Классификация чугунов

Сеть профессиональных контактов специалистов сварки

Чугун представляет собой многокомпонентный сплав железа с углеродом, содержащий >2,1% С. Кроме углерода в чугуне обычно содержится (в %): до 4 Si; 2 Мп; 0,3 Р; 0,25 S, а также 0,1 Cr, Ni или Cu. Классификация чугунов в зависимости от состояния углерода в сплаве:

• белые,
• серые,
• ковкие,
• высокопрочные чугуны.

В белом чугуне весь углерод находится в виде химического соединения с железом — цементита (Fе₃С). Цементит обладает высокими твердостью (800 НВ) и хрупкостью, поэтому трудно поддается механической обработке. Из-за этого белые чугуны нашли ограниченное применение в качестве конструкционных материалов и служат в основном для получения ковких чугунов. При длительном обжиге белого чугуна цементит в нем распадается и углерод выделяется в свободное состояние.

Серые чугуны в изломе имеют серебристый цвет из-за наличия в них пластинчатых включений графита.

Они широко используются в литейном производстве и выпускаются в соответствии с ГОСТ 1412-85. Прочность серого чугуна с пластинчатым графитом при растяжении находится в пределах 120.. .440 МПа, твердость 140…290 НВ. Структура серых чугунов в зависимости от состава и условий охлаждения может быть с перлитной, перлитно-ферритной и ферритной основой.

Наличие свободного графита в чугуне (до 50 % С) оказывает влияние на его свойства. Увеличение количества и размеров графитовых включений и неравномерность их распределения уменьшают прочность чугуна. Вместе с тем, свободный графит придает чугуну износостойкость, высокие литейные свойства, хорошую обрабатываемость режущим инструментом и высокую сопротивляемость при знакопеременных нагрузках. Все это обусловливает широкое применение серого чугуна в качестве конструкционного материала.

Чугун, полученный из белого чугуна продолжительным отжигом при температуре 800…850^oС, называют ковким. В отличие от серого чугуна в ковком углерод находится не в виде пластинчатого графита, а в виде хлопьевидного. Ковкий чугун по сравнению с серым чугуном обладает более высокой прочностью (300 … 630 МПа), пластичностью и ударной вязкостью. Ковкий чугун имеет однородные свойства по сечению, в его отливках отсутствуют напряжения, ему при суши высокие механические свойства, он хорошо обрабатывается.

В зависимости от режима термообработки основа ковкого чугуна может быть ферритной или перлитной. Состав основных элементов в ковком чугуне (в %): 2,3 …3 С; 0,9 … 16 Si; 0,3 … 1,2 Мn; >0,15 Р и S. Основные характеристики ковких чугунов определены ГОСТ 1215-79. Ферритные чугуны отличаются более высокой пластичностью, а перлитные обеспечивают лучшую износостойкость.

В промышленности получили распространение высокопрочные и легированные чугуны. В высокопрочном чугуне (ГОСТ 7293-85) углерод находится в виде шаровидного графита. Содержание основных элементов в таких чугунах составляет (в %): до 38 С; 2.9 Si; 0,9 Мn; 0,1 Сг; 0,02 S; 0,1 Р; 0,08 Mg. Чугуны с шаровидным графитом значительно превосходят по характеристикам серые чугуны.

в частности по износо-, жаро- и коррозионной стойкости.

Легированные чугуны выпускаются согласно ГОСТ 7769-82.

Классификация чугунов легированных:

• жаростойкие хромовые чугуны,
• коррозионно-стойкие чугуны,
• износостойкие чугуны
• другие.

Такие чугуны легируются хромом, никелем, кремнием, магнием, медью и другими элементами. В легированных чугунах с содержанием до 10 % Ni, Сr и Мn и более имеют место перлитно-карбидные, бейнитные, мартенситные и аустенитные основы.

Другие страницы по теме

Классификация чугунов

:

Copyright. При любом цитировании материалов Cайта, включая сообщения из форумов, прямая активная ссылка на портал weldzone.info обязательна.

Классификация чугуна. | CNC Motors

Чугун различного вида может иметь разные физические, химические и прочностные свойства. В зависимости от этих свойств, чугун классифицируется по видам, различающимся:

• по форме содержащегося в чугуне графита
• по количественному содержанию цементита

Различают следующие виды чугуна:

• белый чугун
• серый чугун
• половинчатый чугун
• ковкий чугун
• высокопрочный чугун
• чугун с вермикулярным графитом

Белый чугун содержит углерод в виде карбида железа (цементита) и почти не содержит графит. На изломе белый чугун имеет металлический блеск и белый цвет, откуда и получил своё название. Из механических свойств следует отметить, что белый чугун отличается большой хрупкостью, а по структуре чугун данного вида являет собой перлит, ледебурит, цементит.

Серый чугун содержит в своей структуре графит пластинчатой формы, поэтому на изломе такой чугун имеет серый цвет. Серый чугун различают по фазам состояния углерода:

• перлитный серый чугун
• ферритный серый чугун
• ферритно-перлитный серый чугун

Половинчатый чугун содержит часть углерода в виде цементита, часть – в виде графита. По структуре половинчатый чугун являет собой перлит, ледебурит, пластинчатый графит.

Ковкий чугун получают отжигом белого чугуна. При отжиге углерод переходит из метастабильной фазы (цементит) в стабильную фазу (графит). В результате получают чугун с графитом хлопьевидной формы. По структуре такой чугун являет собой феррит, перлит.

Высокопрочный чугун содержит в своём составе графит шаровидной формы.

За счёт сферической формы углерода кристаллическая структура чугуна имеет большую прочность. Высокопрочный чугун может применяться в случаях, когда к изделиям из чугуна предъявляются повышенные механические требования.

Чугун с вермикулярным графитом используется при изготовлении блоков и головок цилиндров автомобильных двигателей. Такой чугун обладает следующими улучшенными механическими свойствами:

• предел прочности выше на 75 % (по сравнению с серым чугуном)
• жёсткость выше на 45 % (по сравнению с серым чугуном)

В результате изделия из такого чугуна получаются более прочные и лёгкие.

Оборудование для обработки чугуна фрезерованием

Какого бы вида не был чугун, для получения готовых изделий его необходимо обрабатывать, в том числе при помощи фрезерования.

Наша компания поставляет всё необходимое оборудование для обработки фрезерованием – от готовых приводов до концевых фрез. На поставляемом нами оборудовании могут обрабатываться практически любые материалы, в том числе чугун.

Квалифицированные инженеры всегда готовы проконсультировать вас по любым вопросам, связанным с фрезерованием – от выбора подходящего инструмента до подбора оптимального режима обработки чугуна (или любого другого материала).

По вопросам подбора оборудования и его покупки звоните, а также по любым другим вопросам звоните по телефону 8 (499) 653-52-64, либо отправляйте свои вопросы через форму обратной связи на сайте.

Мы поставляем только качественное оборудование по доступным ценам! Компания CNC Motors.

Классификация чугуна

 

Чугуном называется сплав железа с углеродом. Содержание углерода превышает 2.14%. Также в состав чугуна входят различные примеси, которые придают ему дополнительные свойства. Чугун – хрупкий материал. Различают чугунное литье, и чугун для обработки стали. Чугунное литье широко используется в металлургии благодаря высокой прочности чугуна.

Чугун делят на виды в зависимости от количества и формы содержащихся углеродных соединений: белый, серый, ковкий, высокопрочный, половинчатый. В белом чугуне углерод представлен цементитом. В структуру белого чугуна входят перлит, ледебурит и цементит. Белым назван из-за белого цвета излома.

В состав серого чугуна входят железо, кремний (1,2-3,5%) и углерод, примеси марганца, фосфора, серы. Делится на доэвтектический, эвтектический и заэвтекический. Наличие графита придает серый цвет на изломе. Используется в машиностроении, сантехнике и строительных конструкциях.

В состав ковкого чугуна входит графит хлопьевидной формы, который получают путем длительного отжига белого чугуна. Структура содержит феррит или перлит. У ковкого чугуна высокие показатели пластичности и вязкости, прочности при растяжении и сопротивления удару. Ковкий чугун используют для изготовления деталей со сложной формой. Маркировка содержит данные о пределах прочности в МПа на разрыв и относительном удлинении в процентах, которое характеризует пластичность ковкого чугуна. Выглядит она так – КЧ ХХХ- YY.

В структуру высокопрочного чугуна входит шаровидный графит, образующийся в результате кристаллизации. Он в меньшей степени ослабляет металлическую основу чугуна, по сравнению с пластинчатым, и не играет роль концентратора напряжения. В состав половинчатого чугуна входит углерод в виде цементита 0,8%. Структура состоит из перлита, ледебурита.

В промышленности принята следующая маркировка чугуна: передельный чугун, передельно-литейный чугун, передельный фосфористый чугун, передельный высококачественный чугун, чугун с пластинчатым графитом, антифрикционный чугун ( делится на серый, высокопрочный и ковкий), чугун с шаровидным графитом для отливок и легированный чугун с специальными свойствами.

В чугунном литье используется литейный чугун различных марок. При использовании литейного чугуна марок Л1-Л6 получаемая продукция соответствует требованиям к качеству, указанных в ГОСТах.

Чугун Классификация — Энциклопедия по машиностроению XXL

В машиностроении ограниченно применяют чугун первой плавки (т. е. доменный чугун). Классификацию доменного чугуна см. в работе [6]. Весьма перспективной является отливка крупных деталей непосредственно на металлургических заводах из доменного чугуна, модифицированного магнием.  [c.10]

Чугуны — Классификация И — Коррозия 20, 21 — Свойства физические и технологические 21, 22, 24, 758 — Свойства химические 17, 20, 21 — Усадка линейная 21, 24, 758  [c.1026]

ЧУГУНОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ ДОМЕННЫХ ЧУГУНОВ  [c.73]

СОСТАВ И СОРТА ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ ДОМЕННЫХ ЧУГУНОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ ДОМЕННЫХ ЧУГУНОВ  [c.61]

Состав, сорта чугуна, классификация и маркировка по ГОСТ  [c.69]

Чугуны — Классификация 89 — Особенности сварки 89 — Состав присадочных прутков 91, 92 — Способы сварки 90 — Флюсы для пайко-сварки 92 — Характеристика 89  

[c.478]

Классификация чугунных отливок по технологической сложности производится с учетом массы и толщины стенок. Для характеристики сложности чугунных отливок служит коэффициент габаритного объема  [c.45]

Для производства отливок используются различные сплавы, классификация которых приведена на рис. 4.1. Примерно 77 % (по массе) всех изготовляемых в машиностроении отливок делают из чугуна. Этому способствует самая низкая среди всех литейных сплавов стоимость чугуна, его сравнительно высокая прочность и хорошие литейные свойства.  [c.45]

Классификация чугунных отливок по технологической сложности  [c.46]

Появление чугуна с шаровидным графитом вызвало ряд изменений в классификационной характеристике чугунов. Предел прочности при изгибе, ранее являвшийся одним из основных классификационных признаков (в заводских условиях ему придавалось большее значение по сравнению с другим показателем — пределом прочности при растяжении), уже не фигурирует в современных стандартах, уступив место пределу прочности при растяжении. В отличие от ранее действовавших классификаций на чугун с пластинчатым графитом в классификациях, применяемых к чугуну с шаровидным графитом, предусмотрены основные требования к механическим свойствам — пределу текучести и относительному удлинению.

 [c.208]

Опыт его эксплуатации, углубленное изучение специфических особенностей, постепенное раскрытие природы прочности и пластичности выдвинули в последнее время ряд новых проблем, относяш ихся к выбору критериев для оценки конструкционных свойств и имеюш их отчасти значение и для других конструкционных материалов. В литературе отмечалась [261], прежде всего, недостаточность и неполнота характеристики чугуна с шаровидным графитом по пределу прочности при растяжении. Между тем именно эта характеристика, как указано выше, является основной для классификации нового чугуна как у нас, так и за рубежом.  

[c.208]

В настоящее время действуют как рекомендуемые ГОСТ на терминологию и классификацию дефектов отливок из серого чугуна, ковкого чугуна и стали (см. соответствующие ГОСТ 2612-44. 3287-46 и 4009-48).  [c.367]

В четвертом томе Чугун дана классификация и принципы выбора машиностроительного чугуна приведены физико-механические, технологические и другие свойства серого, ковкого, антифрикционного, коррозионно-стойкого, жаростойкого  [c. 7]

КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ БЕЛЫХ ХРОМИСТЫХ, ЧУГУНОВ  [c.28]

Известно несколько десятков марок легированных белых износостойких чугунов 16, 78]. Такое разнообразие составов износостойких чугунОв требует подробной информации о свойствах и эксплуатационных характеристиках сплавов, необходимой для правильной ориентировки при выборе материала для конкретных деталей. Отсутствие классификации износостойких хроми-  [c.28]

КЛАССИФИКАЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК  [c.1]

Классификация перлитного ковкого чугуна, принятая организацией американских литейщиков (AFA), приведена в табл. 98 [11].  [c.78]

Для определения дефектов отливок, их причин и виновников брака следует применять единый классификатор дефектов, построенный на основе рекомендуемого государственного стандарта 2612-44 ( Отливки из серого чугуна, терминология и классификация дефектов»).  [c.252]

Классификация нормируемых элементов работы при обрубке и отделке чугунного литья в серийном  [c.453]

В четвертом томе дана классификация и принципы выбора машиностроительного чугуна, приведены физикомеханические, технологические и другие свойства серого, ковкого, износостойкого, антифрикционного, коррозионно-стойкого,,, жаростойкого чугуна, чугуна с шаровидным графитом со специальными физическими свойствами.  [c.4]

Серый, ковкий и высокопрочный чугун классифицируют по механическим свойствам. Согласно общей классификации принято следующее деление [1]  [c.9]

Классификация структур фосфидной эвтектики по площади включений (Фв1 — F 25 ООО мк ) мало отражает ее влияние на свойства чугуна. Дифференциация фосфидной эвтектики на двойную Фс1 с равномерным зернистым строением и тройную ФсЗ с пластинами цементита принципиально неверна, как это было показано выше. Поэтому наиболее рациональной является оценка структуры фосфидной эвтектики по характеру ее распределения в чугуне (ГОСТ 3443-57).  [c.14]

Классификация основных видов термической и химико-термической обработки отливок из серого чугуна приведена в табл. 1.  [c.28]

Высоколегированный чугун. В ГОСТе 7769—63 включена одна марка высоколегированного хромистого чугуна ЖЧХ-30 (см. табл. 29). В промышленности находит применение также чугун с более низким содержанием хрома [24] существует следующая классификация по жаростойкости  [c.203]

Хромистые сплавы. Свойства высокохромистого чугуна с большим содержанием углерода частично описано в разделе Отливки из жаростойкого чугуна , однако в химическом машиностроении применяются преимущественно высокохромистые сплавы с пониженным содержанием углерода. До сих пор нет единого мнения в классификации высокохромистых сплавов, содержащих более 1% С. По данным работы [57], характерное для чугуна эвтектическое превращение в сплавах, содержащих 35% Сг, наступает при содержании 1,5—2,5% С, а по данным работы [25], сплав, содержащий 20% Сг и более — 0,6% С должен классифицироваться как белый чугун, если применять терминологию, принятую для диаграммы железо—углерод. Бесспорным является то, что эвтектическое превращение в высокохромистых сплавах выявляется при значительно более низком содержании углерода, так как по мере увеличения содержания хрома в железоуглеродистом сплаве растворимость углерода непрерывно уменьшается.  [c.225]

ЧУГУННОЕ ЛИТЬЕ Классификация  [c.13]

Классификация структур чугунных отливок регламентирована ГОСТом 3443-57.  [c.13]

В табл. 1-1 предпринята попытка объединить все многообразие типов и конструкций котлов в десять отдельных групп, характеризующихся примерно одинаковыми требованиями к водно-химическому режиму. Подобная классификация до известной степени условна, так как не учитывает таких порой решающих в этом вопросе факторов, как род топлива, способ его сжигания и др. В ней объединены паровые, водогрейные котлы и системы испарительного охлаждения. Для каждой из групп приведены предельные значения рабочих давлений, производительности и температуры теплоносителя. В первую, наиболее многочисленную группу включены чугунные секционные котлы малой производительности,  [c.11]

Оптимальная температура 232, 233 —чугунные — Припуски на обработку —.Размеры 332, 333 —штучные — Обкатка между роликами и шариками 278, 280 Загрузочные устройства — Классификация 917 — Схемы 918 — Экономическая целесообразность — Расчетные формулы 917 —автоматические для штучных заготовок 917—947  [c.957]

Классификация стали по способам производства. По способам производства различают бессемеровскую, томасов-скую, мартеновскую и электросталь. В котлостроении применяется в основном мартеновская сталь и для особо ответственных деталей — электросталь. Бессемеровский и томасовский способы выплавки стали из чугуна не обеспечивают получения металла требуемой для котлостроении чистоты и качества, т. е. требуемых свойств.  [c.31]

Для установления марки образцы отливок подвергаются испытаниям на растяжение или на изгиб с обязательным определением стрелы прогиба. Образцы испытываются на изгиб в соответствии с ГОСТ 2055-43. Действительные размеры образца в опасном сечении промеряют после излома с точностью до 0,1 мм. Образцы с дефектами (искривления, раковины и т. д.) к испытанию не допускаются, а дефекты, обнаруженные после излома, служат основанием для повторения иснытания. Твердость отливок определяется в местах, подлежащих обработке, и эти места должны указываться в чертежах или ТУ. Методика испытаний на сжатие и твердость установлена в ГОСТ 2055-43. Методы испытаний, изложенные в ГОСТ 2055-43, относятся также и к ковкому чугуну. Классификация и методы определения структуры металла отливок производятся по ГОСТ 3443-57 по эталонам. Химический анализ металла отливок производится по ГОСТ 2331-43.  [c.112]

В зависимости от назначения деталей, ковкий чугун подразделяется на два основных впда ферритный и перлитный. Возможные пределы значений показателей механических свойств ферритного ковкого чугуна представлены диarpaм гoй на фиг, 2, а практически применяемая номенклатура показателей свойств и их конкретных значений (табл. 6) устанавливается ГОСТ 1215-41 Отливки ковкого чугуна. Классификация и технические условия .  [c.300]

Контроль и испытания механических свойств должны производиться согласно ГОСТ 1215-41 Отливки ковкого чугуна. Классификация и технические условия , ГОСТ 2055 43 Отливки из серого и ковкого чугуна. Методы механических испытаний , ГОСТ 1497-42 Металлы. Методы испытания металлов на растяжение . Испытание для определения ударной вязкости производится по ГОСТ 1524 42. Количество испытывае.мых образцов или отливок (деталей) от контролируе.мой партии устанавливается стандартами, норыалядщ, или техническими условиями При одновре-ыенио.м производстве тонкостенных и массивных крупногабаритных отливок последние должны подвергаться 100%-ному контролю на твердость.  [c.304]

Срок службы антикоррозионной бумаги УНИ зависит от ряда факторов, наиболее важными из которых являются тщательность подготовки поверхности металлоизделия к консервации, соответствие упаковочного материала нормативно-технической документации (количество ингибитора в бумаге, физико-механические показатели материала, его влагопрочностьи паропроницаемость), наличие барьерного покрытия и его вид, а также условия последующего хранения и транспортировки. В табл. 27 представлейк средние значения сроков хранения упакованных в антикоррозионную бумагу УНИ металлоизделий в зависимости от вида барьерного покрытия и степени коррозионной агрессивности атмосферы согласно СТ СЭВ Коррозия металлов. Классификация коррозионной агрессивности атмосферы (легкие сроки хранения — Л, средние — С, жесткие — Ж, очень жесткие — ОЖ), применительно к стали и чугуну, стали с неметаллическим неорганическим покрытием, а также стали и чугуну с металлическим покрытием (никелевым, хромовым — без подслоя меди).  [c.108]

Теллур по установившейся классификации относится к рассеянным элементам. Со многими металлами, в том числе и с железом, он образует теллуриды. Взаимная растворимость Fe и Те очень мала. Химические соединения теллура во многом сходны с соединениями серы, поэтому можно полагать, что в немагниевых чугунах он прежде всего образует соединения с марганцем, а в магниевых— с магнием.  [c.75]

Металлический лом. Вторичные черные металлы, предназначенные для использования в качестве металлической шихты при выплавке стали и литейного чугуна и других целей, согласно ГОСТ 2787—75 иодразделяются 1) ио содержанию углерода —на два класса а) стальной лом и отходы и б) чугунный лом и отходы 2) по наличию легирующих элементов на две категории А — углеродистые, Б — легированные по показателям качества — на 28 видов по содержанию легируюгцих элементов — на 67 групп. В соответствии с этой классификацией в ГОСТ 2787—7.5 разработаны шифры для всех видов лома.  [c.117]

Анализ пол ученных результатов показывает, что в зависимости от содержания хрома износостойкие белые чугуны могут быть разделены на чешре группы сплавов, отл ичающйеся строением. и служебными свойствами. К первой группе можно отнести сплавы, содержащие 1—6% Сг, ко второй — сплавы, содержащие 10— 15% Ст, к третьей группе — сплавы, содержащие 17—23% Сг, а к четвертой — сплавы с 25—30% Сг. Предложенная классификация износостойких хромистых чугунов основана на зависимости физико-механических Свойств от морфологии и структурного сьстава карбидной фазы, а также фазового состава металлической основы сплавов.  [c.30]

В оценке пользуются шкалой, помещённой в ОСТ НКТМ 26049 Классификация структур отливок из серого чугуна , шкалой, изображённой на фиг. 21 [11], или шкалой графитовых включений стандарта А247-41Т АЗТМ [5] (см. вклейку).  [c.152]

Классификация деталей должна быть единой для всех цехов завода — заготовительных и механических. Технология тех и других различна, и признаки, второстепенные в одном случае, могут оказаться основными вдруг ом. Например, замена цветн010 литья чугуном может мало повлиять на характер механической обработки детали (кроме геометрии инструмента и режимов резания), но она в тоже время обусловливает передачу заказа на литьё из одного заготовительного цеха в другой.  [c.74]

Несмотря на столь сложную взаимозависимость влияний элементов на структуро-образованне чугуна, в качестве первого приближения можно принять приведенную в табл. 1 классификацию основных компонентов чугуна в зависимости от их воздействия на склонность чугуна к графитизации.  [c.17]

Классификация корпусных деталей по служебному назначению и техническим условиям работы механизмов позволяет расчленить задачи исследования с тем, чтобы выяснить, где возможна непосредственная замена чугуна пластическими массами, в каких случаях замена потребует конструктивных изменений, и, наконец, определить те предельные условия, при которых использование суща твующих марок пластических масс становится невозможным.  [c.219]

Малокобальтовые (2-8% Со), группа К по классификации ИСО, предназначенные для чистового, чернового и получернового точения чугунов, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов (резины, фибры, пластмассы, стекла, стеклопластиков и т.д.), для вращательного бурения горных пород с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до /=8, для волочения проволоки и волочения, калибровки и прессования прутков и труб из стали, цветных металлов и их сплавов.  [c.84]

---

Чугуны. Структура и свойства. Классификация и применение

1. Поставский государственный колледж Презентация по учебной дисциплине: Материаловедение и технология материалов. ЧУГУНЫ

Разработчик:: Кремис Е.П.

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.

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

Ориентировочное влияние элементов на структуру чугуна
Влияние
Элементы
Содержание в %
Относительное графитизирующее
действие
на основную
металлическую
массу
Уменьшение
содержания
перлита
на графит
при
затвердевании
в твердом
состоянии
Увеличение
количества и
укрупнение
+ 1,0
+ 1,0
Кремний
До 3,0
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
+ 0,4
» + 0,4 » — 0,2
Хром
» 1,0
То же
— 1,2
» — 1,2 » — 3,0
Увеличение
количества и
слабое
размельчение
Уменьшение
количества и
слабое
размельчение
Примечания: 1. Знак «+» обозначает положительное, а знак «—» — отрицательное влияние.

5. Процесс графитизации.  

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.

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

7. Классификация чугунов

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:
белый чугун – углерод в связанном состоянии в виде цементита, в
изломе имеет белый цвет и металлический блеск
серый чугун – весь углерод или большая часть находится в
свободном состоянии в виде графита
половинчатый – часть углерода находится в свободном
состоянии в форме графита
высокопрочный
шаровидную форму
ковкий чугун
форму
чугун
графитные
включения
имеют
— графитные включения имеют хлопьевидную
В зависимости от формы графита и
условий его образования различают
следующие группы чугунов
серый – с пластинчатым графитом
высокопрочный – с шаровидным
графитом
ковкий – с хлопьевидным графитом

9.

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

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

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.
Ковкий чугун
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

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.

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.

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.

18. Маркировка чугунов

КЧ30-6
СЧ15

19. Серый чугун маркируется буквами СЧ с добавлением цифры, которая указывает предел прочности чугуна при растяжении. Например: СЧ15 СЧ –серый

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
σв=150Мпа.

20. Ковкий чугун маркируется буквами КЧ и цифрами. Первые две цифры указывают предел прочности на растяжение, а вторые относительное удлинени

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
σв=300Мпа;
6 — относительное удлинение при
растяжении δ=6%.

21. Высокопрочный чугун маркируется буквами ВЧ и цифрами. Первые две цифры указывают предел прочности на растяжение, а вторые относительное у

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
σв=350Мпа;
22 — относительное удлинение при
растяжении δ=22%.

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
Блоки цилиндров
СЧ 15-32
СЧ 18-36 СЧ 24-44
Головки цилиндров
СЧ 21-40; СЧ 28-48
Гильзы цилиндров
СЧ 21-40
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
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
Тракторостроение
Станкостроение
Дизелестроение

23.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Какие сплавы относятся к чугунам?
2. На какие группы подразделяют чугуны?
2. Какую форму может иметь графит?
3. Какое свойство придает графит чугунам?
4. Какими свойствами обладает серый чугун?
5. Какие чугуны называются отбеленными?
6. Почему белый чугун имеет ограниченное использование?
7. Как маркируются чугуны?

24. Домашнее задание

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

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

Чугуны

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОЕ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«МАЛООХТИНСКИЙ КОЛЛЕДЖ»

 

 

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

ПО ПРЕДМЕТУ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

 

ЧУГУНЫ

 

 

Преподаватель спецдисциплин:  Н. Н. Годова

 

 

Санкт-Петербург

2013

 

 

Настоящее пособие предназначено для профессионально – технических заведений, подготавливающих квалифицированных рабочих по профессиям, связанных с ремонтом и обслуживанием машин и механизмов и обработкой различных материалов. Пособие   содержит общие и частные цели, информацию об изучаемой теме, задания на проверку достижения цели, контрольные вопросы.

Содержание

      1.Введение………………………..………………………………………3   

   2.Чугуны 

      2.1. получение чугуна……………………………….. …………………..4—6

2.2 методы  получения отливок………………………………………..6—9

2. 3. классификация чугунов……………………………………………….9-11

2.4. влияние «С» и вредных примесей на свойства  чугуна…12-14

2.5.свойства чугунов. Применение…………………………………..14—16

2.6.марки чугунов……………………………………………………….17-20

3. Контрольные вопросы и контрольные задания………………..20-21

4. Литература ……………………………………… ……………………….22

5. Приложения……………………………………………………………22-24       

ВВЕДЕНИЕ

Пособие  выполнено в виде модуля

Структура пособия в целом соответствует структуре учебника. Каждая подтема (учебный элемент) пособия состоит из:

 — краткого содержания;

— практических упражнений, включающих цели конкретного упражнения

Общие цели

После изучения модуля обучающиеся смогут:

— раскрыть основные понятия, связанные с чугунами

— классифицировать чугуны

— указать свойства чугунов и их применение

— расшифровать марки чугунов

Частные цели

После изучения учебных элементов обучающиеся смогут:

— раскрыть понятие чугун

— назвать исходные материалы для получения чугуна

— указать назначение флюса, шлака, кокса

— описать три стадии получения чугуна

— указать цель обогащения руды

               — раскрыть понятия: отливка, литниковая система, лигатура, металлическая шихта

— назвать способы получения отливок

                — сопоставить процессы, проводимые для улучшения свойств литейных сплавов

                — классифицировать чугуны в зависимости от состояния углерода и химического состава, назначения

— назвать примеси

                — определить зависимость свойств чугунов от влияния углерода и постоянных  примесей

— назвать свойства чугунов

— указать применение чугунов в зависимости от их свойств

— расшифровать марки чугунов

Учебные элементы, входящие в состав модуля:

УЭ 03-01- Получение  чугуна.

УЭ 03-02- Методы получения отливок

УЭ 03-03- Классификация чугунов

УЭ 03-04- Влияние углерода и постоянных примесей на свойства    чугуна

УЭ 03-05- Свойства чугунов.

УЭ 03-06- Марки чугунов

Рекомендуемая последовательность изучения учебных элементов:

03-01 →  ( 03-02 ↔ 03-03 ↔ 03-04 ) →  ( 03-05 ↔ 03-06 )

Имеется контрольная карта преподавателя

УЭ 03 – 01    ПОЛУЧЕНИЕ ЧУГУНА

Цели:

Изучив данный учебный элемент, вы сможете

— раскрыть понятие чугун

— назвать исходные материалы для получения чугуна

— указать назначение флюса, шлака, кокса, ферросплавов

— описать три стадии получения чугуна

— указать цель обогащения руды

— назвать печь, в которой выплавляют чугун

Оборудование, материалы и вспомогательные средства

Наименование	Количество
презентация

УЭ 03 – 01        ПОЛУЧЕНИЕ ЧУГУНА.

Чугун получают из железной руды с помощью топлива и флюсов. Железная руда в основном состоит из оксидов железа и пустой породы (песок, глина, минеральные  примеси). Для частичного удаления из руды вредных примесей (серы и фосфо­ра) и получения легкоплавких шлаков приме­няется флюс –известняк СаСО. Шлак защищает металл от печных газов и воздуха при плавке. В качестве топлива применяется кокс, который полу­чают из

высококачественного угля (антрацита) нагревом без до­ступа воздуха до 1000… 1100°С, а также природный газ.

Чугун выплавляют  в доменных печах. Процесс получения чугуна состоит из трех стадий:

                 1. восстановление железа из окислов

 2. науглероживание ( насыщение железа углеродом)

 3. шлакообразование

Восстановление железа из руды идет по схеме:Fe₂O₃—  Fe₃O₄– FeO-Fe.

(Часть окислов железа восстанавливается твердым углеродом кокса. )

Полученное железо соединяется  с углеродом кокса или вступает с ним в химическое соединение ( 3Fe+С =Fe₃C).  Получается сплав железа с углеродом — чугун. В процессе плавки в чугун  попадают из руды кремний, марганец и фосфор, из кокса – сера.  Таким  образом  чугун – это сплав  железа ( до 92%) с углеродом ( от 2,14 до 5 %)   и  примесями  кремния, марганца, серы и фосфора. Кроме чугуна в процессе доменной плавки получают шлак,  ферросплавы и доменные газы. Шлак используется в строительстве, ферросплавы – при производстве стали и для

 раскисления, а доменные газы после очистки – как топливо.

 

УЭ 03 – 01   ПОЛУЧЕНИЕ ЧУГУНА

Проверка достижения целей

1.     Выберите правильный ответ:

Чугун – это:

а) сплав железа с углеродом ( менее 2,14% ) и примесями кремния, марганца, серы, фосфора.

 б) сплав железа с углеродом ( до 2,14% ) и примесями кремния, марганца, серы.

 в) сплав железа с углеродом ( более 2,14% ) и примесями кремния, марганца, серы и фосфора.

  г) сплав железа с углеродом ( от 2,14% ) и примесями  марганца, серы и фосфора.

   2.   Выберите правильный ответ (+)

           Для выплавки чугуна необходимо:

Шлак
Железная руда
Флюсы
Модификаторы
Топливо

 

3.    Сопоставьте понятие и его назначение

понятие		назначение
1	Шлак		А	Раскисление стали
2	флюс		Б	Защита металла от печных газов
3	Кокс		В	Удаление вредных примесей из руды
4	Ферросплавы		Г	Топливо

 

1	2	3	4

 

 

 

 

4.      Выбрать и расположить по порядку стадии получения чугуна

 ( есть лишние ответы )

А	Шлакообразование
Б	Формование
В	Восстановление железа из окислов
Г	Науглероживание железа
Д	Спекание железа
Е	Легирование железа

 

5.      Дополните:

Цель обогащения руды – повышение концентрации   …    и удаление …           .

6.      Выберите правильный ответ ( + )

Чугун выплавляют в:

Конвертерах
Газовых печах
Доменных печах
Томасовских печах

 

УЭ 03 – 02          МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК

Цели:

Изучив данный учебный элемент, вы сможете:

               — раскрыть понятия: отливка, литниковая система, лигатура, металлическая   шихта

— назвать методы получения отливок

               — сопоставить процессы, проводимые для улучшения свойств литейных сплавов

Оборудование, материалы и вспомогательные средства

Наименование	Количество
презентация

 

УЭ 03 – 02    МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК

Отливкой называют литую деталь или заготовку, полученную заливкой расплавленного металла  в литейную форму, полость которой имеет конфигурацию детали или заготовки. Литейную форму заливают жидким металлом через систему каналов,называемую литниковой системой.

Способы литья отливок можно разделить на две группы. К первой относят способы получения отливок в разовых формах, заполняемых расплавом однократно, после чего их разрушают для извлечения отливки (литье в песчаные сухие или сырые формы, литье в оболочковые формы). Ко второй группе относят способы получения отливок в многократных металлических формах, заполняемых расплавом от нескольких сотен до десятков тысяч раз (центробежное литье, литье в кокиль, под давлением). Каждый  из перечисленных способов изготовления отливок имеет свое назначение и область применения.

При выплавке литейных сплавов в плавильные печи загружают металлическую шихту, ферросплавы, лигатуры и флюсы. Металлическая шихта – слитки технически чистых металлов, лом, отходы производства. Лигатура – вспомогательный сплав, вводимый в расплавленный металл с целью восполнения угарающих в процессе плавки химических элементов. Например, для выплавки чугуна и стали лигатурой  служат ферросплавы (ферромарганец, ферросилиций и др.), которые одновременно раскисляют металл. Флюсы служат для образования шлака с требуемыми физико- химическими свойствами (для плавки чугуна и стали флюсом служит известняк). Шлак предохраняет в процессе плавки металл от окисления, служит для удаления неметаллических включений, попадающих в металл вместе с шихтой и образующихся в процессе плавки.

Для улучшения свойств литейных сплавов в процессе плавки, после плавки, в литейном раздаточном ковше, или непосредственно в литейной форме производят модифицирование, легирование и рафинирование.

Модифицирование – введение в жидкий сплав после его плавки специальных добавок – модификаторов, которые служат дополнительными центрами кристаллизации, обеспечивая более мелкозернистое строение сплава и более высокие его механические свойства. Для чугунов и стали модификаторами  являются силикокальций, ферросилиций и др.

Легирование – введение в жидкий сплав различных добавок химических элементов для придания сплаву требуемых свойств (жаропрочности, зносостойкости, коррозионной стойкости т. п.). Рафинирование  – очистка сплавов от ненужных и вредных примесей. Удаление вредных примесей (серы и фосфора) из чугуна и стали выполняют рафинированием их марганцем и известняком.

УЭ 03 -02  МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК      

Проверка достижения целей:

1.     Сопоставьте понятие и  определение

понятие		определение
1	Лигатура	А	Литая деталь или заготовка, полученная заливкой расплава в литейную форму
2	Металлическая шихта	Б	Система каналов, через которые заливают     жидкий металл
3	Литниковая система	В	Вспомогательный сплав, вводимый в расплав с целью восполнения угорающих химических элементов
4	Отливка	Г	Отходы производства

 

1	2	3	4

 

2.      Дополните схему

                       Методы получения отливок

 

…                                                            многократные формы

 

 

 литье в оболоч                    …               литье в          …

 ковые формы                                         кокиль                         

 

 

3.      Сопоставьте названия процессов и их назначение

 

название процесса		назначение
1	Легирование	А	Обеспечение высоких механических свойств сплава
2	Рафинирование	Б	Для придания сплаву особых свойств
3	Модифицирование	В	Очистка сплавов от ненужных и вредных примесей

 

 

УЭ 03 – 03         КЛАССИФИКАЦИЯ ЧУГУНОВ

Цели:

Изучив данный учебный элемент, вы сможете:

                          — классифицировать чугуны в зависимости от состояния углерода и  химического состава, назначения

Оборудование, материалы и вспомогательные средства

Наименование	Количество
презентация

 

УЭ 03 – 03                    КЛАССИФИКАЦИЯ       ЧУГУНОВ

 

Классификация чугунов  осуществляется по следующим признакам:

               — по  назначению – передельные, ферросплавы, литейные

               — по состоянию углерода – свободный и связанный

— по химическому составу – нелегированные ( общего назначения) и легированные (специльного назначения)

По назначению : Передельный (белый) чугун предназначен для переработки на  сталь в плавильных агрегатах, называемых конверторами, а также мартеновских и электрических печах.

         Ферросплавы  выплавляют с высоким процентом кремния или марганца, применяют в качестве специальных добавок (раскислителей) при выплавлении стали. Литейный чугун предназначается главным образом для производства литых заготовок (литья). Он поступает в литейные цеха в виде небольших слитков (чушек) весом до 25кг.  Характерной особенностью чугунов является то, что углерод в сплаве может находиться не только в растворенном и связанном состоянии ( в виде химического соединения – цементита Fe C), но также в свободном состоянии – в виде графита. В зависимости от состояния углерода различают:

—  белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита Fe C;

—  серый чугун, в котором весь углерод или большая его часть находится в свободном состоянии – в виде графита ;

—  ковкий чугун,  который получают из белого путем отжига, углерод находится в виде графита;

—  высокопрочный чугун, который получают из серого путем модифицирования, углерод – в виде графита

В  зависимости от химического состава различают:

1. нелегированные чугуны

         — белый чугун

         —  серый чугун ( СЧ)

  —  ковкий чугун (КЧ)

          —  высокопрочный чугун (ВЧ)

2. легированные чугуны (Ч)- чугуны со специальными свойствами

—  жаростойкий чугун

  —  жаропрочный 

  —  износостойкий

  —  антифрикционный

УЭ 03 – 03  КЛАССИФИКАЦИЯ ЧУГУНОВ

Проверка достижения целей

1.     Дополните схему классификации чугунов в зависимости от

состояния  углерода

                                        Чугуны

                                                                                                              

        …                                                                 Белый чугун

           

 

Высокопрочный                                                                   …      

                                                                         

 

2.      Сопоставьте виды чугунов с их характерными признаками

 

виды чугунов		признаки
1	Высокопрочный	А	Весь углерод в свободном состоянии
2	Белый	Б	Получаемый из белого путем отжига
3	Ковкий	В	Весь углерод в виде цементита
4	Серый	Г	Получаемый модифицированием

    

1	2	3	4

 

  3.     Сопоставьте классификацию чугуна по химическому составу и          названия чугунов:

классификация чугуна по химическому составу
легированный	нелегированный

         1.     белый

          2.     жаростойкий

          3.      серый

          4.     износостойкий

           5.     высокопрочны

           6.     ковкий

           7.     жаропрочный

           8.     антифрикционный                
                                                                               

4.   Соотнесите данные виды  чугунов и их назначение

виды чугунов		назначение
1	передельный	А	Производство чугунного литья
2	ферросплавы	Б	Переплавка в сталь
3	литейный	В	Раскисление стали

 

УЭ 03 – 04   ВЛИЯНИЕ «С» И ПРИМЕСЕЙ НА СВОЙСТВА ЧУГУНА

Изучив данный учебный элемент, вы сможете:

— назвать  постоянные примеси чугуна

               — определить зависимость свойств чугунов от влияния углерода и  постоянных примесей

Оборудование, материалы и вспомогательные средства

Наименование	Количество
презентация

 

УЭОЗ-04     ВЛИЯНИЕ УГЛЕРОДА И ПРИМЕСЕЙ НА СВОЙСТВА ЧУГУНА.

Входящие в состав чугуна элементы определяют его структуру и свойства.

Углерод — важнейшая составляющая чугуна. Если углерод находится в сплаве в  свободном состоянии в виде графита, то чугун становится мягким и хорошо обрабатывается резанием. Если углерод находится в виде цементита (в химически связанном с железом со­стоянии — Ре₂С), то чугун имеет высокую твердость и плохо обрабатывается. В машиностроительных чугунах углерод присутствует в виде графита.  Так как  графит обладает очень низкими механическими свойствами, поэтому чем больше его в чугуне, тем хуже свойства чугуна. Но он способствует повышению обрабатываемости чугунов резанием, придает им антифрикционные свойства при трении и гасит влияние вибраций и ударов. Прочные чугуны содержат 2,8-3 % С.

Кремний является важнейшей после углерода приме­сью в чугуне, способствует выделению углерода в виде графита. Улучшает литейные свойства чугуна (жидкоте­кучесть, усадка) и делает чугун более мягким.

Марганец препятствует графитообразованию, так как связывает углерод в виде цементита. При содержании до 1 % марганец очень полезен, так как повышает проч­ность чугуна и способствует удалению серы из сплава, образуя сернистый марганец (МпS), который, всплывая, уходит в шлак. Этим частично нейтрализует вредное действие серы.

Сера в чугуне является вредной примесью, так как вызывает явление красноломкости (в отливках в горя­чем состоянии образуются трещины). Кроме того, при­сутствие серы ухудшает жидкотекучесть чугуна, вслед­ствие чего он плохо заполняет литейные формы.

Фосфор повышает жидкотекучесть чугуна, но понижает механические свойства чугуна,ухудшает обрабатываемость и вызывает хладноломкость, т. е. склонность к образова­нию трещин в отливках в холодном состоянии.

   Государственные стандарты строго регламентируют массовую долю полезных и вредных примесей в чугунах. Как правило, содержание этих элементов ограничивается следующими верхними пределами, %:

Марганец           0,3 – 1,5

Кремний             0,3 – 5,0

Фосфор             0,20 – 0,65

Сера                  0,08 – 0,12

 

УЭ 03 -04    ВЛИЯНИЕ «С» И ПРИМЕСЕЙ НА СВОЙСТВА ЧУГУНА

Проверка достижения целей:

1.      Допишите

 

                                                          Примеси чугуна

                                               

……..                      …..…                        сера                         ……..

 

2.     Установите соответствие между углеродом, названиями примесей и их влиянием на чугун

 

углерод и примеси		влияние на чугун
1	Кремний		А	При содержании 2,8-3% — повышение прочности чугуна
2	Сера		Б	До 1 % полезен, т. к. повышает прочность чугуна, способствует удалению серы
3	Марганец		В	Вызывает явление хладноломкости
4	Фосфор		Г	Улучшает литейные свойства чугуна, обрабатываемость резанием
5	Углерод		Д	Вызывает явление красноломкости

 

1	2	3	4	5

 

 

 

 

3.      Определите влияние элементов на обрабатываемость чугуна 

( найдите соответствие)                                                                     

Углерод в виде графита	А
Марганец	Б
Кремний	В
Углерод в виде цементита	Г

                                                                                                                        

1	Чугун хорошо обрабатывается
2	Чугун плохо обрабатывается

 

 

 

 

 

 

 

 

УЭ 03 – 05    СВОЙСТВА ЧУГУНОВ. ПРИМЕНЕНИЕ.

Изучив данный учебный элемент, вы сможете:

— назвать свойства чугунов

— указать применение чугунов в зависимости от их свойств

Оборудование, материалы и вспомогательные средства

Наименование	Количество
презентация

   

УЭОЗ-05    СВОЙСТВА ЧУГУНОВ. ПРИМЕНЕНИЕ.

 Белые чугуныочень твердые и хрупкие, плохо обрабаты­ваются режущим инструментом, идут на пере­плавку в сталь.Часть белого чугуна идет на получение ковкого чугуна. Серые чугуныэто литейный чугун.Он хорошо обрабатывается резанием, сопротивляется износу. Высокая демпфирующая способность и износостойкость обусловили при­менение чугуна для изготовления станин различ­ного оборудования, коленчатых и распредели­тельных валов тракторных и автомобильных дви­гателей и др.

Ковкий чугун — условное   название  мягкого и вязкого чугуна, получаемого из белого  чугуна отливкой и дальнейшей термической обработкой. Из-за своей высокой для чугунов пластичности он получил название ковкий. Из ковкого

чугуна изготавливают детали   способные воспринимать по­вторно-переменные и ударные нагрузки и рабо­тающие в условиях повышенного износа, такие, как картер заднего моста, тормозные колодки, ступицы, пальцы режущих аппаратов сельскохо­зяйственных машин, шестерни, крючковые цепи и др.

Высокопрочный чугун получают из серого путем модифицирования его магнием.Этот чугун обладает повышенной прочностью, твердостью по  сравнению с обычными серыми чугунами.

Используется для изготовления де­талей машин, работающих в тяжелых условиях, вместо поковок или отливок из стали. (лопатки направляющего аппарата), тракторов, автомобилей (коленчатые валы, пор­шни) и др.

Легированные чугуны получают путем добавок в расплавленный жидкий чугун  различных легирующих элементов.  Легированные чугуны обладают высокими  механическими свойствами, высокими эксплуатационными свойствами,  имеют высокие литейные свойства, хорошую обрабатываемость различными способами механической обработки

Жаростойкий легированный чугун ( ЧЮ ).  Жаростойкие чугуны способны противостоять коррозионному разрушению под действием воздуха или других газовых сред при высоких температурах. Применяют  для изготовления   деталей контактных аппаратов химического оборудования, компрессоров. Жаропрочный  легированный чугун  ( ЧН ). Жаропрочные чугуны способны выдерживать механические нагрузки без существенных деформаций при

высоких температурах,применяются для изготовления деталей дизелей, компрессоров  и др.

 Износостойкий легированный чугун ( ЧХ ).  Эти чугуны применяют для изготовления деталей, работающих в агрессивных средах. 

Антифрикционные легированные чугуны ( АЧ ).Отливки из антифрикционного чугуна предназначены для работы в паре в узлах трения со смазкой ( подшипники скольжения ). Антифрикционные чугуны представляют собой

железоуглеродистый сплав с твердой металлической основой и мягкими графитовыми включениями, которые создают пористость. Благодаря пористости  вкладыша  в подшипниках длительное время удерживается смазка.

УЭ 03 – 05    СВОЙСТВА ЧУГУНОВ. ПРИМЕНЕНИЕ.

Проверка достижения целей:

1.     Установите соответствие между видами чугунов и их свойствами

виды  чугунов		свойства чугунов
1	Серый	А	Низкий коэффициент трения, способность удерживать смазку
2	Жаростойкий	Б	Высокая устойчивость к абразивному износу и истиранию при высоких температурах
3	Белый	В	Способность выдерживать большие механические нагрузки при высоких температурах
4	Антифрикционный	Г	Высокая коррозионная стойкость при высоких температурах
5	Высокопрочный	Д	Высокая пластичность
6	Ковкий	Е	Высокие механические свойства
7	Жаропрочный	Ж	Высокая демпфирующая способность
8	Износостойкий	З	Очень твердый, хрупкий

 

1	2	3	4	5	6	7	8

 

2.      Сопоставьте виды чугунов и их применение

виды чугунов		применение
1	Высокопрочный	А	Детали дизелей
2	Серый	Б	Аппаратура, устойчивая к воздействию концентрированной азотной и фосфорной кислот
3	Ковкий	В	Получение стали
4	Антифрикционный	Г	Детали машин, работающих в тяжелых условиях ( Коленчатые валы)
5	Жаростойкий	Д	Подшипники скольжения
6	Белый	Е	Износостойкие детали гидромашин
7	Жаропрочный	Ж	Детали, способные воспринимать повторно переменные нагрузки  (Тормозные колодки)
8	Износостойкий	З	Станины станков

 

1	2	3	4	5	6	7	8

 

 

 

 

УЭ 03- 06     МАРКИ ЧУГУНОВ

Изучив данный учебный элемент, вы сможете

— расшифровать марки различных видов чугунов

— определить марку чугуна по результатам  механического испытания

Оборудование, материалы и вспомогательные средства

Наименование	Количество
презентация

 

УЭОЗ-06      МАРКИ ЧУГУНОВ.

Серый чугун

Согласно ГОСТ 1412-70 установлены следующие марки серого чугуна: СЧ00, СЧ120-280, СЧ150-320, СЧ180-360, СЧ210-400, СЧ240-400, СЧ280-480, СЧ320-560, СЧ400-600, СЧ440-640, где буквы СЧ означают серый чугун, первое число показывает предел прочности ( в МПа ) при испытании на разрыв, а второе- предел прочности при испытании на изгиб ( в МПа ) .Чугун марки СЧ00 не испытывается.

Пример расшифровки марки серого чугуна:

СЧ 360-560

       СЧ- серый чугун

        360- предел прочности на разрыв, 360 МПа

        560- предел прочности на изгиб, 560 МПа

Согласно ГОСТ 1412-85 выпускают следующие марки серого чугуна: СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ30, СЧ35, СЧ40, СЧ45, где буквы СЧ означают серый чугун, а цифры- предел прочности на растяжение( на разрыв) в кгс/ мм.

 Пример расшифровки марки серого чугуна:

              СЧ35

СЧ- серый чугун

35- предел прочности на растяжение 35 кгс/мм ( 350 МПа ) 1кгс/мм =10      МПа

Ковкий чугун

Согласно ГОСТ 1412-70 установлены марки ковкого чугуна: КЧ330-8, КЧ370-12 и т. д., Где буквы КЧ означают ковкий чугун, первое число показывает предел прочности на разрыв в МПа , второе число, стоящее после тире- относительное удлинение в %, характеризующее пластичность.

Согласно ГОСТ1215-79 выпускают следующие марки ковкого чугуна: КЧ30-6, КЧ35-10, КЧ70-2 и т. д. ( предел прочности на разрыв в кгс/мм, относительное удлинение в %)

Пример расшифровки марки ковкого чугуна:

КЧ60-3

КЧ- ковкий чугун

60- предел прочности при растяжении, 60 кгс/мм ( 600 МПа)

3- относительное удлинение, 3%

УЭ 03- 06

Высокопрочный чугун

Согласно ГОСТ 1412-70 установлены марки высокопрочного чугуна: ВЧ450-5, ВЧ600-2, ВЧ1200-4 и т. д., где буквы  ВЧ означают высокопрочный чугун, первое число показывает предел прочности на разрыв в МПа, второе число, стоящее после тире – относительное удлинение в %, характеризующее пластичность.

Согласно ГОСТ 7293-85 выпускают следующие марки высокопрочного чугуна: ВЧ 38. ВЧ40 и т.д. ( цифры означают  предел прочности при растяжении в кгс/мм )

Пример расшифровки марки чугуна:

ВЧ450-5  

ВЧ- высокопрочный чугун

450- предел прочности при растяжении, 450 МПа

               5- относительное удлинение, 5 %

Легированные чугуны

Жаропрочные, жаростойкие, износостойкие чугуны.

По ГОСТ 7769-75 различают следующие марки легированного жаростойкого чугуна:ЖЧХ ,   ЖЧХ16,    ЖЧХ 20  и т.д. В обозначении марок чугуна буквы ЖЧ означают жаростойкий чугун,  остальные    буквы – легирующие элементы: Х- хром, С- кремний, Ю- алюминий, Г- кремний, М- молибден,   Д- медь, Т- титан, П- фосфор. Цифры, стоящие после букв, указывают примерное содержание легирующего элемента в целых еденицах. Отсутствие цифры означает, что содержание элемента до 1 %.

П  Пример расшифровки марки чугуна:

     ЖЧХ30

  ЖЧ-  жаростойкий чугун , легированный

   Х30- хром 30%

По ГОСТ 7769-82 различают следующие виды легированных чугунов: жаропрочный, жаростойкий, износостойкий. В маркировке легированных чугунов приняты следующие обозначения: Буквы ЧН- чугун жаропрочный, ЧЮ- чугун жаростойкий, ЧХ- чугун износостойкий. Буквы, стоящие после буквыЧ указывают на наличие легирующих элементов, а число за ними- соответствующее содержание этих элементов в процентах. Буква Ш в конце обозначения марки указывает на то, что чугун с шаровидным графитом.

 Пример расшифровки марки чугуна:

ЧН19Х3Ш

  ЧН- жаропрочный чугун, легированный

  Н19- никель 19%

  Х3- хром 3%

  Ш- шаровидный графит

УЭ 03 -06

Легированные

Антифрикционные чугуны

По ГОСТ 1585-85 выпускаются следующие марки антифрикционных чугунов:  АЧС-6, АЧВ-1, АЧК-2 и т.д. В обозначении марок приняты следующие сокращения: АЧ- антифрикционный чугун, С –серый чугун, В- высокопрочный чугун, К- ковкий чугун. Цифры в маркировке чугунов означают условный номер, который соответствует степени легирования.

Пример расшифровки марки антифрикционного чугуна:

  АЧК-1

 АЧ- антифрикционный чугун

 К- ковкий

 1- условный номер

 

УЭ 03 – 06                    МАРКИ ЧУГУНОВ

Проверка достижения цели:

1.                Закончите расшифровку:

КЧ 38-8                                                               

КЧ —  …                                                                         

 38 —  …                                                                

   8 —  …

СЧ 300 -20

СЧ — …                                                                            

300 —  …                                                                             

20 —  …

 

АЧВ – 2                                                                         

 АЧВ —  …                                                                              

2               —  …

                                                                                             

ЧХ28                                                                               

 ЧХ — …                                                                          

  Х28 — …                                                                       

 

2.      Определите предел прочности при растяжении в данной марке чугуна и пользуясь справочником переведите его в МПа :  ВЧ 45- 5

3.     Расшифровать следующие марки чугунов: 

ЧХ32      ЧН11Г7Ш     АЧК-3     ВЧ 100-4   

 4.  Определите марку чугуна, если  при испытании определили, что предел прочности чугуна    при изгибе равен 64 кгс/мм, а предел прочности  при растяжении — 44 кгс/мм.

 

Контрольные вопросы и задания

1.     Что называется чугуном?

2.     Дайте классификацию чугуна.

3.     Перечислите основные виды чугунов.

4.     Чем обусловлено различие свойств серого и белого чугунов?

5.     Как называется металлургический агрегат, в котором выплавляют чугун?

6.     Какое влияние оказывает углерод и постоянные примеси на свойства чугуна?

7.     Каковы особенности получения ковкого чугуна и высокопрочного?

8.      Где применяются основные виды чугунов?

9.     Что такое легированный чугун? Назовите его марки и применение.

10.   Каким образом подразделяются легированные чугуны по своему назначению?

11.   Укажите назначение и некоторые марки антифрикционных чугунов.

12.    Определите марку чугуна по его механическим свойствам:

Высокопрочный чугун, предел прочности при растяжении – 380 Мпа, относительное удлинение – 17 %. 

 

1.   Заполните таблицу, пользуясь справочником

Марки чугунов	Названия чугунов	Химический состав(легированные чугуны)	Механические свойства
			Предел прочности при растяжении   σВ,Мпа	Относительное удлинение  δ, %	НВ, не более
ЧХ3
ЧЮ22Ш
ЧН19Х3Ш
КЧ 55-4
ВЧ 80-2
СЧ 18
АЧВ — 1

 

 

2.      Пользуясь справочником определите марки чугунов

Области применения	Марки чугунов
Станины станков
Подшипники скольжения
Детали узлов трения, работающие при повышенных температурах: компрессоры, головки цилиндров
турбокомпрессоры
Суппорты, резцедержатели

 

 

3.      Пользуясь справочником выберите материал режущего инструмента ( фрезы)

 

Материал заготовки	Характер обработки	Марка материала инструмента	Химический состав	Механические и физические свойства
Чугун  240 НВ	черновая

 

 

Литература

 

     1. Адаскин А.М. Материаловедение (металлообработка): Учебник для        нач.проф.   образования/       А.М.Адаскин,В.М.З.уев.- 3-е изд., стер.- М.:Издательский центр «Академия»,2004.-240с.

2.  Козлов Ю.С. Материаловедение: Учебн.пособие для средн. проф.техн. училищ. – М.: Высш.шк. 1983.-80с., ил.-(Профтехобразлвание).                             

 3.Чумаченко Ю.Т. Материаловедение. Учебник/Ю.Т.Чумаченко, Г.В.Чумаченко.-4-е изд.,перераб.-Ростов н/д Феникс,2005

4. Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы:  Учебник для  средних специальных учебных заведений. —7-е изд., перераб. и доп. — Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1987. — 363 с, ил.

   5. Макиенко Н.И. Слесарное дело с основами материаловедения. Учебник                        для подготовки рабочих на производстве. Изд. 5-е, перераб. М.: «Высшая школа», 1974.

 

Приложения.  Конторольная  карта преподавателя

 

УЭ 03-01    Чугун. Общая схема получения чугуна.         

1. в

 2.железная руда, топливо, флюсы

 

3.       

 

 

 

4.

 

 

 

  5.        оксидов железа, пустой породы

 

6.           доменных печах

 

УЭ 03 – 02

 1.

 

 2.

разовые формы

песчаные формы

центробежное литье

под давлением

 3.

 

УЭ 03-03

1.                          серый, ковкий

 

2.        

1	2	3	4
Г	В	Б	А

 

3

легиров	нелегиров
2	1
4	3
7	5
8	6

 

4.

 

УЭ 03-04

1. кремний, марганец, фосфор

 

2.

 

 

3

 

УЭ 03-05

1.          

1	2	3	4	5	6	7	8
Ж	Г	З	А	Е	Д	В	Б

2.

1	2	3	4	5	6	7	8
Г	З	Ж	Д	Б	В	А	Е

 

УЭ 03-06

1. КЧ -7

38- 4,6

 8-1

 

 СЧ-8

 300-4,6

 20-10

 

 

АЧВ-3

 2-5

 

ЧХ-2

 Х28-9

 

2.       45кг/мм =450 МПа

 

3.                      ЧХ32

ЧХ- легированный, износостойкий

 Х32-хром 32%

 

ЧН11Г 7Ш

ЧН-легиров, жаропрочный

 Н11-никель 11%

  Г 7- марганец 7%

  Ш – Шаровидная форма графита

 

АКЧ-3

Антифрикц.ковкий чугун

3- условный номер

 

ВЧ 100-4

ВЧ-высокопрочный чугун

100-предел прочности при растяжении

4- относит.удлинение

 

4. СЧ 44-64

СВАРКА ЧУГУНА.

Характеристика и классификация. чугунов

Чугуном называется сплав железа с углеродом, со­держащий углерод от 2 до 6,67%. Наряду с углеродом в чугуне содержится кремний, марганец, сера и фосфор. Содержание серы и фосфора в чугуне больше, чем в ста­ли. В специальные (легированные) чугуны вводят леги­рующие добавки — никель, молибден, ванадий, хром и др.

Чугун делится по структуре — на белый, серый и ковкий; по химическому составу — на легированный и нелегированный.

Белый чугун — это такой чугун, в котором боль­шая часть углерода химически соединена с железом в виде цементита (Fe3C). Цементит имеет светлый цвет, обладает большой твердостью и хрупкостью. Поэтому белый чугун также имеет в изломе светло-серый, почти белый цвет, очень тверд, не поддается механической об­работке и сварке, поэтому ограниченно применяется в «• качестве конструкционного материала. Белые чугуны используются для получения ковких чугунов.

Серый чугун — это такой чугун, в котором боль­шая часть углерода находится в свободном состоянии в виде графита. Серый чугун мягок, хорошо обрабатывает­ся режущим инструментом, в изломе имеет темно-серый цвет. Температура плавления серого чугуна —• 1100— 1250° С. Чем больше в чугуне углерода, тем ниже тем­пература его плавления и выше жидкотекучесть.

Кремний уменьшает растворимость углерода в же­лезе, способствует распаду цементита с выделением сво­бодного графита. При сварке происходит окисление кремния, окислы кремния имеют температуру плавления более высокую, чем свариваемый металл, и тем самым затрудняют процесс сварки.

Марганец связывает углерод и препятствует выделе­нию графита. Этим самым он способствует отбеливанию чугуна. Марганец образует сернистые соединения (MnS), не растворимые в жидком и твердом чугунах и легко- удаляемые из металла в шлак. При содержании марган­ца более 1,5% свариваемость чугуна ухудшается.

Сера в чугунах является вредной примесью. Она за­трудняет сварку, понижает прочность и способствует об­разованию горячих трещин. Сера образует с железом химическое соединение — сернистое железо, препятст­вует выделению графита и способствует отбеливанию чу­гуна. Верхний предел содержания серы в чугунах — 0,15%. Для ослабления вредного влияния серы в чугунах содержание марганца должно быть в три ра­за больше.

Фосфор в чугуне увеличивает жидкотекучесть и

Марка чугуна	Предел прочности, кгс/мм-	Твердость по Бринеллю	Марка чугуна	Предел прочности, кгс/мм;	Твердость по Бринеллю
при растяже­ нии	при изги­бе	при растя­жении	при изги­бе
СЧ	12-28	12	28	143—229	СЧ	28-48	28	48	170—241
СЧ	15-32	15	32	163—229	СЧ	32-52	32	52	187—255
СЧ	18-36	18	36	170—229	СЧ	36-56	36	56	197—269
СЧ	21-40	21	40	170—241	СЧ	40-60	40	60	207—269
СЧ	24-44	24	44	170—241	СЧ	44-64	44	64	229—289

улучшает его свариваемость, но одновременно понижает температуру затвердевания, повышает хрупкость и твер­дость. Содержание фосфора в серых чугунах не должно превышать 0,3%.

По ГОСТ 1412—70 марка серого чугуна обозначает­ся буквами СЧ и двумя числами, из которых первое обозначает величину временного сопротивления чугуна при растяжении в кгс/мм2, а второе — то же, при изгибе Механические свойства серых чугунов приведены в табл. 45.

Наиболее прочен серый чугун марки СЧ 44-64, твер­дость по Бринеллю составляет от 229 до 289.

Ковкий чугун получают из белого чугуна терми­ческой обработкой — длительной выдержкой при тем­пературе 800—850° С. При этом углерод в чугуне выде­ляется в виде хлопьев свободного углерода, располагаю­щихся между кристаллами чистого железа. В зависимо­сти от режима термической обработки получают ковкий чугун ферритной или перлитной структуры.

При нагреве ковких чугунов свыше 900° С графит может распадаться и образовывать химическое соедине­ние с железом — цементит (Fe3C), при этом деталь те­ряет свойства ковкого чугуна. Это затрудняет сварку ковкого чугуна, так как для получения первоначальной структуры ковкого чугуна его приходится после сварки подвергать полному циклу термообработки.

Ковкий чугун обозначают буквами КЧ и двумя чис­лами: первое указывает временное сопротивление при растяжении кгс/мм2, второе — относительное удлинение

Марка чугуна	Предел прочности, КГс/ММ‘	Относител ь — ное удлине­ние, %	Твердость по Бринеллю	Марка чугуна	Предел прочности, кгс/см*	Относитель­ное удлине­ние, %	Твердость по Бринеллю
кч зо — 6	30	6	163	КЧ 45-6	45	6	241
кч 33- 8	33	8	163	КЧ 50-4	50	4	241
кч 35-10	35	10	163	КЧ 60-3	60	3	260
кч 37-12	37	12	163

в процентах. Механические свойства ковких чугунов приведены в табл.46.

Легированные чугуны имеют специальные примеси хрома, никеля, молибдена, благодаря которым повышается его кислотостойкость, прочность при удар­ных нагрузках и др.

Высокопрочный чугун получают из серого чу­гуна специальной обработкой — введением в жидкий чугун при температуре не ниже 1400° С чистого магния или его сплавов. Графит в высокопрочном чугуне име­ет сфероидальную форму.

Свариваемость чугуна. Чугун является трудносвари — ваемым сплавом. Трудности при сварке чугуна обуслов­лены его химическим составом, структурой и механиче­скими свойствами, поэтому при сварке чугуна необходи­мо учитывать следующие его свойства:

чугун более жидкотекучий сплав, чем сталь, поэтому сварка его производится только в нижнем положении;

малая пластичность чугуна, характеризующаяся воз­никновением в процессе сварки значительных внутрен­них напряжений и закалочных структур, которые часто приводят к образованию трещин;

интенсивное выгорание углерода, что приводит к по­ристости сварного шва;

в расплавленном состоянии чугун окисляется с обра­зованием тугоплавких окислов, температура плавления которых выше, чем чугуна.

Сварка чугуна применяется в основном для исправле­ния литейных дефектов, при ремонте изношенных и по­врежденных деталей в процессе эксплуатации и при из­готовлении сварно-литых конструкций,

Горячая газовая сварка чугуна нашла широкое при — менение при исправлении дефектов литья, а также ре­монте небольших чугунных деталей.

Способ горячей сварки чугуна является наиболее на­дежным способом, обеспечивающим лучшее качество сварного соединения. Выбор способа сварки определяет­ся составом чугуна, конст­рукцией детали, характе­ром дефекта и условиями работы.

Процесс горячей газо­вой сварки разбивается на целый ряд отдельных опе­раций, от которых зависит качество сварного соедине­ния. К этим операциям от­носятся: подготовка дета­лей под сварку; предвари­тельный подогрев деталей; сварка деталей; охлажде­ние деталей после сварки.

Подготовка к сварке определяется видом дефекта отливки или характером поломки детали. Для предот­вращения распространения трещин концы их перед свар­кой рекомендуется засверливать. Раковины, трещины и другие поверхностные дефекты подготавливаются раз­делкой места заварки. Разделка ведется вырубкой или другими механическими способами.

Свариваемое изделие перед сваркой собирают и при­хватывают по кромкам. Диаметр прихваток не должен превышать 5—6 мм Без подготовки кромок свариваются детали толщиной до 4 мм. На деталях толщиной свыше 5 мм производится разделка кромок под углом 70—90°. Свариваемые кромки тщательно очищают от грязи, ржавчины, масла или других загрязнений металлической Щеткой или пламенем сварочной горелки.

Детали, подготовленные под горячую сварку, подвер­гаются нагреву до 500—700° С. Температура общего предварительного подогрева определяется размером де­талей, толщиной стенок, жесткостью конструкции, объе­мом наплавляемого металла и структурой чугуна. Об­щий подогрев свариваемых деталей ведется в электриче-

ских и газовых печах, а при единичных ремонтных ра­ботах — в специальных термических печах, ямах и гор­нах.

Для общего нагрева, а также последующей термиче­ской обработки сваренных деталей, используются горны и печи различного типа. На рис. 108 представлен горн, состоящий из металлического каркаса и чугунной опоки с колосниковой решеткой. Естественная тяга через ко-

Рис. 109 Печи: а — камерная, б —с выдвижным подом

лосниковую решетку обеспечивает такую скорость сго­рания кокса, которая необходима для постепенного на­грева деталей. При сварке чугуна используют также ка­мерные печи (рис. 109, а) и печи с выдвижным подом (рис. 109, б).

При отсутствии специальных печей на месте сварки сооружаются временные печи. При пользовании времен­ными печами деталь обкладывают древесным углем и закрывают асбестом. Для поступления воздуха делают снизу отверстие или оборудуют специальную систему поддува. После того, как свариваемая деталь нагреет­ся до требуемой температуры, ее извлекают из печи и подают на рабочее место сварщика. Во избежание ох­лаждения свариваемой детали во время сварки ее за­крывают листовым асбестом. Открытым остается только место сварки. После сварки изделие медленно охлажда­ется в яме или вместе с горном. Равномерное и медлен­ное охлаждение предупреждает коробление, образование трещин и структур отбела.

Сварка чугуна выполняется нормальным пламенем или пламенем с небольшим избытком ацетилена. В на­чале сварки пламя горелки устанавливается почти верти­кально, по мере сварки устанавливают необходимый угол в зависимости от толщины свариваемого металла. Ядро пламени должно находиться на расстоянии 2— Змм от поверхности свариваемого металла. Наконечник горелки выбирается из расчета расхода ацетилена 120 дм3/ч на 1 мм толщины свариваемого металла.

В качестве присадки согласно ГОСТ 2671—70 для горячей газовой сварки применяются чугунные прутки марки А диаметром 4, 6, 8 и 12 мм, длиной 250—450 мм. Чугунные прутки марки А имеют следующий химический состав: углерода 3,0—3,5%, кремния 3,0—3,4%, марган­ца 0,5—0,8%, серы не более 0,08%, фосфора 0,2—0,4%, хрома не более 0,05%, никеля 0,3%. Чугунные прутки марки А с торца маркируют белой краской. Прутки должны храниться в сухом месте в ящиках или на стел­лажах.

При горячей сварке чугуна необходимо учитывать резкий переход из жидкого состояния в твердое и обра­зование окисной пленки на поверхности жидкой ванны, что затрудняет выделение газа из жидкого металла. Для облегчения выделения газа сварочную ванну необходимо непрерывно похмешивать присадочным прутком.

При горячей газовой сварке чугуна применяется флюс, способствующий улучшению процесса сварки и удаления образовавшихся окислов. В качестве флюса используются прокаленная бура или смесь 56% прока­ленной буры, 22% углекислого натрия и 22% углекисло­го калия. Кроме того, при сварке чугуна можно приме­нить газообразный флюс БМ-1 (ТУП-42-64).

В процессе сварки сварщику необходимо следить за тем, чтобы в наплавленном металле не оставалось шла­ка и расплавленный присадочный металл хорошо сплав­лялся с основным металлом.

Для получения сварного соединения, свойства кото­рого равноценны свойствам основного металла, необхо­димо после сварки уменьшить скорость охлаждения. Для

этого пламя сварочной горелки отводят от поверхности свариваемого металла на 50—60 мм, а наплавленный ме­талл подогревают пламенем в течение 1—1,5 мин.

Для уменьшения внутренних напряжений в массив­ных деталях сложной конфигурации рекомендуется сва­ренные детали подвергать вторичному нагреву до темпе­ратуры 600—750° С и охлаждать вместе с печью.

Классификация и свойства чугуна

Как правило, отливки из чугуна занимали более чем 50% веса машинного оборудования, поэтому они очень важно для промышленности одной страны.

Классификация чугуна

1. Белый чугун

Углерод находится на поверхности ферритов с мелкой фракцией и в виде Fe3c, участок белого чугуна в ленте белый цвет, особенности его твердые и хрупкие, трудно быть обрабатывается машиной и мало используется для производства деталей.Главный использование: он используется в качестве сырья для производства стали, также может быть дело с ковким чугуном.

2. Серый чугун

Углерод находится на поверхности ферритов с мелкой фракцией и всей выполнена в виде графита, сечение серого цвета. Это используется широко фактически он занимает 80% чугуна. Их особенности мягкие, хрупкие, малой интенсивности и небольшой тяжести. Это включает в себя обычный серый чугун, ковкий чугун, ковкий чугун и чугун с вермикулярным графитом.

3. Пестрый чугун

Относится к переходной ткани между белым чугуном. и серый чугун. Потому что его свойство не очень хорошее, так что это использовал мало.

4. Ковкий чугун
Ковкий чугун также называют чугуном с шаровидным графитом или SG. железо. Из-за шаровидного агента графитовая форма показана как сферодаль, поэтому это железо будет иметь большее удлинение и более высокое предел прочности на разрыв и текучесть.

Факторы, влияющие на микроструктуру и свойства

1.Содержание углерода

Когда C = 0,8%, это перлитный серый чугун, кусочек графита небольшой и интенсивность высока, поэтому раньше из него производились важные детали. Когда C <0,8% они перлиты и ферритный серый чугун, они имеют высокую твердость и свойство хорошие, поэтому подходит для обычной машины части.

2. Степень графитации

Химическая составляющая чугунов, скорость охлаждения отливок. утюги кристаллизуются, перегрев железной воды и покой в высокая температура все влияет на графитизацию.

Развитие чугуна

После вступления Китая в ВТО, чугунолитейные заводы встретили большие успехи. возможности и проблемы. Китай имеет большой рыночный потенциал в внутренние и зарубежные. Передовая технология оказывает большое влияние на традиционные отрасли, использование искусственного интеллекта и Чистая технология может улучшить систему управления, гарантируя качество продуктов.

Дом | Еще статьи

Классификация чугунов — коррозионная стойкость

Существует шесть основных типов чугунов и несколько разновидностей каждого. Типы железа классифицируются в зависимости от того, как избыточный углерод присутствует в микроструктуре. Соответствие промышленной и микроструктурной классификации, а также стадии финальной обработки при получении обычных чугунов приведены в таблице 1.

Таблица 1 Классификация чугуна по товарному наименованию, микроструктуре и трещине

Торговое обозначение	Фаза, богатая углеродом	Матрица (а)	Перелом	Окончательная структура после
Серый чугун	Графит пластинчатый	П	Серый	Затвердевание
Ковкий чугун	Шаровидный графит	Ф, П, А	Серебристо-серый	Отверждение или термическая обработка
Чугун с компактным графитом	Графит вермикулярный уплотненный	Ф, П	Серый	Затвердевание
Белый утюг	Fe3C	П, М	Белый	Отверждение и термическая обработка1 ^ «1
Пестрый чугун	Пластинчатый Gr + Fe3C	П	Пятнистый	Затвердевание
Ковкий чугун	Закаленный графит	Ф, П	Серебристо-серый	Термическая обработка
Ковкий чугун после закалки	Шаровидный графит	по адресу	Серебристо-серый	Термическая обработка

(а) F, феррит; P — перлит; А, аустенит; М, мартенсит; Ат, аустемперированный (бейнит).

(а) F, феррит; P — перлит; А, аустенит; М, мартенсит; Ат, аустемперированный (бейнит).

(b) Белый чугун обычно не подвергают термообработке, за исключением снятия напряжения и продолжения превращения аустенита.

Белый чугун практически не содержит графита, и большая часть углерода присутствует в виде отдельных зерен твердого Fe3C. Белое железо демонстрирует белую кристаллическую поверхность излома, потому что излом происходит вдоль пластин карбида железа. Белый чугун содержит от 2,0 до 3.6% C и 0,5–2,0% Si с высоколегированными марками, содержащими до 7% Ni, 28% Cr и 3,5% Mo.

Белые чугуны обладают высокой прочностью на сжатие и хорошо сохраняют прочность и твердость при повышенных температурах, но их чаще всего используют из-за их превосходной устойчивости к износу и истиранию. За эти свойства в первую очередь ответственны массивные карбиды в микроструктуре.

Ковкий чугун содержит плотные узелки чешуек графита. Их называют «отпущенным углеродом», потому что они образуются во время длительного отжига белого чугуна подходящего состава. Ковкий чугун содержит от 2,2 до 2,9% C и от 0,9 до 1,9% Si. Предел прочности на разрыв может составлять от 275 МПа (40 фунтов на квадратный дюйм) до 725 МПа (105 фунтов на квадратный дюйм).

Серый чугун, наиболее часто используемый чугун, содержит углерод в виде чешуек графита. Серый чугун имеет серую поверхность излома, поскольку излом происходит вдоль пластин (чешуек) графита. Серый чугун обычно содержит от 2,5 до 4,0% C, от 1 до 3% Si и от 0,1 до 1,2% Mn. Предел прочности при растяжении составляет от 140 до 415 МПа (от 20 до 60 тысяч фунтов на квадратный дюйм), при этом более высокая прочность возможна для высоколегированного серого чугуна.

Серый чугун обладает несколькими уникальными свойствами, которые обусловлены наличием в его микроструктуре чешуйчатого графита. Серый чугун легко обрабатывается при твердости, обеспечивающей хорошую износостойкость. Он сопротивляется истиранию в условиях граничной смазки (в условиях, когда поток смазки недостаточен для поддержания полной пленки жидкости). Он обладает выдающимися свойствами для приложений, связанных с гашением колебаний или умеренным тепловым ударом.

Ковкий чугун, также известный как сфероидальный графит или чугун с шаровидным графитом, содержит сферолитовый графит, в котором хлопья графита образуют шарики, как и листья капусты.Ковкий чугун назван так потому, что в литом виде он демонстрирует измеримую пластичность. Ковкий чугун обычно содержит от 3 до 4% C, от 1,8 до 2,8% Si и от 0,1 до 1,0% Mn. В ковкий чугун иногда вносят легирующие добавки для повышения термостойкости и коррозионной стойкости. Эти легированные марки могут содержать от 1 до 6% Si, от 0,7 до 2,4% Mn, от 18 до 36% Ni и до 5,5% Cr.

Главным преимуществом высокопрочного чугуна перед серым чугуном является сочетание высокой прочности и пластичности — минимальное удлинение до 18% для ферритного высокопрочного чугуна с пределом прочности на разрыв 415 МПа (60 тыс. Фунтов на квадратный дюйм) по сравнению с только около 0.6% удлинение для серого чугуна сопоставимой прочности. Мартенситный ковкий чугун с пределом прочности на разрыв около 830 МПа (120 ksi) демонстрирует удлинение не менее 2%.

Шлифованный высокопрочный чугун. Если ковкий чугун подвергается аустенизации и закалке в солевой ванне или ванне для превращения горячего масла при температуре от 320 до 550 ° C (от 610 до 1020 ° F) и выдерживается при этой температуре, превращение в структуру, содержащую в основном бейнит с незначительной долей аустенита (рис. 1). Преобразованные таким образом чугуны называются ковкими чугунами после закалки.В зависимости от времени трансформации и температуры ванны для трансформации при аустемперировании образуется ряд структур. Эти свойства характеризуются очень высокой прочностью, некоторой пластичностью и ударной вязкостью и часто способностью к деформационному упрочнению, что дает значительно более высокую износостойкость, чем у других ковких чугунов. Ковкий чугун после отпущенной закалки демонстрирует удлинение более 5% при прочности на разрыв, превышающей 1000 МПа (145 ksi).

Рис. 1 Сравнение микроструктур ковкого чугуна.(а) Микроструктура нормализованного высокопрочного чугуна с перлитной матрицей. (б) Микроструктура (мартенсит отпуска) высокопрочного чугуна, подвергнутого закалке и отпуску. (c) Микроструктура ковкого чугуна после отпуска, демонстрирующая матрицу верхнего бейнита и остаточного аустенита. Все выгравировано в пикрале. 500x

Рис. 1 Сравнение микроструктур ковкого чугуна. (а) Микроструктура нормализованного высокопрочного чугуна с перлитной матрицей. (б) Микроструктура (мартенсит отпуска) высокопрочного чугуна, подвергнутого закалке и отпуску. (c) Микроструктура ковкого чугуна после отпуска, демонстрирующая матрицу верхнего бейнита и остаточного аустенита.Все выгравировано в пикрале. 500x

Компактный графит (CG), или чугуны с вермикулярным графитом, имеют структуру и свойства, которые находятся между серым чугуном и ковким чугуном. Графит образует взаимосвязанные чешуйки, как в сером чугуне, но чешуйки короче и толще. Чугуны CG содержат от 2,5 до 4,0% C, от 1,0 до 3,0% Si с содержанием марганца от 0,1 до 0,6%, в зависимости от того, желательна ли ферритная или перлитная структура.

Высоколегированный чугун содержит более трех процентов сплава и коммерчески классифицируется отдельно.Как указано выше, высоколегированные чугуны могут быть из белого чугуна, серого чугуна или ковкого чугуна. Матрица может быть ферритной, перлитной, мартенситной или аустенитной, в зависимости от того, какой легирующий элемент преобладает в составе. В таблице 2 приведены приблизительные диапазоны содержания сплава для различных типов легированных чугунов, используемых для износостойких, коррозионно-стойких и жаропрочных применений.

Таблица 2 Диапазоны содержания легирующих элементов для различных типов легированных чугунов

Описание	Состав, мас.% (А)									Матричная структура в литом виде (в)
	ТК (б)	млн	П	ю	Si	Ni	Кр	Пн	Cu
Устойчивый к истиранию белый утюг

Белый чугун с низким содержанием углерода1®	2. 22,8	0,20,6	0,15	0,15	1,0–1,6	1,5	1.0	0,5	(д)	КП
Белый чугун с высоким содержанием углерода и низким содержанием кремния	2,83,6	0.32,0	0,30	0,15	0,3–1,0	2,5	3,0	1.0	(д)	КП
Мартенситное никель-хромовое железо	2,53,7	1,3	0,30	0.15	0,8	2,7-5,0	1,1-4,0	1.0		М, А
Мартенситный никель, высокохромистое железо	2,53,6	1,3	0,10	0,15	1,0–2,2	5-7	7-11	1. 0		М, А
Мартенситное хромомолибденовое железо	2,03,6	0,51,5	0,10	0,06	1.0	1,5	11-23	0,53,5	1,2	М, А
Железо высокохромистое	2.33,0	0,51,5	0,10	0,06	1.0	1,5	23-28	1,5	1,2	М
Коррозионно-стойкие утюги
Высококремнистое железо (ж)	0.41,1	1,5	0,15	0,15	14-17		5,0	1. 0	0,5	Факс
Железо высокохромистое	1,24,0	0,31,5	0.15	0,15	0,5–3,0	5,0	12-35	4,0	3,0	М, А
Никель-хромовый серый чугун * 8 «1	3,0	0,51,5	0,08	0,12	1.0–2,8	13,536	1,5-6,0	1.0	7,5	А
Никель-хромовый высокопрочный чугун®	3,0	0,74,5	0,08	0,12	1,0–3,0	18-36	1.0-5,5	1. 0		А
Жаропрочные серые чугуны
Среднекремнистое железо®	1,62,5	0,40,8	0,30	0,10	4,0-7,0					Факс
Никель-хромовое железо®	1.83,0	0,41,5	0,15	0,15	1.02.75	13,536	1,8-6,0	1.0	7,5	А
Никель-хром-кремний-железо®	1,82,6	0.41,0	0,10	0,10	5,0-6,0	13-43	1,8-5,5	1. 0	10,0	А
Высокоалюминиевый чугун	1,32,0	0,41,0	0,15	0.15	1,3-6,0		20-25 Al			Факс

Жаропрочный ковкий чугун
Ковкий чугун со средним содержанием кремния	2,83,8	0,20,6	0,08	0,12	2.5-6,0	1,5		2,0 ​​		Факс
Никель-хромовый высокопрочный чугун (h)	3,0	0,72,4	0,08	0,12	1,755,5	18-36	1. 75-3,5	1.0		А
Термостойкие белые утюги
Ферритная марка	1-2,5	0,31,5			0,5–2,5		30-35			Факс
Аустенитная марка	1-2.0	0,31,5			0,5–2,5	10-15	15-30			A

(a) Если указано одно значение, а не диапазон, это значение является максимальным пределом.

(b) Общий углерод.

(в) КП — перлит крупный; М, мартенсит; А, аустенит; F, феррит.

(d) Может быть произведен из композиции на основе ковкого чугуна.

(e) Медь может полностью или частично заменять никель.

(f) Такие, как Duriron, Durichlor 51, Superchlor.

(г) Например, аустенитное железо Ni-Resist (ASTM A 436).

(h) Например, аустенитный высокопрочный чугун Ni-Resist (ASTM A 439).

(j) Например, Nicrosilal

Читать дальше: Очистка отливок

Была ли эта статья полезной?

Чугун

Чугун

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

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

Во время затвердевания основная часть углерода выпадает в виде графита или цементита. Когда затвердевание только что завершено, осажденная фаза погружается в матрицу аустенита, которая имеет равновесную концентрацию углерода около 2 мас.%. При дальнейшем охлаждении концентрация углерода в аустените уменьшается по мере того, как из твердого раствора выделяется больше цементита или графита. В случае обычного чугуна аустенит затем разлагается на перлит при температуре эвтектоида. Однако в серых чугунах, если скорость охлаждения за счет температуры эвтектоида достаточно мала, то получается полностью ферритная матрица с отложением избыточного углерода на уже существующем графите.

Белый чугун твердый и хрупкий; их нелегко обработать.

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

Серый чугун более мягкий с микроструктурой графита в матрице из преобразованного аустенита и цементита. Чешуйки графита, которые представляют собой трехмерные розетки, имеют низкую плотность и, следовательно, компенсируют сжатие при замерзании, что дает хорошие отливки без пористости.

Чешуйки графита обладают хорошими демпфирующими характеристиками и хорошей обрабатываемостью (потому что графит действует как стружколом и смазывает режущие инструменты. В приложениях, связанных с износом, графит полезен, потому что он помогает удерживать смазочные материалы. Однако чешуйки графита также являются концентраторами напряжений, что приводит к плохой ударной вязкости. Рекомендуемое прилагаемое напряжение растяжения составляет лишь четверть его фактического предела прочности на растяжение.

Известно, что сера в чугунах способствует образованию чешуек графита.Графит может быть вызван осаждением сфероидальной формы путем удаления серы из расплава с использованием небольшого количества карбида кальция. За этим следует небольшое количество магния или церия, которые отравляют предпочтительные направления роста и, следовательно, приводят к изотропному росту, в результате чего образуются сфероиды графита. Обработка кальцием необходима перед добавлением магния, поскольку последний также имеет сродство как к сере, так и к кислороду, тогда как его сфероидизирующая способность зависит от его присутствия в растворе в жидком железе.Магний часто добавляют в виде сплава с железом и кремнием (Fe-Si-Mg), а не в виде чистого магния.

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

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

Последний прорыв в производстве чугунов заключается в том, что матрица чугуна с шаровидным графитом представляет собой не перлит, а бейнит.Это приводит к значительному повышению ударной вязкости и прочности. Бейнит получают путем изотермического превращения аустенита при температурах ниже той, при которой образуется перлит.

Вы можете щелкнуть изображения, чтобы увеличить их. Также можно загружать изображения с очень высоким разрешением (6 Мбайт каждое), а также кристаллические структуры феррита, цементита, графита и аустенита.

Чугун серый, Fe-3.2C — 2,5Si мас.%, Содержащий чешуйки графита в перлитной матрице. Пятнистые белые области представляют собой фосфидную эвтектику. Травка: Nital 2%	Серый чугун, Fe-3,2C-2,5Si мас.%, Содержащий чешуйки графита в перлитной матрице. Можно разрешить пластинчатую структуру перлита, которая состоит из чередующихся слоев цементита и феррита. Пятнистые белые области представляют собой фосфидную эвтектику. Травка: Nital 2%

Химический состав чугуна аналогичен химическому составу серого чугуна, но с 0. 05 мас.% Магния. Все образцы протравлены 2% ниталом.

Иллюстрация пластичности чугуна с шаровидным графитом. Фотография воспроизведена из журнала Physical Metallurgy of Engineering Materials Э. Р. Петти с разрешения Института материалов.	Чугун с шаровидным графитом, Fe-3,2C-2,5Si-0,05Mg мас.%, Содержащий узелки графита в перлитной матрице.Один из конкреций окружен ферритом просто потому, что область вокруг конкреции обезуглерожена в виде углеродных отложений на графите. Травка: Nital 2%

Чугун с шаровидным графитом обычно имеет перлитную матрицу. Однако отжиг вызывает осаждение углерода в перлите на имеющийся графит или образование дополнительных мелких частиц графита, оставляя после себя ферритную матрицу. Это придает утюгу еще большую пластичность. Все образцы протравлены 2% ниталом.

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

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

Ковкий чугун в литом состоянии. Конкреции графита, перлита (темные островки) и феррита (светлый фон).Травка: Nital 2%	Ковкий чугун в литом состоянии. Конкреции графита, перлита (темные островки) и феррита (светлый фон). Травка: Nital 2%
Аустенизация 950C, аустенизация 350C в течение 64 мин.	Аустенитизировано при 950 ° C, аустенизировано при 350 ° C в течение 64 мин.

На следующих изображениях автомобильные компоненты из закаленного высокопрочного чугуна с шаровидным графитом предоставлены Институтом инженеров по литью металлов.Чтобы избежать деформации, коленчатый вал спортивного автомобиля TVR подвергается грубой механической обработке после литья, термообработке для получения бейнитной микроструктуры, а затем соответствующей механической обработке. Сообщается, что он обладает отличными усталостными свойствами; его демпфирующие характеристики из-за графита снижают шум двигателя.

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

Рычаг подвески прицепа грузовика изначально был изготовлен из сварной стали для использования при транспортировке по суровой австралийской глубинке. Они вышли из строя на сварных швах и были связаны с деформациями, которые привели к ускоренному износу шин. Подвеска, изготовленная из литого высокопрочного чугуна с закаленным шаровидным графитом, оказалась намного более прочной.

TVR Tuscan Speed ​​6, высокопроизводительный спортивный автомобиль с закаленным коленчатым валом из ковкого чугуна.	Коленчатый вал из закаленного высокопрочного чугуна для спортивного автомобиля TVR.
Рычаг подвески из высокопрочного чугуна для Ford Mustang Cobra	Рычаг подвески прицепа грузового автомобиля, изготовленный из закаленного высокопрочного чугуна, Steele and Lincoln Foundry.

Чугун

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

Чугун Blackheart.	Чугун Blackheart. Травка: Nital 2%

Этот чугун используется в случаях, когда желательна очень высокая износостойкость. Например, при сильном дроблении горных пород и полезных ископаемых. Он содержит комбинацию очень прочных карбидообразующих легирующих элементов.Следовательно, его химический состав составляет Fe-2.6C-17Cr-2Mo-2Ni мас.%.

Все образцы травятся с использованием реактива Виллелы, который представляет собой смесь пикриновой кислоты, соляной кислоты и этанола. Материал, из которого были получены эти микрофотографии, был любезно предоставлен доктором Арнольдо Бедолла-Хакуинде из Мексики. Подробная информация о чугуне опубликована в International Journal of Cast Metals Research, 13 (2001) 343-361.

Белая фаза представляет собой богатый хромом карбид, известный как M 7 C 3 .Матрица состоит из дендритов аустенита, некоторые из которых могли преобразоваться в мартенсит. Также могут быть относительно небольшие количества карбидов других сплавов.	Белая фаза — это богатый хромом карбид, известный как M 7 C 3 . Матрица состоит из дендритов аустенита, некоторые из которых могли преобразоваться в мартенсит. Также могут быть относительно небольшие количества карбидов других сплавов.

Процесс литья никогда не бывает идеальным, особенно при работе с крупными деталями. Вместо того, чтобы списывать дефектные отливки, их часто можно отремонтировать сваркой. Естественно, очень высокая концентрация углерода в типичных чугунах вызывает трудности из-за введения хрупкого мартенсита в зону термического влияния сварного шва. Поэтому необходимо предварительно нагреть до температуры около 450 ° C с последующим медленным охлаждением после сварки, чтобы избежать растрескивания.

Материалы, используемые в качестве наполнителей во время сварки, обычно содержат большие концентрации никеля, поэтому получаемый аустенитный металл сварного шва нечувствителен к улавливанию углерода из чугуна.Отложения мягкие и могут быть обработаны для придания необходимой формы и отделки. Конечно, никель стоит дорого, поэтому при крупном ремонте сварной зазор сначала покрывается («смазывается маслом») наполнителем, богатым никелем, а затем оставшийся зазор заполняется менее дорогим присадочным металлом из низкоуглеродистой стали.

Первый в мире железный мост 1779 года. Вся конструкция сделана из чугуна. Фотографии любезно предоставлены Ёкота Томоюки и его семьей.

жетон полпенни Коулбрукдейла, 1792

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

Токен предоставлен Майклом Куком.

III

Чугун имеет «твердый вид» и привлекательный внешний вид. Есть много обычных применений чугуна.

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

Следующие фотографии были любезно предоставлены Джимом Чарльзом.

Древние украшения из чугуна

Древние украшения из чугуна

Образцы деталей из чугуна и окружающей среды

Фотографии любезно предоставлены Мэтью Питом

Чугун, Буэнос-Айрес, Аргентина

Puerot Madero, Буэнос-Айрес, Аргентина	Пуэрот-Мадеро, Буэнос-Айрес, Аргентина.Массивные чугунные причалы украшают берег, сделанные на литейном заводе в Кардиффе, Уэльс, Великобритания.	Пуэрот-Мадеро, Буэнос-Айрес, Аргентина. Массивные чугунные причалы украшают берег, сделанные на литейном заводе в Кардиффе, Уэльс, Великобритания.
Puerot Madero, Буэнос-Айрес, Аргентина	Мост женщины (Пуэнте-де-ла-Мухер), Буэнос-Айрес, Аргентина

Чугунные ворота дворца Гуэля работы Гауди в Барселоне

Следующие фотографии любезно предоставлены Франциской Кабальеро и Карлосом Капдевилой Монтес.

Рецензия на книгу о чугунных изделиях, содержащих редкие земли.

Графитизация

Металлография чугунов.

UNSD — Классификация

МСОК, Ред. 4 — Код 2431

Иерархия

Раздел:

Отдел:

Группа:

Класс:

2431 — Литье чугуна и стали

Пояснительная записка

Этот класс включает литье из чугуна и стали, т. е.е. деятельность металлургических заводов. В этот класс входят: — литье железных полуфабрикатов — литье отливок из серого чугуна — литье отливок из чугуна с шаровидным графитом — литье ковких чугунных изделий. — литье стальных полуфабрикатов — литье стальных отливок — производство труб, труб и полых профилей, а также труб и трубопроводной арматуры из чугуна — производство бесшовных труб и труб из стали методом центробежного литья. — производство труб и трубопроводной арматуры из литой стали

Переписка

Этот код соответствует следующему:

Полный список корреспонденции можно получить по ссылке

Классификация чугуна, чугуна, справка по назначению

Классификация чугуна

CI, содержащий C в виде цементита, называется белым чугуном. Микроструктура таких КИ состоит из перлита, цементита и ледебурита. Если содержание C меньше 4,3%, это заэвтектический CI, а если C больше 4,3%, это заэвтектический CI. Белый чугун обладает высокой твердостью и износостойкостью и очень трудно поддается механической обработке. Хотя его можно заземлить. Твердость белого CI варьируется от 300 до 500 BHN и UTS от 140 до 180 МПа. Белый CI обычно отливается в песчаные формы для производства таких деталей, как футеровка насосов, футеровка мельниц, мелющие шары и т. Д.

Чугун, содержащий углерод в виде чешуек графита, диспергированных в матрице феррита или перлита, классифицируется как серый чугун.Название происходит от того факта, что поверхность излома кажется серой. Серый чугун отличается по процентному содержанию Si от белого чугуна, в то время как процентное содержание C почти такое же. Жидкий сплав подходящего состава медленно охлаждают в песчаной форме для разложения Fe ₃ C на Fe и C, из которых C выделяется в виде хлопьев графита. Добавление Si, Al или Ni ускоряет графитацию. Чешуйки графита имеют длину от 0,01 до 1,0 мм. Хлопья обеспечивают легкий переход к трещинам, не позволяя более мягкой микроструктуре пластически деформироваться.Крупные хлопья снижают прочность и пластичность. Наилучшие свойства серого чугуна достигаются за счет случайного распределения и ориентации чешуек. Модифицирующие агенты, такие как металлический Al, Ca, Ti, Zr и SiC и CaSi, при добавлении в небольшом количестве вызывают образование более мелких чешуек графита и случайное распределение и ориентацию.

Серый чугун в основном хрупкий с твердостью от 149 до 320 BHN и UTS от 150 до 400 МПа. Различные свойства достигаются за счет изменения скорости охлаждения и количества модифицирующих агентов.Обладает отличной текучестью, высокой демпфирующей способностью и обрабатываемостью. Если серый CI многократно нагревается в процессе эксплуатации до примерно 400 ° C, он подвержен постоянному расширению, называемому ростом. С изменениями размеров связаны меньшая пластичность и прочность в результате роста. При локальном нагреве до 550 ° C несколько раз в этом материале образуются так называемые огненные трещины, приводящие к разрушению.

Высокопрочный серый чугун получают путем добавления сильнодействующего модификатора, такого как CaSi, к жидкому металлу перед литьем.Получается UTS в диапазоне от 250 до 400 МПа. Этот чугун называется механитом и может быть упрочнен закалкой в ​​масле до UTS 520 МПа.

Если графит в чугуне присутствует в форме конкреций или сфероидов в матрице перлита или феррита, этот материал называется чугуном с шаровидным графитом. Этот чугун обладает заметной пластичностью, что дает продукту преимущество перед сталью и технологическим преимуществом чугуна. В основном это серый чугун, в котором C варьируется от 3,2 до 4.1%, Si от 1,0 до 2,8%, в то время как S и P ограничены от 0,03 до 0,1% соответственно. Ni и Mg добавляются в качестве легирующих элементов. Коленчатые валы, металлообрабатывающие валки, штампы и шестерни для штампов и листового металла изготавливаются из узловой стали с шаровидным графитом. Такие дефекты, как рост и трещины от пожара, в этом классе чугуна не встречаются. Это делает его подходящим для дверок печей, литья в песчаные формы и паровых установок. Он также обладает хорошей коррозионной стойкостью, что делает его полезным на химических заводах, в нефтяной промышленности и на море.

Белый CI, содержащий от 2,0 до 3,0% C, от 0,9 до 1,65% Si, <0,18% S и P, некоторое количество Mn и <0,01% Bi и B, может подвергаться термообработке в течение от 50 часов до нескольких дней для получения отпущенного углерода в матрице феррит или перлит, придающие ХИ пластичность. Этот класс известен как ковкий чугун и может иметь UTS до 100 МПа и относительное удлинение 14%. Благодаря таким свойствам, как прочность, пластичность, обрабатываемость и износостойкость, а также удобство литья в различных формах, ковкий CI широко используется для автомобильных деталей, таких как кривошипные и распределительные валы, кронштейны рулевого управления, кронштейны валов, держатели тормозов, а также в электротехнической промышленности, как детали распределительного устройства, арматура для передачи высокого и низкого напряжения и распределительных сетей для электрификации железных дорог.

Добавление легирующих элементов, таких как Ni и Cr, обеспечивает устойчивость к ударам и ударам, а также коррозионную и жаропрочность чугуна. Они называются легированными CI. От 3 до 5% Ni и от 1 до 3% Cr производят твердый Ni с твердостью до 650 BHN, а модифицированный твердый Ni с твердостью CI с ударопрочностью и усталостной прочностью получают путем добавления 4,8% Ni и 4,15% Cr. Ni-resist CI с содержанием Ni от 14 до 36% и Cr от 1 до 5% представляет собой сплав CI, имеющий хорошую коррозионную и жаропрочность.

Большинство отливок из CI необходимо снимать с напряжений при 400-500 ^o C, потому что CI имеет свойство снимать заблокированные напряжения через некоторое время.CI можно отжигать путем нагревания до 800-900 ° C для улучшения обрабатываемости. Чугун можно закалить в масле для повышения твердости. За такой закалкой часто следует нагревание до 300 ° C и медленное охлаждение.

Различия между чугуном и литой сталью

Один из самых популярных способов изготовления долговечных и качественных компонентов — это литье. Литье обеспечивает высокий уровень детализации, что исключает необходимость в дополнительном изготовлении или сборке. Хотя можно лить множество различных материалов, сталь и чугун являются двумя наиболее популярными из-за их превосходных механических свойств для широкого спектра применений.

Чугун обычно означает серый чугун, ковкий чугун и ковкий чугун. Это отливка из чугуна с содержанием углерода более 2%.

Литая сталь обычно относится к обычной углеродистой и легированной стали. Это стальная отливка с содержанием углерода менее 2%.

Следовательно, нет большой разницы по химическому составу и сырью для чугуна и литой стали.

Коррозионная стойкость

Что касается коррозии, железо имеет лучшую коррозионную стойкость, чем сталь.Однако это не означает, что они не подвержены коррозии. При отсутствии защиты оба металла окисляются в присутствии влаги. В конце концов, они полностью разложатся. Чтобы этого не произошло, покрытие рекомендуется как для стального, так и для чугунного литья.

Стоимость

Чугун часто дешевле стального литья из-за более низких материальных затрат, энергии и рабочей силы, необходимых для производства конечного продукта. Несмотря на то, что необработанная сталь более дорогая, существуют сборные формы из стали.К ним относятся листы, стержни, стержни, трубы и балки.

Отливка

Чугун относительно легко лить, так как он легко разливается и не дает такой усадки, как сталь. Эта текучесть делает чугун идеальным металлом для архитектурных или декоративных металлических конструкций, таких как заборы и уличная мебель.

Достоинства и недостатки чугуна

Серый чугун имеет хорошие литейные свойства: хорошее гашение вибрации, хорошая износостойкость, хорошая обрабатываемость и низкая чувствительность к надрезам.Однако его предел прочности на разрыв и относительное удлинение очень низкие. Таким образом, он может производить только некоторые металлические детали с низкими физическими требованиями. Требования, такие как защитная крышка, крышка, масляный поддон, маховики, рама, пол, молоток, маленькая ручка, основание, рама, ящик, нож, станина, посадочное место подшипника, стол, колеса, крышка, насос, клапан, труба, маховик, моторные блоки и т. д. Что касается более высоких марок, серый чугун может выдерживать большую нагрузку и определенную степень герметичности или коррозионной стойкости. Это позволяет использовать некоторые из наиболее важных отливок, таких как цилиндр, шестерня, основание, маховики, станина, блок цилиндров, гильза цилиндра, поршень, коробка передач, тормозное колесо, соединительная пластина, клапан среднего давления и т. Д.

Ковкий чугун и ковкий чугун обладают высокой прочностью, пластичностью, термостойкостью и вязкостью.Таким образом, в некоторых случаях более широкое применение может заменить углеродистую сталь. Однако технология его производства высока. Производственный процесс более сложный. Это делает стоимость производства выше, чем у обычного серого чугуна и литой стали. Следовательно, у высокопрочного чугуна больше дефектов отливки. Ковкий чугун используется во многих областях, таких как напорные трубы и фитинги, автомобильная промышленность, сельское хозяйство, строительство дорог и общее машиностроение.

Поворотный обратный клапан из чугуна

Достоинства и недостатки литой стали

Главное преимущество литой стали — гибкость конструкции.Дизайнер отливки имеет максимальную свободу выбора дизайна. Это позволяет создавать детали сложной формы и полые детали поперечного сечения.

Литая сталь

отличается гибкостью металлургического производства и высочайшей вариабельностью. Можно выбрать другой химический состав и контроль, адаптированный к различным требованиям различных проектов. Это предлагает различные варианты термообработки в более широком контексте механических свойств и рабочих характеристик. Также обеспечивает хорошую свариваемость и обрабатываемость.

Сталь

— это разновидность изотропного материала, из которого можно изготовить стальные отливки общей конструкционной прочности. Это повышает надежность проекта. В сочетании с дизайном и весом преимущества коротких сроков поставки, цены и экономии дают стальному литью конкурентное преимущество.

Диапазон веса стальных отливок больше. Небольшой вес могут составлять всего несколько десятков граммов расплавленных прецизионных отливок. Вес крупных стальных отливок достигает нескольких тонн, десятков или сотен тонн.

Стальные отливки можно использовать в различных рабочих условиях. По своим механическим свойствам он превосходит любые другие литейные сплавы, а также различные высоколегированные стали специального назначения. Чтобы выдерживать высокое растягивающее напряжение или динамическую нагрузку на компоненты, важно учитывать отливки сосудов под давлением. При низких или высоких температурах, больших и важных ключевых деталях с частичной нагрузкой приоритет должен отдаваться стальному литью.

Однако у литой стали сравнительно плохая всасывающая способность, износостойкость и подвижность.Характеристики литья по сравнению с чугуном плохие. Также стоимость выше обычного чугуна.

Следовательно, у чугуна по сравнению с литой сталью есть свои преимущества и недостатки. Любой из них следует выбирать в зависимости от области применения и их физических свойств.

Дисковый затвор из литой стали

Механические свойства чугуна — предел прочности, удлинение и другие.

Чугун — это сплав углерода (более 2%) и других элементов. Жесткость и коэффициент демпфирования чугуна делают его отличным материалом для рам и деталей станков.

Существует много способов классификации чугунов. Некоторые из общепринятых классификаций основаны на внешнем виде поверхности излома, микроструктуре или свойствах материала. Другой распространенный метод — классифицировать чугун по типу — серый чугун, высокопрочный чугун и пестрый чугун. Эта классификация описывает цвет / внешний вид их изломанных поверхностей. Пестрое железо представляет собой смесь серого и белого цветов.

Ковкий чугун (также известный как чугун с шаровидным графитом и чугун с шаровидным графитом) обладает широким спектром свойств, которые зависят от количества добавленного в него углерода и других материалов.

Вот несколько общих механических свойств чугуна:

Предел прочности на разрыв

Это способность материала выдерживать внешнее растягивающее усилие. Таким образом, это максимальное напряжение, достигаемое во время испытания на растяжение. Прочность на растяжение важнее при использовании хрупких материалов (чугун), чем пластичных материалов (высокопрочный чугун). В пластичных материалах предел прочности обычно достигается до разрушения, при этом более низкий уровень напряжения регистрируется в точке разрушения.Предел текучести — это момент, когда материал не может справиться с приложенной внешней силой и отдает. Следует отметить два важных момента:

1. Отношение текучести к растягивающему напряжению показывает только взаимосвязь напряжений и не учитывает деформации. Это не указывает на способность материала к удлинению или сопротивлению разрушению.
2. Для мягких и пластичных материалов может быть непросто определить точное место на кривой зависимости напряжения от деформации, при котором происходит деформация, поскольку материал медленно удлиняется.

Удлинение

Удлинение — это измерение пластичности.Это измерение стороны деформации графика и обычно измеряется как процент постоянного роста на заданной длине испытуемого образца при разрыве.

Вязкость разрушения (особенно применимо для серого чугуна)

Вязкость разрушения отражает максимальную интенсивность нагрузки, которой может противостоять компонент из серого чугуна с известными размерами ямы. Из-за его специфических свойств испытания на разрушение идеально подходят для измерения сопротивления серого чугуна распространению трещин и получения полезной оценки остаточной прочности материала.

Графитизация (специфическая для серого чугуна)

«Графитизация» описывает сеть чешуек графита, которые остаются после выщелачивания чугуна в отливке в результате коррозии.

Испытания на твердость

Эти испытания используются как приблизительная мера прочности, а иногда и как показатель относительной обрабатываемости. Стандартной прочностью на твердость является испытание на твердость по Бринеллю.

Испытание на изгиб

Испытание на изгиб — это измерение пластических свойств материала.Пластичные материалы изгибаются без разрушения или растрескивания, хрупкие материалы трескаются или ломаются во время испытания на изгиб. Обычным испытанием на изгиб является деформация образца на 180 градусов вокруг оправки заданного радиуса, чтобы определить, может ли материал противостоять изгибу без трещин или разрушения.

Испытание на удар

Испытание на удар измеряет способность объекта противостоять высокоскоростной нагрузке. Несмотря на то, что ударные испытания не являются прямым измерением ударной вязкости, они отражают относительную вязкость материала.Ударопрочность может быть одним из самых сложных свойств для количественной оценки. Возможность количественной оценки этого свойства является большим преимуществом с точки зрения ответственности за качество продукции и безопасности. Ковкий чугун более устойчив к ударам и более устойчив к ударам, чем серый чугун.

Наиболее распространенным испытанием на удар является метод Шарпи.

Усталостная прочность

Усталостная прочность — это максимальное напряжение, которое материал может выдержать в течение заданного количества циклов без разрушения.Целью испытания является повторное нагружение и разгрузка при растяжении, сжатии, изгибе, кручении или комбинации этих напряжений. На усталостную прочность чугуна (ковкого или литого) обычно влияют факторы окружающей среды, такие как коррозия.

Есть много других форм механических свойств, которые можно проверить, но мы рассмотрели выше самые важные испытания в контексте различных чугунов.

Передача чугунных компонентов на аутсорсинг в Индию?

Все упомянутые выше механические свойства влияют на качество чугуна (ковкий, серый), поэтому важно выбрать производителя, который тщательно выполняет эти требования.