Применение белого чугуна

Белый чугун — это сплав с большим содержанием углерода, имеющий на изломе светлый цвет. Находящийся в его составе цементит, дает излому некоторый блеск, а за счет графита чугун имеет светлый оттенок. Основное использование данного материала – переплавка в различные сплавы. В зависимости от формы зерен графитов, определяется вид чугуна.

В составе белого чугуна могут быть сера, фосфор, кремний, марганец. А так как сам  по себе  материал довольно хрупкий, то в него так же могут добавлять хром, ванедий, никель, алюминий для получения прочности.

Чугун можно одновременно определять как высокотвердый и хрупкий материал, в результате чего обработка заготовок привычным механическим способом становится затруднительной (фрезерование, резание и другие). Для более успешной обработки необходимо  обращаться к специальным приемам, где задействованы инструменты из  быстрорежущей стали.  

В промышленности крайне редко можно встретить применение белого чугуна в чистом виде, обычно он используется для переплавки в стали.

Согласно нормам ГОСТа содержание в материале кремниевых компонентов должно быть снижено, а  содержание марганца, наоборот, увеличено.  Подобные образцы можно получить литьевым способом.

Во время выплавки материала можно контролировать степень графитизации, и в результате получить некоторые переходные стадии чугуна, которые называют отбеленным чугуном. В нем помимо карбида железа находится графитовый углерод.  Обычно полученный таким способом чугун применяется для фрикционных деталей механизмов сухого трения. Самое известное использование их – тормозные колодки. Ну а так как получаемые сплавы имеют повышенную износоустойчивость, то их можно использовать для прокатного оборудования (валы и валки).

Помимо полученной крепости, материалу можно придать жаростойкость, износоустойчивость. Для этого  белый чугун дополнительно легируется  никелем и хромом. Полученный  справ так и называют  износостойким. Область применения такого материала – отливка деталей, которые впоследствии  подвергаются термообработке.

  В конечном итоге получаются детали, обладающие очень прочной поверхностью. Помимо этого заготовки характеризуются повышенной устойчивостью  к воздействиям кислот. Они показывают отличные результаты даже при довольно высоких температурах (1000°С).

Чтобы получить износостойкий чугун, помимо никеля и хрома в основной сплав могут быть добавлены и другие компоненты, но в гораздо меньшем количестве (титан, медь).  Они то и придают материалу ожидаемую износостойкость, необходимую для арматуры и деталей печей, пескометов, мельниц, дробометов.

Маркировка белого чугуна начинается от предельного, показывая, какая часть кремния в нем находится: П, ПЛ, ПФ, ПВК. Если чугун имеет износостойкость, то его маркировка будет соответствующей: ИЧХ, ИЧ.  И каждый раз исходным материалом для нового справа является белый доэвтектический чугун. Для получения ковкого чугуна необходимо использовать метод обжига. 

29/07/2013, 09:07

Ручные лебедки: особенности, виды, преимущества
Электрические лебедки промышленного назначения
Лазерная резка металла
Конструкционные особенности двухэтажных зданий из металлоконструкций и сэндвич-панелей
Наиболее эффективным способом противостояния возгораниям

Применение, свойства и структура белого чугуна

Чугуном называется сплав железа с углеродом и другими элементами. Стоит отметить, что главной особенностью чугуна является именно содержание в справе углерода, минимальное значение которого должно составлять 2,14%. Именно данный показатель содержания углерода в сплаве является точкой предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний. Все сплавы, в которых количество углерода ниже, чем 2,14%, называются сталью. Благодаря углероду сплавы железа приобретают твердость, однако, при этом, теряют свою пластичность наряду с вязкостью. Углерод в чугуне присутствует в виде графита или цементита. В зависимости от того, графит какой формы содержится в чугуне графит, различают несколько видов чугуна:

• белый;
• серый;
• ковкий;
• высокопрочный.

Кроме углерода в составе чугуна присутствуют также примеси. Как правило это кремний, марганец, сера, фосфор. Чугун сочетает в себе два качества – с одной стороны это хрупкость, с другой стороны – прочность. Именно это делает чугун незаменимым во многих сферах человеческой деятельности.

Белый чугун в своем составе содержит углеродные соединения — цементиты. Своим названием белые чугуны обязаны характерному белому окрасу и блеску, хорошо видному на изломе. Такой блеск образуется на поверхности чугуна в связи с отсутствием в сплаве больших включений графита. В белом чугуне выявить графит можно только двумя путями – с помощью спектрального анализа или химического.

Состав белого чугуна

Углерод в белом чугуне имеет связанный вид. (Fe₃C). Его количественное содержание в данном сплаве определяет следующие виды белого чугуна:

• доэвтектический белый чугун. Для данного чугуна характерно содержание углерода от 2,14% до 4,3%. После полного остывания структура данного чугуна представляет собой структуру перлита, ледебурита (перлит и цементит), а также вторичного цементита;
• эвтектический белый чугун. Основной характеристикой данного сплава является содержание углерода в количестве 4,3%;
• заэвтектический белый чугун отличается от двух предыдущих видов повышенным содержанием в своем составе углерода – от 4,35% до 6,67%.

Кроме этого, данный сплав также подразделяется на обыкновенный, отбеленный, а также легированный.

Внутренняя структура белого чугуна представлена сплавами двух химических элементов – железа и углерода. Вопреки тому, что производство белого чугуна осуществляется в условиях достаточно высокого температурного режима, он сохраняет мелко зернистую структуру, что, в свою очередь, и дает тот самый характерный белый цвет на изломе детали, выполненной из данного чугуна.

Стоит отметить, что структура доэвтектического сплава всегда присутствует цементит, процентное содержание которого может достигать 100%. Однако, данная ситуация больше характерна для эвтектического металла. А вот заэвтектический вид белого чугуна состоит из эвтектики и первичного цементита.

Представителем таких сплавов является отбеленный чугун, в основе которого находится серый или высокопрочный чугун. В поверхностном слое данного чугуна отмечается высокое процентное содержания ледебурита и перлита.

Отбеливание на глубину до 30 мм осуществляется путем быстрого охлаждения. Таким образом добиваются того, что сверху чугун имеет белый цвет, но внутри содержится обыкновенный серый сплав.

В чугуне также могут присутствовать и легированные элементы, такие как хром, никель, алюминий и другие. В зависимости от того, какое количество легируемых элементов содержится в составе чугуна, существуют следующие виды сплавов:

• низколегированные, содержащие в своем составе максимум 2,5% легирующих добавок;
• среднелегированные, в которых процентное содержание легируемых добавок может составлять 10%;
• высоколегированные, которые содержат 10% и более легируемых элементов.

Свойства белого чугуна

Как уже говорилось выше, чугун отличается своей прочностью и хрупкостью одновременно. Однако, данное сочетание качеств придает ему множество уникальных свойств, делающих чугун незаменимым материалом для применения во многих сферах человеческой деятельности.

Среди таких качеств можно выделить следующие:

• высокая твердость;
• высокое удельное сопротивление;
• высокая износостойкость;
• устойчивость к воздействию на материал высоких температур;
• устойчивость к коррозии, а также к различного рода кислотам.

Стоит отметить, что белые чугуны, в которых отмечается пониженное процентное содержание углерода, более устойчивы к воздействию на них высоких температур. Данное свойство применяется с целью уменьшения числа трещин в отливках.

Однако, нет ничего идеального. Не смотря на множество достоинств и уникальность, чугун также обладает и некими недостатками:

• низкие литейные свойства;
• хрупкий;
• отливки и детали из белого чугуна плохо поддаются обработке;
• большая усадка, порой достигающая 2%;
• низкая стойкость к ударам;
• плохая свариваемость.

Применение белого чугуна

В связи с тем, что обыкновенный белый чугун плохо поддается механической и термической обработке, область его применения является достаточно ограниченной. Как правило для изготовления изделий его используют в виде необработанных или частично обработанных отливок.

Однако, все же сплав используется для изготовления габаритных изделий простой конфигурации, а также узлов и агрегатов, постоянно подвергающихся воздействию абразивных материалов. В связи с этим он нашел свое применение в машиностроении, станкостроении, судостроении. Так, белый чугун используется для изготовления корпусов и деталей станков и прокатных станов, шаров для мельниц, приводных и опорных колес. Также он является сырьем для производства некоторых деталей легковых и грузовых автомобилей, тракторов, комбайнов, а также различной габаритной сельскохозяйственной техники. Легирующие элементы, как уже писалось выше, позволяют существенно улучшить сплав, наделяя его специально заданными свойствами. Это позволяет использовать белый чугун для производства плит, имеющих различную форму поверхности.

Стоит отметить, что белый чугун представляет собой сырье, из которого изготавливаются ковкие сорта железоуглеродистых чугунных и стальных сплавов.

 

Теги: чугун , легированный чугун , использование чугуна , белый чугун , доэвтектический чугун , эвтектический чугун , заэвтектический чугун

Белый чугун — ISPATGURU

Белый чугун

• Satyendra
• 14 мая 2014
• 0 Комментарии
• литье из аллоя, чугун, графит, микро -структура, белый железо,

191919191919191919191919 1919 19 1919 Белый чугун

Термин «чугун» относится к тем сплавам железа и кремния, которые содержат 1,8 % – 4 углерода (C) и обычно 0,5 % – 3 % кремния (Si). Чугун является важным конструкционным материалом, обладающим рядом преимуществ, в основном хорошей литейностью и обрабатываемостью, а также умеренными механическими свойствами.

Белый чугун содержит 1,8–3,6 % C, 0,5–1,9 % Si и 1–2 % марганца (Mn). Белые чугуны называются так потому, что при разрушении поверхность излома белая. Это отличается от серой поверхности излома, обычно характерной для других чугунов, содержащих графит.

Белый чугун — это чугун без каких-либо легирующих добавок и с низким содержанием C и Si, так что структура представляет собой твердый хрупкий карбид железа (Fe?C, также называемый цементитом) без свободного графита. Высокая скорость охлаждения предотвращает осаждение C в виде графита. Вместо этого С, который находится в растворе в расплаве, образует карбид железа. Структура белого чугуна состоит из перлита и ледебурита, эвтектической смеси перлита (преобразованного из аустенита) и цементита. Цементит твердый и хрупкий и доминирует в микроструктуре белого чугуна. Таким образом, белый чугун является твердым и хрупким и имеет белый кристаллический излом, поскольку он практически не содержит графита. Типичная микроструктура белого чугуна показана на рис. 1.

Рис. 1 Типичная микроструктура белого чугуна

Белый чугун не обладает такой легкой литейностью, как другие чугуны, потому что его температура затвердевания обычно выше, и он затвердевает с углеродом в его комбинированной форме в виде карбида железа. .

Белый чугун обладает высокой прочностью на сжатие и отличной износостойкостью, сохраняет свою твердость в течение ограниченного времени даже до красного каления. Его можно получить в отдельных областях отливки, например, на периферии кулачка, вызывая локальное быстрое затвердевание железа. Белый чугун на поверхности отливки называют кокилью. Его получают путем изготовления той части формы, где требуется белый чугун, из материала, который может очень быстро отводить тепло, такого как железо или графит. В некоторых случаях отливки разрабатываются и производятся так, чтобы иметь белую структуру в определенных областях и серую или чешуйчатую структуру в других местах для повышения ударной вязкости. Применение этих чугунов ограничено из-за недостаточной ударопрочности и сложности сохранения структуры в более толстых секциях.

Благодаря большой массе карбидов, особенно в легированном виде, белый чугун обладает отличной стойкостью к износу и истиранию. Он обычно используется для износостойкой поверхности. Он используется для дробеструйных сопел, валков прокатных станов, дробилок, измельчителей и футеровок шаровых мельниц. Охлаждая серый или ковкий чугун снаружи и давая ему медленно остыть внутри, можно изготавливать детали с твердой поверхностью из белого чугуна с ковким сердечником (отбеленное литье).

Пластичность белого чугуна можно улучшить путем превращения в ковкий чугун при длительном нагреве от 800°С до 9°С.00 град С в неокислительной атмосфере. Цементит превращается в мелкие кластеры графита. Типичные области применения ковкого чугуна включают шатуны, шестерни и клапаны для тяжелых условий эксплуатации.

Белый чугун хрупок и почти не поддается механической обработке. Он очень твердый и поэтому трудно режется. Эти чугуны очень твердые, поэтому для резки во время подготовки образцов для микроскопического анализа рекомендуется использовать кубический отрезной круг из нитрида бора. Под микроскопом цементит можно наблюдать при большом увеличении в виде перлита в результате превращения высокотемпературных аустенитных дендритов. Матрица ферритовая.

Высоколегированный белый чугун

Высоколегированный белый чугун отличается от обычного чугуна тем, что содержит легирующие элементы. В этих чугунах содержание легирующих элементов значительно превышает 4 %, и, следовательно, они не могут быть получены ковшовыми добавками к чугунам стандартных составов. Их обычно производят в литейных цехах, специально оборудованных для производства высоколегированных чугунов.

Высоколегированные белые чугуны в основном используются для обеспечения стойкости к истиранию и легко отливаются в детали, необходимые в машинах для дробления, измельчения и обработки абразивных материалов. Содержание хрома в высоколегированных белых чугунах повышает коррозионную стойкость этих чугунов. Большая объемная доля первичных и/или эвтектических карбидов в их микроструктуре обеспечивает высокую твердость, необходимую для дробления и измельчения других материалов. Металлическая матрица, поддерживающая карбидную фазу в этих чугунах, может регулироваться количеством легирующего элемента, а также термической обработкой для достижения надлежащего баланса между стойкостью к истиранию и ударной вязкостью, необходимой для выдерживания повторяющихся ударов.

Твердость отливок из высоколегированного белого чугуна обычно находится в диапазоне от HB 450 до HB 800, тогда как твердость отливок из низколегированного белого чугуна (содержание легирующих элементов менее 4 %) обычно находится в диапазоне от HB 350 до HB 800. HB 550.

Высоколегированные белые чугуны делятся на две основные группы:

• Никелевые (Ni) – хромовые (Cr) белые чугуны – это чугуны с низким содержанием хрома, содержащие от 3 % до 5 % Ni и 1 % до 4 % Cr. Одна марка этих чугунов содержит от 7 % до 11 % Cr.
• Хромомолибденовые (Mo) белые чугуны. Эти белые чугуны содержат от 11 % до 23 % Cr, до 3 % Mo и часто дополнительно легированы никелем или медью (Cu).

Существует также третья группа высоколегированных белых чугунов. Эта группа включает белый чугун с содержанием 25 % или 28 % Cr, который может содержать добавки других легирующих элементов Mo и/или Ni до 1,5 %. Хромоникелевые белые чугуны также обычно классифицируются как Ni-твердые типы от 1 до 4.

Белые никель-хромовые чугуны также известны как Ni-твердые чугуны. Эти белые чугуны производятся более 50 лет и являются старейшей группой высоколегированных белых чугунов промышленного значения. Никелированные белые чугуны являются очень экономичными материалами для дробления и измельчения. Это мартенситные белые чугуны, в которых Ni является основным легирующим элементом. Ni на уровне от 3 % до 5 % эффективно подавляет превращение аустенитной матрицы в перлит, тем самым обеспечивая образование твердой мартенситной структуры (обычно содержащей значительное количество остаточного аустенита) при охлаждении в литейной форме. Процентное содержание хрома в этих легированных белых чугунах находится на уровне от 1,4 % до 4 %, чтобы обеспечить затвердевание чугуна как карбида, то есть противодействовать графитизирующему эффекту никеля.

Оптимальный состав никель-хромового белого чугуна зависит от свойств, необходимых для условий эксплуатации, а также от размеров и веса отливки. Сопротивление истиранию обычно зависит от объемной твердости и объема карбида в микроструктуре. Существует четыре типа белых чугунов Ni-Cr.

Первый тип называется «Класс I тип A» или «Ni-Hard 1». Этот тип белого чугуна используется, когда основным требованием является стойкость к истиранию, а устойчивость к ударным нагрузкам имеет второстепенное значение.

Второй тип называется «Класс I тип B» или «Ni-Hard 2». Этот тип белого чугуна имеет более высокую ударную вязкость из-за меньшего содержания карбида и используется в тех областях, где присутствуют повторяющиеся удары.

Третий тип называется «Класс J тип C» или Ni-Hard 3. Это специальная марка сплава Ni-Cr. Он используется для кокильного литья, специализированных процессов литья в песчаные формы, а также для производства мелющих шаров и заготовок.

Четвертый тип называется «Класс I тип D» или Ni-Hard 4. Это модифицированное железо Ni-Cr, которое содержит более высокие уровни Cr, от 7 % до 11 %, и повышенное содержание Ni, от 7 до 11 %. от 5 % до 7 %. Содержание C в железе варьируется в зависимости от свойств, необходимых для предполагаемого использования.

Белый чугун с высоким содержанием хрома обладает очень хорошей стойкостью к истиранию. Эти белые чугуны эффективно используются в шламовых насосах, кирпичных формах, мельницах для измельчения угля, дробеструйном оборудовании и компонентах для разработки карьеров, добычи твердых пород и измельчения. В некоторых случаях эти легированные белые чугуны также должны выдерживать большие ударные нагрузки. Чугуны этой группы признаны обладающими лучшим сочетанием ударной вязкости и стойкости к истиранию среди белых чугунов.

Как и в случае с большинством износостойких материалов, в белых чугунах с высоким содержанием Cr также существует компромисс между износостойкостью и ударной вязкостью. Изменяя состав и термическую обработку, эти свойства можно регулировать для удовлетворения потребностей большинства абразивных применений. Спецификация ASTM A 532 охватывает составы и твердость двух основных классов белых чугунов с высоким содержанием Cr. Белые хромомолибденовые чугуны (класс II по ASTM A532) содержат от 11 % до 23 % Cr и до 3,5 % Mo и обычно доступны либо в литом виде с аустенитной или аустенитно-мартенситной матрицей, либо в виде термически обработанных с мартенситной микроструктурой матрицы. для максимальной стойкости к истиранию и прочности. Эти белые чугуны обычно считаются самыми твердыми из всех марок белых чугунов. По сравнению с белым чугуном Ni-Cr с более низким содержанием сплава эвтектические карбиды более твердые и могут подвергаться термообработке для получения отливок с более высокой твердостью. Mo, а также Ni и Cu, когда это необходимо, добавляют для предотвращения перлита и обеспечения максимальной твердости.

Белый чугун с высоким содержанием Cr (класс III по ASTM A 532) представляет собой старейший сорт белого чугуна с высоким содержанием Cr, самые ранние патенты которого относятся к 1917 году. Эти белые чугуны общего назначения, также называемые 25 % Cr и 28 Чугуны с % Cr содержат от 23 % до 28 % Cr и до 1,5 % Mo. Чтобы предотвратить появление перлита и добиться максимальной твердости, Mo добавляется во все литые секции, кроме самых легких. Также практикуется легирование Ni и Cu до 1 %. Хотя максимально достижимая твердость не так высока, как у белых хромомолибденовых чугунов класса II, эти легированные белые чугуны выбирают, когда также требуется стойкость к коррозии.

Белый чугун – типы, микроструктура и применение

Наиболее распространенные износостойкие железные материалы, содержащие углерод более 2 мас.% в виде цементита, называются белым чугуном . Белый граненый излом из-за присутствия цементита является одной из основных характеристик белого чугуна. В промышленности используется множество чугунов, каждый из которых имеет определенные характеристики и области применения. Следуйте Типы чугуна  , чтобы получить представление.  

Содержание

Микроструктура белого чугуна e Развитие

Для общего развития микроструктуры в материале с высоким содержанием углерода и для понимания эффекта равновесного охлаждения и быстрого охлаждения следуйте  Развитие микроструктуры в железе .  Охлаждение или направленное затвердевание оказывает огромное влияние на микроструктуру белого чугуна. Если допускается быстрое охлаждение только на поверхности, то получается кокильный чугун, который содержит серую структуру (чешуйки графита) в центральной области. Чтобы понять важность затвердевания, следуйте чугунным типам.  Прочитав статью Типы чугуна  , вы получите представление о том, насколько простой процесс затвердевания позволяет создавать различные типы чугуна, которые можно использовать для различных целей.

Здесь мы подробно обсудим микроструктуру белого чугуна…

Одним из важных терминов, который будет иметь основное значение, является Углеродный эквивалент (CE) . В основном, наряду с углеродом, кремний усиливает процесс графитизации и увеличивает вероятность зарождения графита. Вот почему кремний также учитывается наряду с углеродом для определения окончательного типа чугуна. После 9Формула 0033 стандарта CE используется для разработки микроструктуры;

Фазовая диаграмма затвердевания приведена ниже;

Сначала рассмотрим строку S1 , и пройти линию солидуса. Ниже линии солидуса начинаются дендриты аустенита. появляется в расплавленном бассейне железа и углерода. Вокруг этих дендритов область расплавленной ванны обогащен углеродом. Из-за высокой концентрации углерода и различные оксидные фазы, углерод осаждается в виде хлопьев, а не цементит, который образуется в результате эвтектической реакции. Это зарождение графита чешуйки увеличиваются при понижении температуры, что приводит к образованию серого чугуна. К снизить активность углерода и предотвратить зародышеобразование графитовых чешуек после нескольких шаги обычно предпринимаются;

• Повышение соотношения Mn, Cr и Mo/Si:  Увеличение содержания легирующих элементов предотвращает активность углерода в жидкой ванне, а также ограничивает осаждение чешуек. Это способствует образованию карбида.
• Быстрое охлаждение:  Это приводит к переохлаждению резервуара с жидкостью. При быстром охлаждении температура резко падает и снижает активность углерода. Углерод не успевает образоваться из расплавленной ванны. Так, после перехода от линии эвтектики ледибурит (эвтектическая смесь аустенита и цементита) образуется непосредственно из жидкой ванны железа и углерода.
• Давление:  Повышение давления всегда сопровождается зарождением углеродных чешуек. Применение контроля давления может создать охлаждающий эффект в толстых отливках, чтобы предотвратить образование серого чугуна.

Структура белого чугуна

Окончательная микроструктура белого чугуна выглядит, как показано ниже;

Эта микроструктура изображает перлитную матрицу с непрерывной толстой цементитной матрицей, образовавшейся в результате эвтектической реакции. Наличие толстой сетки является основной причиной хрупкости соответствующей микроструктуры.

Типы белого чугуна

Здесь мы упомянули, что существуют различные механизмы, которые могут создавать микроструктуру белого чугуна , такие как легирование, чрезвычайно быстрое охлаждение и давление. Эти процессы литья оказывают определенное влияние на микроструктуру белого чугуна.

По этим причинам белый чугун делится на две группы;

1. Низколегированный чугун: Чугун с содержанием легирующих элементов менее 4%
2. Высокий сплав Железо: чугун с содержанием сплава сплава больше, чем 4%

• Никель Железо
• Хромий Железо

Низкий сплав железо

Это также называется ЖЕРИЧИКИЧЕСКИЙ ЧАСТИЧЕСКИЙ ЧАСТИ . Мы упоминали ранее, что при относительно более быстром охлаждении можно предотвратить образование зародышей углеродных чешуек.

Микроструктура перлитного белого чугуна показана выше.

Перлитная структура также возможна при высокой концентрации сплава. При варьировании процессов затвердевания и состава микротвердость и микроструктура перлитного белого чугуна может варьироваться.

Твердость, достигаемая в обычной песчаной форме и низколегированном чугуне, составляет 350 HV. HV — это тест на микротвердость по Виккеру, подробности теста на микротвердость и способ чтения числа твердости можно найти в Тест на твердость по Виккеру . Если вместо песка использовать металлическую форму, охлаждающий эффект увеличивается, и перлитные полосы становятся более мелкими, увеличивая твердость до 500 HV.

Перлитный белый чугун используется в ковшовых элеваторах, как показано на рисунке ниже. Он также используется в сельском хозяйстве из-за низкой стоимости и высокой твердости.

Кокильное литье

Кокильное литье производится путем вставки металлической пластины в песчаную форму для извлечения быстрого тепла из состава, содержащего большое количество кремния, чтобы вызвать графитизацию остального железа. В результате получается белая оболочка и серое ядро, отличающееся высокой твердостью и ударной вязкостью.

Наиболее распространенным применением кокильного литья является молот, используемый при дроблении угля и дроблении цемента. Этот молот используется в мельницах и дробильных установках с молотком, состоящим из конструкции из белого чугуна и монтажной части из серого чугуна.

Высоколегированный чугун

Высоколегированный чугун — термин, обычно используемый для белых чугунов с содержанием легирующих элементов более 4%. Отливка таких черных металлов осуществляется для материалов с высокой стойкостью к истиранию, таких как детали, необходимые в машинах для резки и шлифования.

Микроструктура высоколегированного железа – влияние легирующих элементов

Игольчатая матрица изображает мартенсит . Область рядом с игольчатым мартенситом является остаточным аустенитом. Непрерывная сеть, показывающая вышеприведенную матрицу, состоит из карбидов металлов. Эти карбиды могут быть хрома, ванадия или железа.

Содержание сплава имеет различные цели. Просто для понимания, хром добавлен для защиты от коррозии и вторичные карбиды, повышающие твердость. Металлическая матрица может быть отрегулирована от мягкого до твердого для оптимизации микроструктуры между твердым и прочным литьем железо.

Подробная информация о влиянии легирующих элементов приведена ниже;

Углерод:  С увеличение процента углерода, процента карбидообразования увеличивается в результате, давая больше твердости.

Никель: Никель способствует мартенситному и бейнитному превращению в матрице белого чугуна. С перлитной матрицей белый чугун кажется мягким с лучшей ударной вязкостью и характеристиками поглощения удара. С добавлением никеля поле графита увеличивается, в результате чего подавляется образование перлита, что дает высокий процент мартенсита. Если количество никеля велико, образуется больше остаточного аустенита, что приводит к снижению твердости. Оптимальное содержание никеля необходимо для оптимальной стойкости к истиранию и твердости белого чугуна.

Хром: сплав чугуна, где важны высокая стойкость к истиранию и износу, особенно в применения, такие как дробление и измельчение, хром является важным легирующим добавление. С добавлением никеля процесс графитации также ускоряется. образование высокоуглеродистых хлопьев. Добавление хрома подавляет графитизацию процесс инициируется за счет добавления никеля и углерода. В основном существует в карбидные фазы, образующие больше карбидов и, как следствие, увеличивающие твердость. Соотношение хрома и никеля обычно составляет 1:2 или 1:2,5.

Силикон: Силикон является одной из очень важных литейных добавок, повышающих текучесть расплава. а также удаляет поглощенный кислород в расплаве. действует как окислитель и удаляет весь поглощенный кислород, тем самым устраняя важные дефекты литья, но также является сильным графитом. С добавлением силикона вероятность графита увеличивается образование хлопьев и, тем самым, снижается сопротивление истиранию белого чугун. Таким образом, кремний следует добавлять до минимального уровня, чтобы кремний выполнять свои обязанности по литью и предотвращать образование хлопьев.

Марганец: Марганец добавка улучшает раскисление, а также прокаливаемость белого чугуна. Улучшение прокаливаемости не наравне с никелем, но тем не менее оно обеспечивает результат. Его следует добавлять до минимального уровня 0,5%.

Молибден: It добавляется для общего улучшения мартенситного образования в центре отливки вместе с Никелем. Он существует в основном с карбидными фазами и помогает в упрочнении. конструкция в центре отливки.

Медь: Прокаливаемость также улучшается добавлением меди, но улучшение только наполовину так хорошо, как никель. Он также может охрупчивать белое железо из-за образования игольчатых частиц. выпадает в осадок после взаимодействия с кислородом.

Эта легирующая добавка делит высоколегированный белый чугун на две группы;

Сера и фосфор: Они также снижают стойкость к истиранию и должны поддерживаться на минимальном уровне.

Мартенситный никелевый белый чугун

ASTM A532-I представляет собой класс мартенситного никелевого белого чугуна. В низколегированном белом чугуне матрица выполнена из перлита. Перлит относительно мягкий и имеет низкую износостойкость. Для повышения износостойкости белого чугуна перлитную матрицу смещают на мартенсит путем введения в нее никеля и хрома. Никель добавляют в количестве 5-8 мас.%. Никель в карбидообразовании участия не принимает; он просто задерживает образование перлита и расширяет аустенитное поле и снижает вероятность образования перлита. Окончательная микроструктура содержит карбидные фазы, внедренные в мартенситную и остаточную аустенитную матрицу.

Эти типы белого чугуна также называются никель-твердыми.

Этот тип микроструктуры имеет твердость по Виккеру 550HV 30. При отпуске при температуре 275 °C остаточный аустенит распадается на нижний бейнит, увеличивая твердость микроструктуры еще на 100HV30. При использовании металла вместо песчаной формы получается более тонкая мартенситная микроструктура с твердостью по Виккеру 50HV30 выше, чем у обычных.

Состав твердого никелевого железа следующий;

	C	Mn	Si	Mo	Cr	Ni
Min %	2.4			1. 33		3.3
Max %	3.6	2	0.8	4	1.4	5

Физические и механические свойства никелевого твердого белого чугуна приведены ниже;

. 8.1
Температура плавления (F)	2300 F
Модуль упругости (ГПа)	169-183
Поперечная прочность (MPA)	500-620
Прочность на Тенсиль AS-CAST (MPA)	Прочность на Тенсиль AS-CAST (MPA)	.	450 – 550

Мартенситный хром Белый чугун

Применение там, где требуется высокая стойкость к истиранию, например, мельницы, кирпичные формы, дробеструйная обработка формы и оборудования, а также горнодобывающее оборудование, использование высокохромистых применяется белый чугун. В этих случаях высокая стойкость к истиранию и требуется небольшая ударная вязкость, чтобы противостоять ударной нагрузке. Белый с высоким содержанием хрома чугун представляет собой наилучшее сочетание стойкости к истиранию и ударной вязкости.

Хром изменение содержания и термическая обработка могут быть использованы для регулировки механического свойств, так как существует компромисс между износостойкостью и ударной вязкостью чугун.

Стандарт ASTM A 532 включает два установленных стандарта для составов и твердости. ASTM A 532 класс — II распространяется на хромомолибденовые чугуны.

Добавленное содержание хрома увеличивает концентрацию карбида, тем самым повышая твердость. Они имеют самую высокую твердость среди всех белых чугунов.

Композиция из хромистого белого чугуна;

	C	Mn	Si	Mo	Cr
Min %	2. 7				14
Макс. %	3,3	1,3	1	3,5	17
9 018 молибден добавление улучшает прокаливаемость матрицы, тем самым повышая стойкость к истиранию. При более низком содержании хрома коррозионная стойкость немного больше, чем ниже упомянутый хромовый сплав железа. Свойства железа из сплава хрома следующие; .0034 13 Melting Temperature (F) 2300 F Transverse strength (MPa) 938 Hardness As-cast (HV) 450 – 550 Твердость (степень дозакалки) (HV) 600 – 650 Наиболее обычное применение этого класса железа — гильзы фрезерных станков, дробь пескоструйные и шламовые насосы. Валковая дробилка также очень распространена. применение в цементной промышленности. Стандарт ASTM класса A – III представляет этот класс белого чугуна. Из-за очень высокого содержания хрома коррозионная стойкость этого вида белого чугуна очень высока. Благодаря высокому содержанию хрома возможна прочная матрица и очень высокая стойкость к истиранию белого чугуна. Состав белого чугуна с высоким содержанием хрома следующий: C Mn Si Mo Cr Min % 2.5 23 Max % 3. 3 1 1.5 2.1 28 Белое железо с высоким содержанием хрома имеет следующие свойства; Плотность (г/см3) 7,6 Теплопроводность (Вт/мК) 15 – 30 Coefficient of thermal expansion 13 Melting Temperature (F) 2300 F Transverse strength (MPa) 938 Hardness As-cast (HV) 450 – 550 Hardness (aferhardnening step) (HV) 600 – 650 Сравнение свойств белого чугуна и остального чугуна можно изучить на типах чугуна. Вы можете следить за Cast Iron в Википедии для получения подробной информации о режиме. Часто задаваемые вопросы о белом чугуне Можно ли сваривать белый чугун? Белый чугун содержит прочную непрерывную сеть карбидов, которые трудно сваривать. Сварка белого чугуна обычно не рекомендуется. В структуре белого чугуна также присутствует мартенсит. Эта комбинация карбидов и различных фаз твердой матрицы склонна к тепловому растрескиванию. Сварка и немедленное охлаждение приводят к образованию трещин в чугуне, поэтому белый чугун для сварки не рекомендуется. Ниже приведены общие методы ремонта, которые можно применять для белого чугуна; — Добавление сварочных вставок — Добавление спиральных вставок Heli — Болтовое крепление — Эпоксидная смола Почему белый чугун твердый и хрупкий? Белое железо очень твердое и хрупкое. Ответ кроется в его микроструктуре. Микроструктура состоит из толстой непрерывной сети карбидов, встроенных в перлитную или мартенситную матрицу. Эта карбидная сетка чрезвычайно тверда и сопротивляется любой пластической деформации. Это основная причина того, что белый чугун твердый и хрупкий. Когда трещина образуется в карбидной сетке, трещина протекает немедленно, и никакие другие микротрещины не образуются. Вот почему поверхность излома белого чугуна кажется белой. Как производится белый чугун? Чугун чаще всего производят по технологии литья. Другие методы производства включают механическую обработку. Поскольку чугун чрезвычайно твердый и хрупкий, его нельзя отливать в твердом виде. Единственный возможный способ придать форму белому чугуну — отлить материал определенной формы. Белые пятна на железной раковине? Так как белый чугун не является пористым из-за способа изготовления литья. Полированная эмаль белого железа делает поверхность чрезвычайно блестящей. Благодаря плоской поверхности и отсутствию пористости поверхности пятна легко удаляются, поскольку они не прилипают к материалу. Поверхность вполне можно очистить. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт 2019 © Все права защищены.