, подобрать не так то просто, потому, что он должен выдерживать длительное нахождение в агрессивной среде. В процессе горения, идёт быстрое окисление и коррозия плюс температура близкая 1000 градусов. Для таких условий необходим особый, специально приспособленный к таким нагрузкам чугун, это чугун марки ЧХ16. ЧХ16 это высоколегированный чугун, обладающий всеми необходимыми свойствами для банной печи:
жаростойкий в воздушной среде до 1173 градусов;
износостойкий при повышенных температурах;
повышенная коррозийная стойкость в воздушной, газовой и щелочной средах.
Чугун для бани марки ЧХ 16, в сочетании с камнями малинового кварцита или талько-хлорита, обеспечит вас лёгким, мелкодисперсионным паром. Чтобы предотвратить распирание стенок печи, укладка чугунины для бани, должна производиться с учётом большого коэффициента расширения при нагревании.

Чугунные печи появились вместе с технологией чугунного литья. Как ни одна другая деталь интерьера, они всегда совмещали в себе функциональность и изысканную красоту, придавая жилью неповторимый шарм. Расцвет моды на чугунные печи пришелся на 19 век, когда их производство  в Европе было поставлено на промышленную основу. Француз Жан Батист Годэн первым признал уникальные свойства чугуна и развернул массовое производство чугунных печей на своих литейных предприятиях. Эта инициатива из-за огромной популярности печей была быстро подхвачена другими мастерами из разных стран, и очень скоро печи и камины из чугуна стали предметом быта каждого европейского дома.

Чугун, вытеснив кафель, благодаря своим уникальным качествам, стал самым востребованным печным материалом . Даже в начале 20 века, когда появились стальные печи, чугун не уступил своих позиций, оставшись главным материалом для эксклюзивных печей.

Преимущества таких печей объясняются уникальными свойствами этого материала:

Теплопроводность чугуна выше, чем стали примерно в полтора раза! Это означает, что определенное количество тепла от чугуна передастся в полтора раза быстрее, чем от стали, и помещение будет гораздо быстрее прогрето. Накопленное тепло передается в окружающее пространство тепловым излучением, которое у чугуна почти вдвое выше, чем у стали. Вспомним, какими замечательными качествами обладают чугунные сковородки!

Пористая структура чугуна позволяет долго сохранять тепло, постепенно отдавая его в пространство.

Чугун легко переносит большие температурные перепады, идеально сохраняя форму. Этот материал без малейших изменений способен служить многие десятки лет. Покупка готовой печи из чугуна обойдется хозяину гораздо дешевле, чем строительство каменной дровяной печи.
Чугунная печь быстро разогревается после растопки, примерно за 15-20 минут прогревая помещение, в котором установлена. Конструкции печей позволяют экономно расходовать отопительные материалы. Эксплуатировать и обслуживать чугунную печь очень просто. Современные чугунные печи многофункциональны. Кроме отопления, многие конструкции приспособлены для приготовления пищи, выпечки, сушки (заготовки) продуктов.

Срок эксплуатации чугунных печей составляет не менее 40-50 лет.

Главным достижением компании Везувий является разработка специального сплава чугуна и качественных отливок, которые выдерживают максимальные температурные перепады, т.е. даже при попадании большого количества воды чугунная печь сохраняет свою исключительную целостность и не лопается в отличие от изделий других производителей.

Просмотров: 3379

Дата: Понедельник, 27 Марта 2017

Чугунная посуда: польза и вред

В последнее время все большую популярность набирает именно чугунная посуда и встает вопрос, наносит ли она вред или является экологически чистой? Для того, чтобы это понять, нужно углубиться в историю возникновения чугуна и узнать больше про его уникальные характеристики.

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, кремнием и фосфором. На долю чистого железа приходится около 97-98 процентов всего объема материала. Поэтому, в отличие от посуды из нержавеющей стали, более подвержена коррозии. И все же у нее есть свои преимущества перед остальными материалами.

История появления чугуна

Чугунную посуду начали изготавливать очень давно. Материал был изобретен и начал активно применяться в Китае еще в VI веке до н.э. Однако стоил он дорого и применялся при создании ювелирных украшений.

В Европе чугун появился только в XII столетии. Долгое время она была достаточно редкой и дорогой из-за трудоемкого процесса производства. Ситуация в корне изменилась, когда англичанин Абрахам Дерби изобрел в XVIII столетии инновационный способ выплавления чугуна в доменных печах. При этом использовался уголь, что существенно удешевляло технологию производства материала.

В Россию, а затем и в Беларусь чугунная посуда пришла во времена Петра I. Благодаря уникальным свойствам, кастрюли, сковороды, казаны из чугуна быстро вытеснили обычную домашнюю утварь и заняли прочное место на кухнях простых людей.

Какими свойствами обладает чугун?

Железо является одним из самых прочных металлов. Посуда, в составе которой оно является основным веществом, переняла все лучшие качества. В современном мире немало внимания уделяется вопросам экологии и принципам ЗОЖ. И чугунная посуда полностью им соответствует.

Польза чугунной посуды:

• О долговечности чугуна ходят легенды. В каждой семье есть любимая чугунная сковородка, казан или утятница, которой уже много лет. Все потому, что такая посуда передается по наследству и при надлежащем уходе является практически вечной. 

• Тот самый вкус. Никаких лишних запахов и вкуса, только аромат ваших кулинарных шедевров и специй. Главное — не хранить в посуде еду и регулярно протирать маслом. 

• Дно разогревается равномерно. Спросите любого шеф-повара, и он не задумываясь ответит вам, что жарить мясо нужно исключительно на чугунных сковородах-гриль. В результате получается равномерно прожаренное и эстетически красивое блюдо. 

• Чугун обогащает пищу железом. Благодаря пористости материала, при приготовлении продукты обогащаются микроскопическими порциями активного железа, которое очень важно для правильного функционирования многих систем человеческого организма.

Среди особенностей чугуна отметим:

• Чуть больший вес, чем обычно. За счет большего веса компенсируется прочность и износостойкость посуды. Однако во многих случаях это даже и минусом не назовешь, поскольку ваша сковородка, кастрюля или жаровня не будут скользить по поверхности плиты, а сразу станут, как влитые — это удобно.

• Чугун может заржаветь. Главный враг чистого железа — вода. Поэтому нужно время от времени “промасливать” чугунную посуду.

• В чугунной посуде не рекомендуется хранить готовую еду. Речь не про первые пять минут или полчаса — лучше не оставлять готовое блюдо на несколько часов или на ночь, поскольку поры чугуна впитают запах, а сама еда может потемнеть и приобрести кислый привкус.

Таким образом, за исключением незначительных минусов, чугунная посуда является по-настоящему незаменимой на вашей кухне. С заботой о вкусе ваших блюд и экономии средств, была создана линейка чугунной посуды белорусского производства. Мастер Смак уверен: такую сковородку ваши дети еще передадут своим детям!

типов чугуна | Ресурсы для литья металлов

Посмотреть эту страницу en français

Универсальный металл, чугун имеет 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

Кованое железо было первым типом железа, которое производили и обрабатывали кузнецы. 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 (сопротивление разрыву при растяжении) делала 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. Имеются 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 этими 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 термообработки 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 хлопьев 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 свойства износостойкости делают его одним из самых объемных продуктов из чугуна.

Наши изделия hardscape сделаны 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 износа и истирания при скольжении.

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

Ковкий чугун

Белый чугун может быть дополнительно переработан в ковкий чугун с помощью процесса термической обработки. 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.

Краткое изложение 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

Пластичный

3,0 — 4,0

1,8 — 2,8

0,1 — 1,0

0,01 — 0,03

0,01 — 0,1

Компактный графит

2,5 — 4,0

1,0 — 3,0

0,2 ​​- 1,0

0,01 — 0,03

0,01 — 0,1

Гибкий (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 применения.Наиболее часто используемая спецификация серого чугуна — ASTM A48.

Для того, чтобы квалифицировать литые изделия в соответствии с их спецификациями, стандартной практикой является отливка испытательного прутка вместе с инженерными отливками. Затем к этому испытательному стержню применяются тесты ASTM, 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.

Несколько общих механических свойств 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 — максимальное 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
Прочность на разрыв
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 млн фунтов на квадратный дюйм

–

Класс CGI 250

179 макс.

36,2 тыс. Фунтов / кв. Дюйм мин.

3

Класс CGI 450

207–269

65,2 тысяч 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 он используется для изготовления футеровки мельниц, сопел для дробеструйной обработки, железнодорожных тормозных колодок, корпусов шламовых насосов, валков прокатных станов и дробилок.

Твердый никель

специально используется для изготовления лопастей смесителей, 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. Особые характеристики, которые делают ковкий чугун привлекательным, — это его способность удерживать и накапливать смазочные материалы, неабразивные частицы износа и пористая поверхность, которая улавливает другие абразивные частицы.Ковкий чугун используется для изготовления тяжелых опорных поверхностей, цепей, звездочек, шатунов, компонентов трансмиссии и осей, железнодорожного подвижного состава, а также 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: 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 литьем.

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 очень 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 тех областях, 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 не поддаются механической обработке.

Аппликации из 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 сопла, смесители для цемента, трубопроводная арматура, фланцы, дробилки и рабочие колеса насосов.

Популярный сорт белого чугуна — белые чугуны с высоким содержанием хрома, ASTM A532. Он содержит никель и хром для хороших применений с низким уровнем ударного истирания [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 хорошей 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 разрыв 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.

Распространенная классификация ковкого чугуна — 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 меньшие количества 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 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.].

Чугун: характеристики, применение и проблемы

Код процедуры:

501004G

Источник:

Руководство по уличной скульптуре

— Центр общественных зданий

Отдел:

Металлы

Раздел:

Металлические материалы

Последнее изменение:

908.08.2016

Предисловие

Этот набор рекомендаций предоставляет общую информацию о характеристиках и распространенных применениях чугуна, а также определяет типичные проблемы, связанные с этим материалом.См. Также: «Контрольный список для проверки отказов чугуна».

Введение

Чугун — один из старейших черных металлов, используемых в строительстве и украшениях для наружных работ. Он в основном состоит из железа (Fe), углерода (C) и кремния (Si), но также может содержать следы серы (S), марганца (Mn) и фосфора (P). Он имеет относительно высокое содержание углерода от 2% до 5%. Она твердая, хрупкая, не податливая (т.е. ее нельзя сгибать, растягивать или придавать форму молотком) и более плавкая, чем сталь.Его структура кристаллическая, и он разрушается при чрезмерной растягивающей нагрузке с небольшим предварительным искажением. Однако чугун очень хорош при сжатии. Состав чугуна и способ производства имеют решающее значение для определения его характеристик.

Наиболее распространенной традиционной формой является серый чугун. Обычный или серый чугун легко отливается, но его нельзя ковать или обрабатывать механически, ни горячим, ни холодным.

В сером чугуне углерод находится в виде чешуек, распределенных по всему металлу.В белом чугуне углерод химически объединен в карбид железа. Белый чугун обладает превосходной прочностью на разрыв и ковкостью. Он также известен как «ковкий» чугун или чугун с шаровидным графитом.

Чугун до сих пор производят практически тем же способом, что и раньше. Железная руда нагревается в доменной печи с использованием кокса и известняка. Этот процесс «раскисляет» руду и удаляет примеси, образуя расплавленное железо. Расплавленное железо разливают в формы желаемой формы и дают ему остыть и кристаллизоваться.

При производстве на поверхности чугуна образуется защитная пленка или окалина, что делает его изначально более устойчивым к коррозии, чем кованое железо или низкоуглеродистая сталь. Отделка может включать битумные покрытия, воск, краски, гальванику и гальванику. Кроме того, существует множество способов обработки, которые могут уменьшить ржавление и коррозию, вызванную факторами окружающей среды. Заводские консерванты обычно представляют собой барьерные покрытия, предназначенные для предотвращения окисления (ржавления) отливок в присутствии влажности и кислорода в воздухе.

Список литературы

• Марго Гейл, Дэвид В. Смотри, Джон Г. Уэйт. Металлы в исторических зданиях Америки. Вашингтон, округ Колумбия: Служба национальных парков, 1992 г. (USGPO 1992-332-360)

• Л. Уильям Занер. Архитектурные металлы: руководство по выбору, спецификациям и характеристикам. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1995.

  .

Типичные области применения

Чугун используется в самых разных конструкционных и декоративных целях, поскольку он относительно недорог, долговечен и легко отливается в различные формы.Большинство типичных применений включают:

1. Исторические памятники и таблички

2. Фурнитура: петли, защелки

3. Колонны, балясины

4. Лестница

5. Конструкционные соединители в зданиях и памятниках

6. Декоративные элементы

7. Заборы

8. Инструменты и посуда

9. Артиллерия

10. Печи и камины

11. Трубопровод

Основной материал чугуна во всех этих приложениях может быть одинаковым или очень похожим.Однако размер компонента, состав, использование, состояние, взаимосвязь с соседними материалами, воздействие и другие факторы могут диктовать необходимость использования различных методов обработки для устранения аналогичных проблем. Любой рассматриваемый материал следует оценивать как часть более крупной системы, а планы лечения должны основываться на рассмотрении всех соответствующих факторов.

Проблемы и износ

Чугун чрезвычайно прочен и долговечен при правильном использовании и защищен от неблагоприятного воздействия.Он намного сильнее при сжатии, чем при растяжении, поэтому обычно встречается в колоннах, но не в конструкционных балках. Однако он очень подвержен коррозии (ржавчине) при воздействии влаги и имеет несколько типичных проблем, которые обычно можно определить при визуальном осмотре. В следующих разделах выявляются и обсуждаются наиболее распространенные проблемы, с которыми сталкивается чугун. Общие инструкции по проверке повреждений чугуна см. В 05010-01-G.

Естественные или врожденные проблемы

Типичный процесс разрушения или коррозии чугуна — это одностадийный прямолинейный процесс окисления (или ржавления), который начинается под воздействием воздуха и влаги и продолжается (если не прерывается) до тех пор, пока металл не станет ушел.Этот процесс описан в следующем разделе.

Ржавчина

Ржавчина или окисление — наиболее частая и легко распознаваемая форма разрушения чугуна. Чугун очень подвержен коррозии при влажности выше 65%. Железо (Fe) соединяется с кислородом (O) в присутствии водяного пара (h3O), образуя ржавчину (Fe2O3). Этот процесс может происходить с разной скоростью в зависимости от состава материала, применяемых защитных средств и степени воздействия.Если ржавление происходит быстро, это может привести к серьезному повреждению или полной потере компонента за короткое время; поэтому наличие ржавчины на чугунном артефакте должно предупредить наблюдателя о наличии серьезной проблемы. Ржавчина может возникнуть, когда влажность составляет всего 58% в присутствии определенных загрязнителей, особенно диоксида серы, сульфата аммиака или даже наличия масел для тела от прикосновения. Было обнаружено, что снижение влажности до 30% или ниже эффективно для предотвращения ржавления, однако это не практичное решение для наружного чугуна.

Ржавчина — настолько распространенная проблема, что ее довольно легко распознать. Ржавчина (оксид железа, Fe2O3 и оксид железа, Fe3O4) представляет собой покрытие оранжевого цвета, имеющее текстуру от чешуйчатой ​​до порошкообразной. Он слабо связан, и внешние слои обычно отслаиваются при трении рукой или щеткой. Это не отложение на поверхности. Ржавчина является результатом соединения железа (Fe) с кислородом (O) в воздухе в присутствии влаги. Наличие ржавчины означает, что часть исходного материала железа была преобразована в оксид железа и безвозвратно утеряна из чугуна.

Вероятность появления ржавчины обычно зависит от двух факторов:

1. Степень защиты (обычно защитное покрытие), обеспечивающая предотвращение контакта влаги с металлом, и

2. Степень влажности воздуха.

Защитные покрытия железа включают битумные покрытия (например, смолы), воски, краски и сложные металлические покрытия. Эффективные покрытия, находящиеся в хорошем состоянии, обеспечивают наиболее надежную защиту чугуна от ржавчины и коррозии, однако существует широкий выбор покрытий, которые могут сбивать с толку пользователей, не разбирающихся в технических характеристиках каждого типа.

Влажность — второй фактор, влияющий на скорость окисления (ржавления) железа. Принято считать, что ржавление не может начаться, если относительная влажность не превышает 65% (однако этот показатель может быть ниже в присутствии загрязняющих веществ). Однако относительная влажность — не единственный фактор, который следует учитывать. После начала ржавления могут возникнуть как минимум два других явления:

1. Некоторая часть ржавчины или закиси железа может гидратироваться, то есть может содержать влагу в своей химической структуре, подвергая железо дополнительному воздействию влаги, и

2. Пористая ржавчина может действовать как резервуар для жидкой воды, удерживая ее в контакте с железом и продлевая процесс ржавления.

Оба эти состояния являются микроскопическими по своей природе и невидимы для случайного осмотра. Тем не менее, обслуживающий персонал и обученный персонал должны знать о процессах и о том, что процессы могут повредить чугун. Наличие видимой ржавчины является признаком наличия проблемы. Следует принять соответствующие меры для предотвращения ржавчины, а в случае ее возникновения — исправить ее соответствующей обработкой. При необходимости см. Инструкции по индивидуальному ремонту или профилактическому обслуживанию.

Многие другие факторы могут влиять как на коррозию, так и на скорость коррозии. Морская вода, соленый воздух, цемент, штукатурка, зола, сера, почвы и кислоты могут ускорить коррозию железа. Скорость коррозии также может быть увеличена, если детализация чугуна обеспечивает карманы, которые могут собирать и удерживать влагу и коррозионные агенты. В планах профилактического обслуживания следует учитывать детализацию, например щели и углубления, при установлении методов регулярных проверок и их периодичности.

Графитизация

Чугун содержит углерод в виде графита в его молекулярной структуре. Он состоит из кристаллической структуры, как и все металлы; то есть это неоднородная масса кристаллов своих основных элементов (железа, марганца, углерода, серы и кремния). Одним из условий, которое может возникнуть в присутствии кислотных дождей и / или морской воды, является «графитизация». Стабильные кристаллы графита остаются на месте, но менее стабильное железо превращается в нерастворимый оксид железа (ржавчину).В результате чугунная деталь сохраняет свою форму и внешний вид, но становится более слабой механически из-за потери железа. Однако графитизация — не обычная проблема. Как правило, это происходит только после того, как голый металл оставлен открытым на длительное время, или если поврежденные соединения позволяют проникать кислой дождевой воде на внутренние поверхности.

Этот процесс коррозии является гальваническим, при этом углерод действует как наиболее благородный (наименее коррозионный) элемент, а железо действует как наименее благородный (наиболее коррозионный) элемент.Состав или микроструктура чугуна влияет на долговечность изделия, поскольку скорость коррозии зависит от количества и структуры графита, присутствующего в чугуне.

Разрушение покрытий

Барьерные покрытия — наиболее часто используемые защитные механизмы для чугуна. Некоторый тип покрытия (например, воск, краска или металлическое покрытие), вероятно, следует рассматривать как неотъемлемую часть эксплуатируемого чугуна. Отсутствие такого покрытия или повреждение существующего покрытия следует исправить.Осмотр должен включать визуальный осмотр всех поверхностей для определения наличия покрытия, факт, который может быть очевиден для непрозрачных красок и покрытий, но значительно менее очевиден для прозрачных лаков, восков или масел. Поверхности, имеющие вид необработанного металла, следует тщательно осмотреть на предмет признаков ржавчины. Отсутствие покрытия следует рассматривать как серьезную проблему, и следует предпринимать корректирующие действия. При необходимости см. Инструкции по индивидуальному ремонту или профилактическому обслуживанию.

Отказ покрытия также должен быть идентифицирован и исправлен. Покрытия могут стираться, трескаться, отслаиваться, пузыри или отслаиваться, указывая на то, что покрытие вышло из строя и больше не защищает чугун от влаги. На самом деле, поврежденные покрытия могут задерживать влагу под пленкой и ускорять коррозию в определенных точках поверхности. Осмотр поверхности должен включать тщательную проверку всех этих типов повреждений покрытия. Следует регистрировать любые наблюдаемые разрушения покрытия, чтобы можно было предпринять корректирующие действия.

Механический отказ

Механические отказы чугуна обычно бывают двух типов и являются относительно распространенными проблемами.

1. Разрушение конструкции:

Чугун может иметь различные дефекты из-за производственного процесса. Это может произойти из-за воздушных отверстий, прерывистой заливки, неравномерного охлаждения (холодные листы), трещин и золы. В случае возникновения таких дефектов изделие может быть механически ослаблено, иногда сильно. Эти производственные проблемы обычно не видны при осмотре; однако существует несколько неразрушающих методов определения проблем такого типа, например, использование флуоресцентных жидкостей и ультрафиолетовых ламп или рентгеновского излучения.Эти неразрушающие методы требуют специальных знаний и оборудования и, как правило, не подходят для использования обслуживающим персоналом. Их должны проводить специалисты с опытом.

Визуальный осмотр, однако, может позволить обнаружить механические отказы после того, как отказ произошел или начал происходить. Симптомами этой проблемы могут быть стрессовые трещины в краске или металле. Отказы могут начаться с постепенных разделений, которые видны при осмотре, и могут быть обнаружены и исправлены до полного катастрофического отказа детали.Необходимо исследовать и / или контролировать линейные трещины в пленке краски или металле, чтобы определить, активны ли они. При наличии симптомов можно использовать неразрушающие методы, но следует проконсультироваться с Региональным инспектором по охране памятников старины (RHPO) при привлечении профессионалов, имеющих опыт использования этих методов.

2. Механический отказ соединений:

Чугунные детали большего размера обычно представляют собой системы, состоящие из отливок меньшего размера, соединенных механически.Это может быть даже простая балясина или исторический маркер. Одна из наиболее частых неисправностей таких систем — выход из строя соединителей или шарниров. Ослабленные, отсутствующие или сломанные винты, зажимы или болты могут привести к ослаблению, поломке или отсутствию компонентов. Визуальный осмотр должен включать осмотр деталей из чугуна на предмет ослабленных и / или дезориентированных участков, а также ослабленных или отсутствующих винтов или болтов. Дальнейшие манипуляции вручную с помощью датчиков могут указать, является ли отливка отдельной механически прикрепленной деталью и находится ли она на ранних стадиях ослабления.Особенно важно обнаруживать разъемы, которые могут выйти из строя, если их не исправить. В любом случае следует предпринять корректирующие действия, но план лечения должен учитывать серьезность проблемы, последствия отказа и характер вмешательства, необходимого для устранения проблемы. При необходимости см. Отдельные процедуры ремонта для получения конкретных рекомендаций.

Другая механическая проблема может быть вызвана ненадлежащим ремонтом сломанных частей. При некоторых ремонтах могут образоваться отверстия, через которые может проникать вода, и «карманы», в которых собирается вода, и то и другое может вызвать проблемы.Отливки, заполненные бетоном, также представляют собой потенциальную проблему, поскольку они могут способствовать «щелевой коррозии» из-за захваченной воды. Визуальный осмотр должен проверять наличие таких условий и, если они существуют, обслуживающий персонал должен планировать устранение проблем и / или проявлять бдительность в отношении признаков ухудшения состояния.

Сплавы для замены чугуна

Проблемы с чугуном, особенно проблемы с коррозией, могут быть уменьшены или устранены в чугуне, который представляет собой сплав кремния, никеля, хрома и / или меди.Например, кремний часто в некоторой степени присутствует в чугуне, но он не считается сплавом до тех пор, пока его процентное содержание не превышает 3% верхнего диапазона нелегированного чугуна. Когда присутствует кремний, во время окисления образуется защитная пленка на поверхности.

Существует три основных категории сплавов чугуна:

1. Высокий кремний

2. Высокое содержание хрома

3. Высоконикелевый (часто содержащий медь или хром)

Все эти сплавы, а также медные сплавы, были протестированы и показали повышенную коррозионную стойкость.Степень повышенного сопротивления зависит от многих факторов, в первую очередь от легирующего металла и процентного содержания сплава по отношению к содержанию углерода в чугуне. Хотя обсуждение долговечности сплава и его состава выходит за рамки настоящего стандарта, пользователи должны знать о влиянии легирования и учитывать последствия при заказе новых объектов для замены чугуна. К такому рассмотрению могут привлекаться опытные металлурги, литейщики, реставраторы и исторические архитекторы.

Техническое обслуживание чугуна

Принципы технического обслуживания чугуна в порядке появления:

1. Предотвращает ржавчину и коррозию.

2. Закрасьте и заглушите отверстия.

3. Поддерживайте структурную прочность.

4. удерживайте его вместе с помощью обвязки и болтов, сварки и т. Д., А ослабленные элементы скрепите переустановкой.

5. Восстановите недостающие детали, используя заменяемые детали отливки (железо, алюминий, стекловолокно или эпоксидную смолу) или заменяющие дерево, с соответствующим составом и / или покрытиями, обеспечивающими смешивание цветов.

Чугун требует постоянного обслуживания. Периодически проверяйте наличие пятен скопления воды и при необходимости сушите. Признаки коррозии — появление на металле ржавых пятен. Если эти участки натереть, то обнаруживается поверхность металла и следы перфорации. Проверьте наличие мелких сколов на поверхности покрытия и отслоения поверхности покрытия.

Замените или отремонтируйте при необходимости, если повреждение минимально отсутствует или повреждены металлические части перед очисткой.Если не восстановить ухудшенное состояние, произойдет перфорация металла и, как следствие, разрушение конструкции.

Обслуживание металлоконструкций может потребовать услуг инженера-строителя при возникновении сильной эрозии или деформации, чтобы помочь в разработке методов ремонта, когда речь идет о материальных потерях. Для этого ремонта используйте только профессионального слесаря ​​по металлу. Перед установкой нового материала проверьте тип и толщину металла. Перед установкой удалите с поверхности все масло, грязь и прочий мусор.Все поверхности должны быть сухими и незамерзшими.

Чугун | Типы, преимущества, недостатки, использование, свойства

Чугун — это сплав черных металлов, содержащий более 2% углерода. Хотя в нем может быть любое процентное содержание углерода от 2% до 6,67%, но на практике оно составляет только 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 устойчивость к износу и истиранию
• Хром : Повышает прокаливаемость, износостойкость, устойчивость к коррозии и окислению
• Никель : увеличивает 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 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
• Хрупкое

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 стоят дорого.

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 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 обуславливает невысокую стоимость ее продукции.
• Ему можно придать любую сложную форму и размер без дорогостоящих операций механической обработки
• Она имеет в три-пять 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 при температуре 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 его частей внезапный и полный, у него нет предела текучести.
• Плохая ударопрочность
• По сравнению со сталью хуже обрабатывается
• Обладает высоким соотношением веса к прочности
• Обладает повышенной хрупкостью
• Не обрабатывается (белый чугун)

Применения чугуна

Используется для изготовления следующих вещей

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

Источник изображения

Таблица состава

Категория: Наука о производстве

Чугун — обзор

Классификация специальных высоколегированных чугунов

Без графита

Эти чугуны могут иметь структуру зерен карбидов, мартенсита, бейнитов и аустенитов. Они могут быть связаны с некоторыми структурами графита и перлита. Часто можно найти детали этих чугунов, указанных как одна из марок, описанных в ASTM A 532.Таблица 1-7-1 описывает образец типичных марок ASTM только для информации; более точную и полную информацию следует получить из самого последнего выпуска спецификации ASTM.

Таблица 1-7-1. Чугун с графитовым подшипником

Ферритный	5% Si-чугун	Термостойкий
	Высокий (15%) кремниевый железо	Устойчивый к коррозии, как 518, ASTM A Классы 1, 2 и 3.
Аустенитный	18% Ni (Ni-Resist) 18% Ni, 5% Si	Устойчив к коррозии и термостойкость, как указано в ASTM A 439 Тепло и коррозия Устойчивый ASTM A 439
Игольчатый	Высокопрочный	Износостойкий

1.

Перлитный чугун: износостойкий чугун

2.

Мартенситный белый чугун (никелированный): износостойкий

3.

Высокохромистое железо (11–28% Cr) : износостойкость, коррозионная и жаропрочная

Чугуны с высоким содержанием кремния

В то время как стандартные ковкие чугуны содержат от 1,8% до 2,8% кремния, модифицированные ковкие чугуны обычно содержат 3,5% кремния. Чугун с высоким содержанием кремния содержит кремний в пределах 14.От 20% до 14,75%.

Кремниевый чугун обладает отличной устойчивостью к коррозии, особенно в среде с серной кислотой (H ₂ SO ₄ ), во всех концентрациях от 100% до температуры кипения при атмосферном давлении.

Скорость коррозии обычно снижается до очень низкого уровня, как правило, менее 5 м / год (0,13 мм / год). Однако, если в окружающей среде содержится горячая кислота в диапазоне от 5% до 55% H ₂ SO ₄ , то скорость коррозии может возрасти до 20 м / г (0.51 мм / год).

Свыше 100% H ₂ SO ₄ кремниевый чугун быстро разрушается свободным SO ₃ . Однако основным ограничением кремниевого чугуна является его подверженность термическим и механическим ударам. Они обладают плохими механическими свойствами, такими как низкая термическая и механическая стойкость к ударам, их трудно отливать, и их практически невозможно обрабатывать.

Обычно содержание кремния в основном легирующем элементе составляет от 12% до 18%. Как указывалось ранее, наличие кремния выше 14.2% придает материалу характерные свойства коррозионной стойкости. Чугуны с высоким содержанием кремния представляют собой наиболее часто задаваемые коррозионно-стойкие сплавы по умеренной цене.

Хром и молибден также добавляются в сочетании с кремнием для обеспечения превосходной коррозионной стойкости в определенных средах.

В высококремнистых коррозионно-стойких марках с содержанием кремния более 14,2% они демонстрируют превосходную коррозионную стойкость по H ₂ SO ₄ , HNO ₃ , HCl, CH ₃ COOH и большинству минеральных и органические кислоты и коррозионные вещества.Эти чугуны с содержанием кремния 14,2% или выше имеют очень высокую стойкость к кипению 30% раствора H ₂ SO ₄ . Эти коррозионно-стойкие марки с высоким содержанием кремния также демонстрируют хорошую стойкость к окислительным и восстановительным средам, и на них меньше всего влияют концентрация кислоты или температура.

Исключениями из этой устойчивости к широкому спектру кислых сред являются среды, содержащие плавиковую кислоту, фторидные соли, серную кислоту (H ₂ SO ₃ ), сульфитные соединения и сильные щелочи и чередующиеся кислотно-щелочные растворы.

Другие чугуны с высоким содержанием кремния с высоким содержанием кремния от 12% до 18% становятся очень устойчивыми к коррозионным кислотам. Чугуны с высоким содержанием кремния с содержанием кремния 16,5% устойчивы к кипячению H ₂ SO ₄ и азотной кислоте практически во всех концентрациях.

Содержание кремния менее 3,5% увеличивает скорость роста серого чугуна, способствуя графитизации. Однако содержание кремния от 4% до 8% значительно снижает как окисление (образование накипи), так и рост. Кремний увеличивает стойкость чугуна к образованию накипи за счет образования легкого поверхностного оксида, непроницаемого для окислительной атмосферы.Кремний также повышает температуру превращения феррита в аустенит примерно до 1652 ° F (900 ° C), что помогает контролировать свойства расширения и сжатия до 1652 ° F (900 ° C) из-за фазового превращения.

Некоторые из этих марок существенно различаются степенью легирования хрома и марганца.

Чугуны с высоким содержанием хрома (Ni-Hard)

По сути, это белые чугуны, легированные хромом от 12% до 18%, широко известные в промышленности как Ni-Hard .Хром придает стойкость к истиранию и предотвращает окисление. Чугуны с высоким содержанием хрома устойчивы к окисляющим кислотам. Они особенно устойчивы к азотной кислоте (HNO ₃ ) и полезны для работы со слабыми кислотами в окислительных условиях в нескольких растворах органических кислот и с растворами солей.

Когда содержание хрома превышает 20%, чугуны с высоким содержанием хрома проявляют хорошую стойкость к окисляющим кислотам, особенно к HNO ₃ . Чугуны с высоким содержанием хрома устойчивы к восстановительным кислотам.Они используются в солевых растворах, органических кислотах, а также в морской и других кислых промышленных средах. Эти материалы демонстрируют отличную стойкость к истиранию, а с соответствующими легирующими добавками они также могут противостоять сочетанию абразивного износа и жидкостей, включая некоторые разбавленные растворы кислоты.

Механические свойства чугунов с высоким содержанием хрома лучше, чем у чугунов с высоким содержанием кремния. Чугуны с высоким содержанием хрома поддаются термообработке при надлежащем регулировании содержания углерода и хрома.Однако механическая обработка этих сплавов очень трудна.

Хром добавляют в жаропрочные чугуны, поскольку он способствует стабилизации карбидов и образует защитный оксид на поверхности металла. Даже небольшие добавки хрома (0,5–2,0%) уменьшают рост серого чугуна, подвергнутого циклическому нагреванию при 1470 ° F (800 ° C). После продолжительной высокотемпературной службы перлитная матрица из литого 0,8% Cr, жаропрочного чугуна превращается в феррит, а его цементит имеет сфероидизированную структуру.Высокое содержание хрома от 15% до 35% обеспечивает отличную стойкость к окислению и росту при температурах до 1800 ° F (980 ° C). Однако эти высокохромистые чугуны имеют структуру белого железа. Несмотря на то, что они обладают хорошими прочностными характеристиками, их обрабатываемость ограничена. Типичные химические требования для отливок из различных марок и классов сплавов, имеющихся на рынке, приведены в Таблице 1-7-2.

Таблица 1-7-2. Типичный химический состав отливок из сплавов

— 3,3

Класс	Тип	Обозначение	C	Mn	Si	Ni	Cr	Mo	P	I	A	Ni-Cr-Hc	2.8-3,6	2,0 макс	0,8 макс	3,3-5,0	1,4-4,0	1,0 макс	…	0,3 макс	0,15 макс
I	B	Ni Lc	2,4-3,0	2,0 максимум	0,8 максимум	3,3-5,0	1,4-4,0	1,0 максимум	…	0,3 максимум	0,15 максимум
I	C	-Cr-GB	2.5-3.7	2,0 макс	0,8 макс	4,0 макс	1,0-2,5	1,0 макс	…	0,3 макс	0,15 макс
I	D	Ni-	3,6	2,0 макс.	2,0 макс.	4,5-7,0	7,0-11,0	макс. 1,5	…	0,10 макс.	макс. 0,15
II	A	12 -3,3	2.0 макс	1,5 макс	2,5 макс	11,0-14,0	3,0 макс	1,2 макс	0,10 макс	0,06 макс
II	B	15% Cr-Mo	2,0 макс	1,5 макс	2,5 макс	14,0-18,0	3,0 макс	1,2 макс	0,10 макс	0,06 макс
II	D	209	2.0-3,3	2,0 макс	1,0-2,2	2,5 макс	18,0-23,0	3,0 макс	1,2 макс	0,10 макс	0,06 макс
III	A	2,0-3,3	2,0 макс.	1,5 макс.	2,5 макс.	23,0-30,0	3,0 макс.	1,2 макс.	0,10 макс.	0,06 макс. -Resist) Эти материалы содержат большое количество никеля и меди и устойчивы к таким кислотам, как концентрированная H 2 SO 4 и фосфорная кислота (H 3 PO 4 ) при слегка повышенных температурах; соляная кислота (HCl) при комнатной температуре; и такие органические кислоты, как уксусная кислота, олеиновая кислота и стеариновая кислота.Когда содержание аустенита в никеле превышает 18%, чугуны в основном невосприимчивы к щелочам или щелочам, хотя возможно коррозионное растрескивание под напряжением. Чугуны с высоким содержанием никеля широко используются и обычно известны как чугуны с никелевым резистором. Серый аустенитный чугун содержит от 14% до 30% никеля и устойчив к средам с умеренно окислительной кислотой. Они также устойчивы к H 2 SO 4 при комнатной температуре. По сравнению с нелегированным чугуном высоконикелевый чугун наиболее устойчив к щелочам. Никельрезист особенно полезен для работы при высоких температурах. Из-за своей аустенитной матрицы и чешуйчатого графита чугуны с высоким содержанием никеля являются самыми прочными из всех чугунов. Чешуйчатый графит также придает им превосходную обрабатываемость и хорошие литейные свойства, хотя это снижает предел прочности на разрыв. В отличие от этого высоконикелевый ковкий чугун обладает более высокой прочностью и пластичностью, поскольку в них используется шаровидный графит. Аустенитные чугуны с содержанием никеля от 18% и более до 7% меди и 1.От 75% до 4% углерода используется там, где требуется устойчивость к нагреванию и коррозии. Чугуны из никелевого резиста обладают хорошей устойчивостью к высокотемпературному образованию накипи и росту до 1500 ° F (815 ° C) для большинства окислительных сред. Однако в серосодержащих атмосферах содержание никеля в этих сплавах ограничивает их использование до температур ниже 932 ° F (500 ° C). Аустенитные никелевые чугуны обладают значительно большей ударной вязкостью и ударопрочностью, чем другие жаропрочные чугуны из кремниевых и хромистых сплавов.Чугуны с высоким содержанием никеля с микроструктурой шаровидного графита значительно прочнее и имеют более высокую пластичность, чем чугуны из никелевого сплава с чешуйчатым графитом. Серый аустенитный чугун Отливки из аустенитного серого чугуна в основном используются из-за их устойчивости к нагреванию, коррозии и износу. Серый аустенитный чугун характеризуется равномерно распределенными чешуйками графита и некоторым количеством карбида. Они отличаются наличием достаточного количества сплава для образования аустенитной структуры. Эти отливки производятся плавкой в ​​различных типах литейных печей, которые могут включать в себя любое из следующего: • Купольная печь • Воздушные печи • Электродуговая дуга или индукционные печи • Тигельные печи Литейные методы включают испытания и химический анализ, чтобы установить, что следующие элементы находятся в отливке в указанных пределах. • Углерод • Кремний • Марганец • Никель 3 Никель 909 909 • Сера • Молибден Механические свойства, включая твердость, также проверяются и подтверждаются на соответствие указанным значениям.Другой контроль качества включает проверку магнитной проницаемости отливок. Эти отливки не обязательно являются немагнитными, если не указаны особые требования. В эту группу входят несколько типов и марок обсадных труб; лучший способ узнать о них — обратиться к самым последним спецификациям ASTM. В списке, приведенном ниже и в таблице 1-7-3, указаны некоторые типы, марки и их свойства. Таблица 1-7-3. Типичные механические свойства аустенитного серого чугуна 9016 909 909 909 Спецификация типа отливки Тип Предел прочности (мин) тыс. Фунтов / кв. Дюйм Твердость (мин) (BHN) 25 131 Ni-Resist 1B 30 149 Ni-Resist 2 25 118 171 Ni-Resist 3 25 118 • Тип 1 • 9039 2b 9039 2b • Тип 2b • Тип 3 • Тип 4 • Тип 5 • Тип 6 Отливки из аустенитного высокопрочного чугуна используются в основном из-за их устойчивости к нагреванию, коррозии и износу, а также для других специальных целей.Отливки производятся с использованием процесса плавления в любой из печей, включая вагранку, воздушные печи, электрические печи или тигельные печи. Аустенитный высокопрочный чугун, также известный как аустенитный чугун с шаровидным графитом или аустенитный шаровидный чугун, характеризуется тем, что его графит по существу имеет сфероидальную форму и практически не содержит чешуйчатого графита. Он содержит некоторое количество карбидов и достаточное количество сплава для образования аустенитной структуры. Отливки из чугуна проверяются на магнитную проницаемость.Образцы отливок анализируются на соответствие заданному требуемому химическому составу по следующим элементам. • Углерод • Кремний • Марганец • Фосфор 3 • Фосфор 3 903 909 Механическое испытание проводится для подтверждения того, что чугун соответствует требуемым значениям прочности на разрыв, предел текучести, удлинения и твердости.В таблице 1-7-4 показаны типичные значения прочности на растяжение и твердость аустенитного ковкого чугуна. Твердость часто указывается в числах Бринелля. Таблица 1-7-4. Аустенитный высокопрочный чугун Спецификация Тип Предел прочности (мин) тыс. Фунтов на кв. Дюйм Твердость (мин) (BHN) Ni-Resist 909 202 Ni-Resist D-3 55 139-202 Ni-Resist D-3A 55 131 — 193 10 42 Чугун | металлургия | Britannica 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 разливают или разливают и закаляют в сырые слитки, называемые чушками, а затем чуши переплавляют вместе с ломом и легирующими элементами в вагранках и перерабатывают в формы для производства различных продуктов. Подробнее по этой теме Военная техника: Чугунная пушка В 1543 году английский пастор, работая по королевскому поручению Генриха VIII, усовершенствовал метод литья, достаточно безопасный с практической точки зрения… Китайцы производили чугун еще в VI веке до нашей эры, а в Европе к XIV веку производили его спорадически. Он был завезен в Англию около 1500 г .; первый чугунолитейный завод в Америке был основан на реке Джеймс, штат Вирджиния, в 1619 году. В 18-19 веках чугун был более дешевым конструкционным материалом, чем кованое железо, потому что не требовал интенсивной очистки и работы с молотками, но был более дорогостоящим. хрупкие и с низкой прочностью на разрыв.Тем не менее, его несущая способность сделала его первым важным конструкционным металлом, и он использовался в некоторых из самых ранних небоскребов. В 20 веке сталь заменила чугун в строительстве, но чугун по-прежнему находит множество промышленных применений. Большая часть чугуна — это так называемый серый чугун или белый чугун, цвета показаны трещинами. Серый чугун содержит больше кремния, менее твердый и поддается механической обработке, чем белый чугун. Оба они хрупкие, но ковкий чугун, полученный путем длительной термообработки, был разработан во Франции в 18 веке, а ковкий чугун в литом состоянии был изобретен в США и Великобритании в 1948 году.Такие ковкие чугуны в настоящее время составляют основное семейство металлов, которые широко используются для изготовления шестерен, штампов, коленчатых валов автомобилей и многих других деталей машин. Свойства чугуна — Science Struck Чугун можно переплавлять в чугун, который используется для ряда технических целей. Прочтите эту статью ScienceStruck, чтобы узнать больше о свойствах этой разновидности железа. Чугун, сплав железа (Fe) и углерода (C), завоевал популярность на рынке из-за своей низкой стоимости.Имеет возможность возводить композитные конструкции. Количество углерода в чугуне 2 — 4,5% от его веса. Помимо железа и углерода этот сплав содержит кремний (Si), небольшое количество марганца (Mn), серы (S) и фосфора (P). Изделия из чугуна обладают достаточной устойчивостью к коррозии. Он не является ни ковким, ни пластичным, и его нельзя закаливать, как сталь. Он плавится при температуре около 2100-2190ºF и имеет кристаллический или гранулированный излом. Механические свойства этого сплава во многом зависят от морфологии содержания в нем углерода. Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим … Давайте работать вместе! Углерод присутствует в виде пластин в сером чугуне, тогда как он входит в состав белого чугуна в виде соединения Fe 3 C (цементит). Чугун с шаровидным графитом, который имеет лучшую прочность на разрыв, чем серый чугун, содержит углерод в виде сферических гранитных частиц. Низкая прочность на разрыв Чугун различных сортов используется в строительстве конструкций и машин.Чугун, имеющий предел прочности на разрыв 5 тонн на квадратный дюйм или менее, не имеет существенного значения для целей, где требуется, чтобы сплав обладал прочностью. Однако этот тип может использоваться в качестве балансиров, фундаментных блоков или для целей, где важным фактором является только вес. Некоторые разновидности имеют предел прочности на разрыв до 19 тонн на квадратный дюйм. Однако средняя прочность составляет 7 тонн на квадратный дюйм. Добавление ванадия может еще больше повысить прочность чугуна. Высокая прочность на сжатие Прочность на сжатие определяется как способность материала противостоять силам, которые пытаются сжимать или сжимать его.Чугун обладает высокой прочностью на сжатие, что делает его желательным для использования в колоннах и столбах зданий. Прочность на сжатие серого чугуна может быть такой же высокой, как у некоторых мягких сталей. Низкая температура плавления Температура, при которой этот сплав начинает плавиться, составляет от 2100 до 2190 ° F. Тем не менее, многие передовые методы плавки, легирования и литья используются для формования чугуна, который не уступает стали. Устойчивость к деформации Конструкции из чугуна обеспечивают жесткий каркас и, таким образом, демонстрируют сопротивление деформации.Это можно понять из того факта, что при заливке расплавленного чугуна в формы более тонкая часть может отделиться от более толстой и разрушиться дальше. На этом этапе проблема разрушения структуры становится очевидной. Причина этого в том, что тонкая часть сначала охлаждается и сжимается, а толстая часть, которая затем остывает, вызывает напряжение в тонкой части, создавая достаточную силу для ее разрушения. Устойчивость к окислению Ржавчина образуется в результате реакции железа и кислорода в присутствии воды, воздуха или влаги.Это приводит к коррозии железа и его сплавов. Вдобавок к этому любые массы железа в присутствии воды и кислорода могут со временем превратиться в ржавчину, за которой следует распад. Чугун обладает стойкостью к окислению, что устраняет проблему ржавчины. Чугун имеет широкий спектр применения, включая его использование в машинах, посуде, трубах, автомобильных деталях, таких как головки цилиндров, блоки, коробки передач и т. Д. . No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * ➤