Применение стали и чугуна в быту

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

Управление коммерческого сервиса ООО «МЕТИНВЕСТ-СМЦ»

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

Что такое сталь и чугун?

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

Основные отличия, которые есть между сталью и чугуном

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

Стальная решетка

Применение чугуна в быту

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

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

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

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

 

Чугунный казан

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

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

Чугунная гиря

Применение стали в быту

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

Посуда для кухни

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

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

К столовым кухонным приборам относим разные виды ложек и вилок. Ложки подразделяются по размеру и назначению: столовые, десертные, чайные и кофейные ложки. Вилки делятся на два вида: столовые и буфетные. Также используются в быту столовые кухонные наборы, куда входят ножи, вилки и ложки.

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

Металлоизделия и инструменты, которые используются для ремонта и строительства

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

Садовый стальной инвентарь

Нагревательные и осветительные приборы

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

Дымоходы

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

Мебель

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

В чем преимущество стали и чугуна в быту?

Ответ один – долговечность. Когда у вас выбор установить ограждение из металлопроката или любого другого альтернативного материала (дерева, пластика, профнастила и т.д.), и в приоритете выбора – долговечность, то конечно же необходимо выбирать изделие из  из металлопроката.

Забор из стали

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

Ковкий чугун: структура, характеристики, производство, применение

Главная » Сплавы » Свойства и сферы применения ковкого чугуна

На чтение 5 мин

Содержание

1. Основные характеристики металла
2. Разновидности
3. Свойства
4. Маркировка
5. Особенности производства
6. Сферы использования

Чугун является одни из популярнейших сплавов металлов. Он применяется в различных сферах жизнедеятельности человека. Помимо основного сплава, существуют отдельные разновидности этого материала, например, ковкий чугун. У каждого вида чугуна свой состав и характеристики.

Чушки чугуна

Основные характеристики металла

Основные характеристики металла напрямую зависит от процентного содержания углерода в его составе. Структура ковкого чугуна представляет собой кристаллическую решётку, в которой присутствуют частицы углерода в форме графита. Дополнительно в составе содержится небольшое количество кремния, марганца и хрома.

Строение ковкого материала влияет на изготавливаемые из него детали и заготовки. Например, ферритная разновидность материала обладает более низким показателем прочности, нежели перлитная. При использовании частиц графита хлопьевидной формы материал становится более прочным и пластичным. Детали, изготавливаемые из ковкого чугуна, могут изменять размер и форму при длительном воздействии комнатной температуры и уровня влажности.

Однако по названию материал нельзя говорить о способах обработки. Этот вид чугуна по стандартам, указанных в ГОСТах, не производится с помощью ковочного оборудования. Для этого применяется технология литья. Благодаря этому в готовом металле нет внутренних и поверхностных напряжений. Характеристики:

1. Высокий показатель текучести и прочности.
2. Устойчивость к коррозийным процессам.
3. Металл выдерживает длительное воздействие кислот и щелочей.

Однако характеристики этого материала быстро снижаются при воздействии низких температур. Он становится хрупким и разрушается от ударов.

Разновидности

При изготовлении высокопрочных чугунных сплавов, создаются разные условия, при которых проводится процедура отжига. В зависимости от изменений технологического процесса, получается три вида ковкого чугуна:

1. Перлитный — в состав этого материала входят частицы графита хлопьевидной формы.
2. Ферритный — этот материал включается в себя феррит и частицы углерода хлопьевидной формы.
3. Ферритно-перлитный. Смесь двух предыдущих видов ковкого чугуна.

В зависимости от температуры отжига и легирующих добавок характеристики готового материала изменяются.

Свойства

Механические свойства чугуна напрямую зависят от того, сколько в его составе содержится углерода и в какой форме представлен этот компонент. Характеристики могут изменяться от добавления легирующих примесей. К ним относится кремний, марганец, сера, фосфор и хром. Изготавливают этот материал из белого чугуна, после проведения отжига при высоких температурах. Свойства ковкого материала:

1. Высокий показатель прочности и пластичности.
2. Хорошая вязкость.
3. Материал обладает высокой износостойкостью.

Ковкий чугун является лучшей разновидностью основного сплава. Из него изготавливаются массивные конструкции, отдельные части которых соединяются с помощью сварочного оборудования.

Маркировка

Как и другие металла или их сплавы, ковкий чугун имеет определённую маркировку. Он обозначается в сокращении КЧ. После букв, обозначающих материал, идут цифры. Первые две обозначают предел прочности на разрыв. Третья цифра указывает на показатель удлинения в процентах.

По ГОСТу 1215–79 существует 11 разновидностей ковкого чугуна, которые имеют собственную маркировку. Их можно найти в справочниках по литью металлов и сплавов или таблицах в интернете.

Маркировка

Особенности производства

При изготовлении ковкого чугуна существует ряд особенностей и тонкостей. В первую очередь необходимо понимать, что основой для изготовления этого материала является БЧ (белый чугун). Этот сплав обладает плохими показателями для литья. При остывании происходит процесс усадки, во время которого материал сильно теряет в размере. Во время литья белого чугуна часто образовываются дефекты, из-за которых заготовки бракуются.

Чтобы добиться желаемого результата и обойти все недостатки этого материала, необходимо нагревать его до критических температур и при этом учитывать то, насколько измениться форма заготовки во время процессов томления и усадки. Томление металла должно проходить при температуре в 1400 градусов по Цельсию. Во время этого процесса заготовки располагаются в специальных горшках, изготавливаемых из тугоплавких металлов. В одну емкость для томления укладывается до 300 отливок.

При укладке заготовок в горшки их располагают как можно плотнее друг к другу. Сверху их засыпают рудой или песком. Таким образом материал защищается от процессов окисления и деформации.

Чтобы сделать ковкий чугун, используют электрические печи. Специальное оборудование позволяет регулировать температуру томления. Наиболее эффективными являются печи, в которых можно регулировать воздушные смеси. Самыми популярными печами для изготовления ковкого материала являются муфельные. Они позволяют уберечь емкости с заготовками от соприкосновения с продуктами сгорания топлива.

Готовые отливки проходят несколько этапов очистки. На первом этапе с них счищаются остатки формовочной смеси. Чтобы провести грубую очистку применяется промышленное пескоструйное оборудование. Далее идёт второй этап очистки, на котором с отливки удаляются остатки питателей. Для этого применяются шлифовальные машины.

В ГОСТах указаны требования и правила, которые позволяют уберечь детали из КЧ от появления различных дефектов. К ним могут относиться трещины, сколы, недоливы и раковины. Ковка чугуна не проводится ни на одном этапе производства. Исправить большинство дефектов термической обработкой невозможно.

Сферы использования

Благодаря характеристикам ковкий чугун получил широкое применение в различных сферах промышленности:

1. Производство изделий и деталей, которые будут подвергаться серьёзным нагрузкам в процессе эксплуатации.
2. Машиностроение.
3. Сельскохозяйственная промышленность.
4. Изготовления деталей для промышленного оборудования и станков.

Из ковкого чугуна делают механизмы, конструкции и детали, которые используются при эксплуатации железнодорожного транспорта. Яркий пример использования этого материала в машиностроении — изготовление коленчатых валов, которые устанавливаются в дизельных тракторах и автомобилях. Низкая цена и характеристики этого металла позволяют использовать его, как аналог разным видам сталей.

Ковкий чугун представляет сплав железа и углерода. Изготавливают его из БЧ в процессе отжига. В итоге получается уникальный материал со своими характеристиками. Используется в машиностроении, строительстве, изготовлении деталей для поездов и износоустойчивого оборудования, станков.

( Пока оценок нет )

Поделиться

Что такое ковкий чугун — Чугун с шаровидным графитом Определение, области применения и преимущества

Требования к энергосбережению делают выбор материалов продукта более важным, ковкий чугун становится все более популярным материалом в отрасли литья металлов из-за его большой прочности. массогабаритными характеристиками и относительно невысокой стоимостью. Что такое чугун с шаровидным графитом? Зачем и когда его использовать? Взгляните на обзор ковкого чугуна.

Что такое ковкий чугун — обзор чугуна с шаровидным графитом

Ковкий чугун, также известный как чугун с шаровидным графитом, ковкий чугун, чугун с шаровидным графитом и чугун с шаровидным графитом, представляет собой чугун с высоким содержанием графита . Перед заливкой расплавленного чугуна добавьте в расплавленное железо небольшое количество сфероидизирующих агентов, таких как магний, кальций и редкоземельные элементы, а также графитных агентов, таких как ферросилиций и кальциево-кремниевый сплав, чтобы способствовать наличию углерода в сферическом графите. Этот вид чугуна называется чугуном с шаровидным графитом.

 

Какие преимущества имеет ковкий чугун?

Чугун с шаровидным графитом — это высокопрочный чугун, разработанный в 1950-х годах.

Его комплексные свойства близки к стали. Благодаря своим превосходным свойствам он успешно применяется для литья некоторых деталей со сложными нагрузками и высокими требованиями к прочности, ударной вязкости и износостойкости. Чугун с шаровидным графитом быстро превратился в широко используемый чугунный материал, уступающий только серому чугуну.

 

Поскольку углерод (графит) присутствует в матрице чугуна в сферической форме, его расщепляющее действие на матрицу улучшается, а предел прочности при растяжении, предел текучести, пластичность и ударная вязкость чугуна с шаровидным графитом значительно улучшаются. . Чугун с шаровидным графитом значительно превосходит серый по прочности, пластичности, ударной вязкости и даже близок к стали; Он обладает такими преимуществами, как износостойкость, амортизация, хорошая производительность процесса и низкая стоимость. Он широко заменил ковкий чугун и некоторые детали из литой стали и кованой стали.

Применение и использование ковкого чугуна.

Для чего используется ковкий чугун

Для чего используются ковкий чугун и отливки из ковкого чугуна?

1. Трубопроводы и фитинги

Трубы из ковкого чугуна лучше подходят для транспортировки воды и других жидкостей, чем трубы из серого чугуна. Основная причина такого преобразования кроется в сочетании прочности и ударной вязкости ферритного чугуна с шаровидным графитом, благодаря чему трубопровод из этого материала выдерживает высокое рабочее давление и может небрежно загружаться и разгружаться при прокладке. Магистральный газопровод должен выдерживать требования условий многократного использования, т. е. земляных работ вблизи трубопровода, коммунального строительства, транспорта и т. д.

2. Автомобильная промышленность

Автомобильная промышленность является вторым потребителем отливок из ковкого чугуна. В автомобилях ковкий чугун используется в трех основных местах: во-первых, в деталях двигателя, во-вторых, в шестернях и втулках валов, а в-третьих, в подвеске, тормозе и рулевом управлении автомобиля.

Большинство бензиновых двигателей в мире оснащены коленчатыми валами из чугуна с шаровидным графитом вместо коленчатых валов из кованой стали. Ковкий чугун с превосходными свойствами заменяет серый чугун в выхлопной трубе. С повышением температуры в дальнейшем будет использоваться ковкий чугун из кремний-алюминиевого сплава. Детали из ковкого чугуна для автомобильной трансмиссии иногда используются в качестве деталей трансмиссии автомобилей. Существует сильная тенденция применять ковкий чугун к дисковому сцеплению, коробке делителя скорости, заднему мосту и колесной арке. Ковкий чугун часто используется в качестве компонентов подвески, таких как пружинные крюки, а также в качестве основных компонентов безопасности тормозных систем и рулевых шарниров.

3. Применение в сельском хозяйстве, строительстве дорог и строительстве

Отливки из ковкого чугуна, широко используемые во всей сельскохозяйственной отрасли, включают в себя различные аксессуары для тракторов, кронштейны, зажимы и шкивы. Типичным компонентом являются два корпуса заднего моста сельскохозяйственных транспортных средств, в которых изначально использовались стальные отливки. Дорожно-строительная промышленность нуждается в значительном количестве различной техники, в том числе бульдозеров, ударных машин, кранов, компрессоров. В этих аспектах используются отливки из ковкого чугуна.

4. Производство арматуры

Производители арматуры являются основными потребителями ковкого чугуна (включая аустенитный ковкий чугун). Их применение включает успешную транспортировку различных кислот, солей и щелочных жидкостей.

5. Общего назначения

В станкостроении используются инженерные свойства ковкого чугуна, что позволяет проектировать сложные детали и отливки для станков. Ковкий чугун обладает высокой прочностью на растяжение и пределом текучести, а также хорошей обрабатываемостью. Это позволяет производить более легкие отливки, сохраняя их жесткость. Точно так же прочность и ударная вязкость ковкого чугуна делают его идеальным материалом для различных ручных инструментов, таких как гаечные ключи, зажимы и измерительные инструменты.

Точно так же на сталелитейных заводах используются валки из ковкого чугуна, которые обладают более высокими свойствами, чем сталь и отбеленный чугун.

Серый чугун

Что такое серый чугун?

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

Серый чугун Свойства:

Твердость (по Виккерсу): 161-321

Прочность на растяжение: в среднем 7 тонн на квадратный дюйм

Прочность на растяжение, предельная: 16700-102000 фунтов на кв. 0005

Растяжение Прочность, текучесть: 9500-60900 фунтов на кв. дюйм (65,5-420 МПа)

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

Температура плавления: 1140-1200 градусов Цельсия

Преимущества серого чугуна

Использование серого чугуна дает много уникальных преимуществ. Одним из наиболее примечательных является улучшенная смазка серого чугуна. Графитовые чешуйки в сером чугуне обеспечивают лучшую смазку, уменьшая износ чугуна. Это делает серый чугун отличным выбором для таких деталей, как тормозные диски. Серый чугун также обладает способностью гасить вибрации, что делает его отличным выбором для жилищного или промышленного применения, например, для машин. Кроме того, серый чугун обладает высокой теплопроводностью, что позволяет ему легче перемещать тепло через металл.

Серый чугун может выдерживать термические циклы, то есть чугун может выдерживать высокие и низкие температуры без деформации. Термическое циклирование может вызвать напряжение и преждевременный выход из строя других форм металлического литья, однако серый чугун постоянно доказывает свою способность выдерживать термоциклирование. Серый чугун очень устойчив к окислению. Серый чугун образует на поверхности защитную пленку или окалину, что делает его более устойчивым к коррозии, чем кованое железо или низкоуглеродистая сталь.

Серый чугун Недостатки

Одно из самых больших преимуществ серого чугуна — это также его самый большой недостаток. Чешуйки графита, которые придают серому чугуну дополнительную смазку и устойчивость к износу, также создают слабые места в металле, где могут начаться трещины. Эти переломы могут привести к расколам и поломкам. Именно из-за разрушения серый чугун имеет низкую прочность на растяжение и ударную вязкость.

Серый чугун Области применения

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