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

Содержание

Чугун — свойства, классификация, виды

Просмотров 220 Опубликовано Обновлено

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

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

Основные характеристики и состав

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

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

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

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

Область применения

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

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

Разновидности

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

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

Серый

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

Белый

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

Ковкий

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

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

Высокопрочный

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

Легированный

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

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

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

Производство

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

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

Как изготавливается и где применяется высокопрочный чугун, литье?

В различных отраслях промышленности широко применяются чугунные изделия. Компания реализует высокопрочный чугун, литье – metalyt.com/uslugi-litya/lite-chuguna/lite-vyisokoprochnogo-chuguna в необходимом количестве с доставкой во все регионы. В ассортименте большой выбор чугунных изделий для станков, машин, различных механизмов и агрегатов.

Спрос на чугун не снижается с появлением новых материалов и технологий. Во многих производствах чугун остается востребованным и незаменимым материалом. Из «пластичного железа», как еще называют высокопрочный чугун, отливают различные заготовки и конечные детали.

Какие преимущества высокопрочного чугуна и литья?

Чугун этой марки отличается многими преимуществами и плавится в большом количестве. Это позволяет удовлетворять потребности в сером чугуне различные предприятия. Современные технологии позволяют отливать как крупные детали и заготовки, так и изделия небольшого размера. Среди главных преимуществ высокопрочного чугуна:

  • хорошая обрабатываемость поверхности;
  • отличное литье;
  • достаточно высокая пластичность;
  • плотность более низкая, чем у стали;
  • долговечность.

Применяется для литья шестерен, поршней ударных дрелей, тормозных колодок тяжелых тормозов, поршневых колец. Из чугуна этой марки отливают также станочные кровати, тормозные супорты, анкерные пластины тормозов, коленчатые вали и пр. Способом литья изготавливаются также различные декоративные изделия, которые используются в дизайне интерьера и экстерьера различных зданий.

Какие способы плавки используются?

Чугун этой марки получают способом плавления. Для этой цели применяют три основных метода: традиционная плавка в вагранке, химическая плавка и плавление чугуна в электрической доменной печи. Наиболее простой и доступный способ – это плавка чугуна в вагранке. Этим способом можно получить определенное количество чугуна даже в домашней мастерской.

Для промышленного использования чугун плавят в электрических доменных печах. Качество металла зависит о соблюдения технологии и количества примесей, которые попадают в металл. Процентное соотношение не должно превышать установленные нормы. Если не нарушать технологию производства, то чугун получится высшего качества.

Вывод

Чугун по-прежнему остается востребованным металлом в различных отраслях промышленности. Из него отличаются сотни различных деталей. выбирать нужно продукцию проверенных поставщиков. На сайте компании Metalyt.com клиенты могут заказать высокопрочный чугун и литье из этого металла на выгодных условиях.

angor58

Сферы применения основных видов чугунов

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

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

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

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

Что представляет собой чугун?

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

Чугуны могут образовывать эвтектики при затвердевании.

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

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

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

Виды чугунов

Чугуны различают на: 

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

Применение чугунов

Белый чугун применяют в производстве ковких чугунов.

  • Серые -обладают высокими литейными свойствами , хорошей обрабатываемостью простыми режущими инструментами ,высокой устойчивостью к износу. Благодаря этим свойствам серые чугуны нашли широкое применение, и являются важнейшим конструкционным материалом.
  • Высокопрочный чугун получают при отливке , с соблюдением определенной технологии, и с использованием специальный примесей, таких, как магний, редкоземельные элементы, мишметалла и другие.
  • Ковкие чугуны применяется в разных сферах промышленности, но особо популярны в автотракторном и сельхозмашиностроение. В них содержится более низкое количество углерода, в сравнении с другими чугуна: серый и высокопрочный.
  • Аустенитно-никелевые чугуны применяются в следующих видах промышленности : химическая, пищевая, нефтяная, текстильная. Из этих чугунов делают насосы, реакторы, котлы, части трубопроводов, вентилей и многих других. Из них также делают детали : клапаны, фитинги, печную арматуру- которые обычно изготавливают из медных сплавов.

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

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

Опубликовано: 20.04.2016

Конструкционные материалы / Статьи / Армагруппа

Серые чугуны

Широкое применение в арматуростроении получили серые чугуны как конструкционный материал для изготовления литых деталей: корпусов, крышек, стоек, дисков, тарелок, зубчатых колес, маховиков и др. Чугуны обладают следующими положительными качествами: доступностью для применения, низкой стоимостью, хорошими литейными свойствами, возможностью получения из них деталей сложной формы с тонкими стенками. Однако хрупкость чугуна ограничивает область его применения. Хрупкое разрушение деталей, явление нежелательное вообще, представляет значительную опасность для арматуры. В связи с хрупкостью область применения серого чугуна ограничена относительно невысокими давлениями и температурами. При низких температурах хрупкость чугуна возрастает, поэтому серый чугун допускается применять для арматуры, работающей при температуре не ниже -15ºС, а для газовой арматуры – при температуре до -10ºС.

Серый чугун представляет собой сплав железа с углеродом и другими элементами и содержит 2,2 – 3,7% углерода, 0,8 – 0,9% которого находится в связанном состоянии в виде цементита (карбид железа), остальная часть  — в свободном состоянии в виде пластинок или зерен; 2,6% — 2,0% кремния, 0,2 – 1,1% марганца, 0,3 – 0,02% фосфора.

Ковкие чугуны

Ковкие чугуны – название условное, так как коваться они не могут, хотя имеют повышенные по сравнению с другими чугунами пластические свойства, что позволяет применять их для более высоких давлений и температур, чем серый чугун. Ковкий чугун по механическим свойствам  занимает среднее положение между серым чугуном и сталью и обеспечивает плотные отливки. Для изготовления деталей арматуры применяются ковкие чугуны марок КЧ 30-6 и КЧ 33-8. В обозначении марки ковкого чугуна указывается класс перлитный П или ферритный – Ф, например КЧ 30-6-Ф. Технология изготовления деталей из ковкого чугуна ограничивает их возможные размеры, поэтому арматура из ковкого чугуна изготовляется с диаметрами прохода не более 100 мм.

Высокопрочные чугуны

Высокопрочные чугуны получаются введением в расплавленный чугун добавок из магния или магниевых лигатур. Это приводит к изменению формы графитовых включений в чугуне: вместо пластинчатой они приобретают шаровую форму, образуя мелкие сферические зерна. Благодаря этому снижается концентрация напряжений возле зерен и металл приобретает повышенные механические свойства, в ряде случаев приближающиеся к механическим характеристикам сталей. Удлинение, ударная вязкость и усталостная прочность некоторых высокопрочных чугунов позволяют в отдельных случаях заменять ими сталь. Необходимо, однако, технологическими приемами обеспечить достаточную прочность всех сечений отливок, отсутствие местных внутренних напряжений и ухудшенных структур металла, особенно в местах переходов и соединений стенок. Для изготовления деталей арматуры могут также применяться чугуны коррозионно-стойкие и жаропрочные марок ЧН17Д3Х2 (ЖЧ-1), ЧН19Х3Ш. ЧН5Г8 (ГНВ-5), ЧН15Д7Х2 и ЧН 15ДЗХШ, а также антифрикционный чугун марки АСЧ-1.

Стали

Благодаря высокой механической прочности и пластичности сталь является высококачественным материалом, используемым для изготовления ответственных деталей арматуры. Пластичность стали способствует выравниванию напряжений в отдельных точках детали и уменьшает опасность ее внезапного разрушения, что особенно важно для арматуры высоких энергетических параметров и другой ответственной арматуры. Углеродистая сталь обыкновенного качества изготавливается по ГОСТ 380-71 (на бессемеровскую сталь не распространяется). В зависимости от назначения и гарантируемых характеристик она подразделяется на три группы: А, Б и В. Сталь группы А поставляется с гарантированными механическими характеристиками после горячей прокатки; сталь группы Б – с гарантированным комплексом механических характеристик и химического состава. Сталь группы А применяется для изготовления неответственных деталей, а стали групп Б и В – для более нагруженных деталей. Стали группы А распространены значительно больше, чем стали групп Б и В. Сталь каждой группы в зависимости от нормируемых показателей подразделяется на категории: сталь группы А – 1; 2; 3; сталь группы Б – 1; 2; сталь группы В – 1; 2; 3; 4; 5; 6. Углеродистые стали могут применяться при низких температурах: спокойная до -40ºС, кипящая – до -30ºС. С повышением температуры свыше 300ºС механические характеристики углеродистых сталей быстро снижаются, поэтому сталь обыкновенного качества применяется для температур до 425ºС, качественная сталь – для температур до 455ºС. Для ответственных объектов, например в атомной энергетике, углеродистая (качественная) сталь в арматуре применяется только для температур до 350ºС, с целью обеспечить высокую надежность арматуры.

Цветные металлы и сплавы

Латуни – сплавы меди с цинком. В трубопроводной арматуре из латуни изготавливают уплотнительные кольца для воды, ходовые гайки, электропроводящие детали приводов. В некоторых случаях из латуни изготавливается мелкая пароводяная арматура, когда такая необходимость технически обоснована. Латунь – пластичный материал, имеет хорошую коррозионную стойкость. С понижением температуры механические свойства латуни повышаются, поэтому она успешно применяется для арматуры, работающей при низких температурах.

Бронза в арматуростроении применяется для изготовления шпинделей, ходовых гаек, подшипников, втулок, венцов червячных колес, а также пружин, работающих в коррозионной среде и электромагнитном поле.

Алюминиевые сплавы используются в основном для арматуры, работающей при температуре от -80 до +100ºС. Из алюминиевых сплавов марок АЛ2, АЛ8 и АЛ29 изготавливаются мелкая арматура, краны и детали приводов, а из сплавов марок А0, А и АД1 – прокладки, используемые в арматуре для нефтепродуктов, азотной и фосфорной кислот, сернистых газов, работающей при температуре от -253 до +150ºС. С повышением температуры прочность алюминиевых сплавов быстро понижается.

Никель и никелевые сплавы хорошо противостоят действию коррозионных сред и, в частности, действию морской воды. Одним из важнейших свойств никеля является его способность сохранять пластичность при низких температурах. В интервале температур от +650 до -271ºС пластичные свойства никеля не изменяются. Из никелевых сплавов в арматуростроении наибольшее применение получил монель-металл НМЖМц28-2,5-1,5, устойчивый против действия морской воды.

Титановые сплавы в арматуростроении получают всё большее применение. Арматура из титановых сплавов пригодна для работы в коррозионных средах при низких и повышенных температурах; она часто выполняется сварной. Из титановых сплавов могут изготавливаться также сильфоны. Однако титан имеет низкие антифрикционные свойства и склонен к задиранию при трении скольжения, поэтому рабочие поверхности деталей арматуры из титана должны подвергаться соответствующей обработке или  наплавке.

Чугун — Художественное материаловедение


Чугун

Категория:

Художественное материаловедение



Чугун

Сыродутный способ получения железа из руды по экономическим соображениям в настоящее время не применяется. Теперь из пуды сначала выплавляют чугун, часть которого идет на литье, а часть различными способами перерабатывается в сталь. Получение чугуна из руды осуществляется в доменных печах.

Родиной чугунолитейного производства, по-видимому, является Восток. В XIII в. чугунолитейное мастерство делается достоянием европейцев. В России первые доменные печи были построены в 1632 г. под Тулой (городищенские заводы).

Доменная печь представляет собой высокую башню, выложенную из огнеупорного кирпича. Снаружи для прочности домна оковывается стальными листами и полосами. В доменную печь через верхнее отверстие в своде загружают шихту, т. е. смесь руды, кокса и известняка.

Кокс служит топливом. Сгорая, он развивает температуру до 1900 °С. Раньше вместо кокса применялся древесный уголь. Чугун, выплавляемый на древесном угле на Каслинском чугунолитейном заводе, построенном в 1646 —1647 гг., обладал лучшими свойствами, так как он почти не содержал серы и был высокофосфорным.

Известняк служит флюсом. Флюс химически соединяется с пустой породой и золой, образуя легкоплавкий шлак. Шлак легко удаляется из домны через специальное отверстие — шлаковую летку, которая располагается немного выше чугунной летки.

Под влиянием высокой температуры начинается восстановление железа из руды, которая представляет собой окись железа, т. е. соединение железа с кислородом. Процесс восстановления заключается в следующем: углерод топлива (кокса) и образующаяся в печи окись углерода отнимают от руды кислород, а выделившееся чистое железо насыщается углеродом от раскаленного угля и превращается в чугун, который стекает на дно печи. Над чугуном, как более легкий, скапливается шлак.

Современные доменные печи за сутки выплавляют свыше 2000 т чугуна, а при кислородном дутье их производительность еще более повышается. Когда чугун готов, его выпускают из специального отверстия— чугунной летки. На старых заводах чугун отливался в песчаные формы, приготовленные на литейном дворе. На современных заводах для этого служит специальная разливочная машина, представляющая собой длинный конвейер с чугунными формами. На одном конце конвейера идет разливка, а с другого конца на железнодорожную платформу сходят уже остывшие чушки чугуна. В том случае, если сталелитейные цехи расположены рядом с доменным, расплавленный чугун доставляется туда в специальных миксерах, Укрепленных на колесах.

При доменном процессе получаются следующие виды чугуна:
1) литейный, или серый;
2) передельный, или белый;
3) специальный чугун, или ферросплавы.

Литейный, или серый, чугун с содержанием углерода от 3,2 до 4,1% идет на чугунное литье. Он широко применяется в художественной промышленности и при изготовлении декоративных архитектурных деталей.

В литейном чугуне большая часть углерода находится в форме свободного графита. Это объясняется повышенным содержанием кремния, который является полезной примесью серого чугуна, способствующей выделению углерода в виде мелких пластинок графита. Кремний попадает в чугун из кварца во время доменного процесса, и его содержание составляет 1,25 — 4,25%. Свежий излом серого чугуна имеет серый цвет, откуда он и получил свое название.

В литейных чугунах, предназначенных для художественного литья, допускается сравнительно высокое — до 1,2% содержание фосфора. Он попадает в чугун при плавке из руды. Фосфор увеличивает жидкотекучесть и дает хорошее заполнение формы, хотя повышенное содержание фосфора увеличивает хрупкость чугунных отливок после их остывания — так называемую хладоломкость, но для художественных изделий это не столь существенно.

Вредной примесью в литейных чугунах является сера. Она в противоположность фосфору вызывает густоплавкость расплавленного металла, а при застывании металла способствует образованию усадочных раковин и трещин, а также вызывает красноломкость, т. е. разрушение металла при высокой температуре. В чугун сера попадает из кокса, ее содержание в литейных чугунах не должно превышать 0,05%.

Присутствие марганца в сером чугуне, с одной стороны, ослабляет действие серы и способствует удалению окислов, но в то же время препятствует выделению углерода в виде графита, т. е. оказывает противоположное действие по сравнению с кремнием. Поэтому в литейных чугунах его содержание желательно иметь в пределах 1%.

Серый чугун хорошо обрабатывается резанием; он отличается меньшей хрупкостью и меньшей твердостью по сравнению с белым чугуном. Цвет его после отделки от теплого темно-серого до черного с коричневатым оттенком одинаково красив и на матовой, и на гладкой блестящей поверхности. Плотность серого чугуна находится в пределах 7—7,5; температура плавления 1200—1300 °С. Чугун обладает лучшими антикоррозионными свойствами по сравнению со сталью и является более долговечным материалом.

Особенностью антикоррозионных свойств чугуна является их способность возрастать во времени. Например, в первый год после отливки изделия скорость коррозии выражается в 160—180 г на 1 м2 поверхности в год, а по прошествии 6 лет — всего 2—3 г на 1 м2 в год. Наиболее прочно литье из серого чугуна работает на сжатие, примерно в два раза слабее на изгиб и в три-четыре раза хужена растяжение. Эти свойства литого чугуна необходимо учитывать при проектировании различных художественных изделий, предназначенных под отливку.

Рис. 1. Чугунная литая деталь павильона на Всемирной выставке в Париже в 1900 г. г. Каст

Серый чугун как материал для изделий прикладного искусства применяется чрезвычайно широко. Благодаря своей высокой коррозионной стойкости литейный чугун является одним из основных материалов для производства различных изделий экстерьерного характера: ваз и скульптур, парковых декоративных фигур и фонтанов, садовых оград, ворот, надгробных плит и решеток. Высокая прочность на истирание и долговечность определяют применение чугуна для изготовления плит для полов, ступеней и ограждений лестниц и др.

Наконец, исключительно высокие литейные свойства позволяют отливать тончайшие ажурные предметы с красивым черно-коричневым цветом. Чугун является прекрасным материалом для производства всевозможных мелких бытовых предметов: настольных фигур, ларцов, шкатулок, пепельниц, дверных ручек, туалетных принадлежностей и даже цепочек для часов, которые с исключительной виртуозностью отливались еще на знаменитых уральских Каслинском и Кусинском заводах. Там же был отлит по частям ажурный павильон для Всемирной выставки в Париже в 1900 г. На рис. 4 показан фрагмент ажурной вставки этого павильона.

Чугун на Руси начали отливать в XVI в. Наиболее древними образцами художественного литья из чугуна, относящегося к XVI и XVII вв., являются орнаментальные плиты полов в древних соборах, Двери и надгробные плиты.

При Петре I чугунолитейное дело развивается довольно быстро. Появляются чугунолитейные заводы на Урале. В 1774 г. в Петербурге был построен Александровский завод, который после оборудования его новыми доменными и пламенными печами начал выпускать са-Mbie разнообразные художественные изделия: вазы, статуи, колонны, решетки и т. п. Например, на этом заводе были отлиты чугунные ворота дома Демидова в Москве, решетки для Ассигнационного Банка в Петербурге и др.

В дальнейшем в XIX в. чугун как материал для художественного литья использовался очень широко. Крупнейшие русские архитекторы и скульпторы применяли чугунное литье для воплощения своих художественных замыслов. Исключительной по своей композиции и красоте является чугунная решетка у Казанского собора, отлитая по проекту архитектора А. Н. Воронихина, а также другие замечательные орнаментальные чугунные ограды нынешнего Ленинграда. Великолепными образцами чугунного статуарного и барельефного литья являются фигуры воинов и «Славы» скульптора И. П. Витали, а также гербы и фризы, украшавшие Триумфальную арку, построенную в Москве в 1829—1834 гг. (в 1930 г. при реконструкции улицы Горького арка была снесена и теперь восстановлена на Кутузовском проспекте).

Из современного художественного чугунного литья можно отметить отлитую на Мытищинском заводе художественного литья фигуру рабочего, выполненную по модели скульптора А. Е. Зеленского и поставленную около наружного вестибюля станции московского метро «Краснопресненская», решетки Страстного бульвара и другие работы.

Кроме литейного, или серого, чугуна существуют передельный, или белый, чугун и специальный чугун. Однако оба эти вида чугуна в художественной промышленности не применяются. Передельный чугун идет на дальнейшую переработку в сталь, что подтверждает его название; специальные чугуны применяются также в сталеплавильном производстве в качестве добавок.

Разновидностью белого чугуна является ковкий чугун. Он получается при отливке изделий из белого чугуна с последующей термической обработкой в течение нескольких часов при температуре 950—1000 °С. По своим механическим свойствам ковкий чугун занимает среднее место между чугуном и сталью. Он более вязкий, подвергается правке и чеканке, но не куется. В зависимости от того, как производится отжиг изделий, можно получить два варианта ковкого чугуна: черносердечный и белосердечный.

Если отливку из белого чугуна нагреть до высокой температуры, предварительно поместив ее в железный ящик, и засыпать со всех сторон ржавой железной стружкой или окалиной, то часть углерода выгорит и получится белосердечный чугун. Если при нагревании отливки вместо железной стружки насыпать песок или шлак, то углерод сохранится в сплаве, но только выделится в виде круглых гнездообразных включений графита — такой чугун называется черносердечным. Белосердечный и черносердечный чугуны легко отличаются друг от друга по виду и цвету свежего излома.

Черносердечный чугун иногда применяется при отливке мелких художественных изделий сложной формы, требующих тщательной отделки, которая осуществляется чеканкой.

Легированный чугун представляет собой разновидность обыкновенного серого чугуна и отличается от него содержанием специальных примесей других металлов, например никеля, хрома, меди, воль-лоама и т. п. Эти примеси повышают стойкость против коррозии, а также механические свойства чугуна.

Зеркальный чугун — это один из сортов специального чугуна; из-пом его белый, лучистый, он содержит углерода 4—5% и марганца 10-22%.


Реклама:

Читать далее:
Сталь

Статьи по теме:

О чугуне — Чугунные печи Гефест

на главную

В технике под металлом понимают вещества, обладающие «металлическим блеском», в той или иной мере присущим всем металлам, и пластичностью. По этому признаку металлы можно легко отличить от неметаллов (например, дерева, камня, стекла или фарфора). «Металлы суть светлые тела, которые ковать можно». Это определение металлов, данное М. В. Ломоносовым, не потеряло своего научного значения и теперь, через 200 лет. М. В. Ломоносов отметил и вторую особенность этих тел — сходство их строения с солями, т. е. кристалличность. В XIX в. была создана научная теория строения тел, согласно которой все твердые тела делятся на две группы: кристаллические и аморфные.

1. Состав и сорт чугунов

Продуктами доменной плавки являются чугун, шлак, и колошниковый газ и колошниковая пыль.

Чугун по назначению делится на три группы: передельный, литейный и доменные ферросплавы. Из всей выплавки более 81% составляют передельные чугуны, которые переплавляются в сталь, и около 19% приходится на долю литейных чугунов и ферросплавов. Из литейного чугуна отливают фасонные детали, а ферросплавы используют в качестве добавок (раскислителей) при выплавке стали.

Чугун представляет собой сложный железоуглероди­стый сплав, в котором углерода содержится от 2 до 4,3%, кремния – 0,5-4,25%, марганца – 0,2-2%,   серы – 0,02-0,2%, фосфора – 0,1-1,2%. Влияние элементов, входящих в состав чугуна, на его свойства велико. Они определяют структуру и свойства чугуна.

Углерод—важнейшая составляющая чугуна. Углерод находится в чугуне в различных состояниях: в виде химически связанного соединения с железом Fе3С, назы­ваемого карбидом железа (или цементитом), и в сво­бодном состоянии – в виде графита.

Если углерод находится в чугуне в виде цементита, то чугун имеет в изломе белый цвет. Цементит кристалли­зуется непосредственно из жидкого сплава. Чем быстрее идет процесс охлаждения (как при переходе чугуна из жидкого состояния в твердое, так и в твердом состоя­нии), тем больше в нем будет находиться химически связанного углерода.

Чугун, в котором углерод находится в виде цемен­тита, называется белым чугуном.

Если углерод находится в чугуне главным образом в свободном состоянии – в виде графита, то чугун имеет в изломе серый цвет и называется серым чугуном.

Марганец способствует получению белого чугуна, так как образует с углеродом карбиды Мn3С и этим препятствует графитизации. Поэтому в белых чугунах бывает 2–2,5%, а иногда и 3,5% Мn, а в сером чугуне – не более 1,3%.

Кремний является важнейшей после углерода примесью в чугуне. Кремний увеличивает жидкотекучесть и способствует получению серого чугуна. В сером чугуне кремния содержится от 1,25 до 4,25%, а в белом – от 0,2 до 2%.

Сера – вредная примесь в чугуне. Она ухудшает механические свойства чугуна, понижая его прочность увеличивая хрупкость, и придает чугуну густо-текучесть, пузырчат ость, т. е. ухудшает его литейные свойства. Поэтому содержание серы в чугуне не должно превышать 0,08%.

Фосфор также понижает прочность и увеличивает хрупкость чугуна, но, несмотря на это, он бывает и полезной примесью, так как увеличивает жидкотекучесть серого чугуна. Это качество имеет большое значение при изготовлении художественного и тонкостенного литья. Содержание фосфора в ответственных отливках допускается до 0,1%, а в менее ответственных – до 1,2%.

В доменных печах выплавляют чугун следующих сор­тов: передельный, литейный, доменные ферросплавы и специальные чугуны.

Передельный чугун делится на 3 класса:

1) мартеновский чугун марок М-1 и М-2, содержащий 1,5–2,5% Мn, 0,3–1,5% Si 0,15–0,2 % P и 0,03-И 0,07% S.

2) бессемеровский чугун марок Б-1 и Б-2, получаемый из малофосфористых руд и содержащий 0,6–1,5% Мn, 0,9-2,0% Si до 0,07% Р и до 0,04% S.

3) томасовский чугун марки Т-1, выплавляемый из фосфористых руд и содержащий 1,6–2% Р, 0,08–1,3% Мn, 0,2–0,6% Si; и 0,08% S.

Передельный чугун идет на переделку в сталь.

Литейный чугун марок ЛК-00, ЛК-0, ЛК-1 и других получают из шихты с достаточным содержанием кремне­зема. В зависимости от марки он содержит 1,25–4,25% Si и до 1,3% Мn. Литейный чугун идет на отливку раз­личных деталей. Его классификация приведена в раз­деле «Литейное производство».

Доменные ферросплавы, т. е. сплавы железа с раз­личными элементами (марганцем, кремнием, фосфором и др.), используют в качестве раскислителей и леги­рующих добавок в сталеплавильных агрегатах и вагран­ках. В доменных печах выплавляют преимущественно следующие ферросплавы и специальные чугуны: зер­кальный чугун, ферромарганец, ферросилиций, силикошпигель, феррофосфор, ферроманганфосфор.

Специальные чугуны — хромоникелевые, ванадиевые, титанистые.

Хромоникелевые чугуны выплавляют из руд, содержа­щих хром и никель. Эти чугуны бывают литейные, содер­жащие до 2,2–3,8% хрома и около 1% никеля, и пере­дельные, содержащие до 1,75% никеля.

Ванадиевые чугуны получают при плавке в домен­ных печах титаномагнетитовых руд, в которых имеется небольшое количество пятиокиси ванадия (V2O5). При­меняют также чугуны для передела на сталь для вы­плавки феррованадия.

Титанистые чугуны получают при производстве в до­менных печах высокоглиноземистых шлаков, которые являются в данном случае основным продуктом плавки, а чугун с содержанием титана 0,6–0,7% – побочным продуктом.

Отгружаемые с завода чушковый чугун и ферроспла­вы маркируют несмываемой краской определенного цвета, присвоенного каждой марке чугуна и ферроспла­вов, и снабжают сертификатом. В сертификате указы­вают полный анализ каждого выпуска и подтверждают отделом технического контроля завода, что чугун или ферросплавы отвечают требованиям ГОСТа. Сертификат отправляют заказчику одновременно с отгрузкой чу­гуна.

2. Оборудование для термической обработки

Для термической обработки применяют оборудова­ние, состоящее из нагревательных печей, закалочных устройств, приборов для контроля тепловых режимов и др.

Печи для термической обработки. Термические печи бывают самых разнообразных конструкций, в зависимо­сти от способа передачи тепла от печи к нагреваемым деталям, метода загрузки печи, способов получения тепла (источника тепла), назначения печи, характера её работы и т. п.

В зависимости от способа передачи тепла нагре­ваемым деталям печи делятся на камерные, муфельные и печи-ванны. в расплавленный свинец или в горячее масло, находящиеся в тигле. Печи-ванны применяют для быстрого на­гревания мелких деталей.

Печи загружают тремя способами: сбоку, сверху (в шахтных печах) и при помощи выдвижного пода. Нагревают печи топливом или электрическим током. Для нагрева печи топливом приходится устраивать топки или камеры сгорания, ставить форсунки или го­релки, делать в кладке печи газовые каналы и дымо­ходы для отвода горячих газов. При нагреве электриче­ским током необходимость во всех этих устройствах отпадает. Температура нагрева в электропечах достигает 1350° С; в них обеспечивается точность регулирования температуры,

По назначению различают термические печи для отжига, нормализации, закалки, отпуска, азотирования и цианирования.

По характеру работы различают печи периодического и непрерывного действия. Из печей периодического дей­ствия широкое применение (особенно в единичном и мелкосерийном производстве) получили камерные печи с неподвижным подом. Эти печи, имеющие площадь пода от 0,5 до 6 м2 и производительность от 70 до 200 кг/м2/час, используют для отжига, закалки, отпуска, цементации и других ви­дов термической обработки. При отжиге и нормализации крупных деталей применяют камерные печи с выдвижным подом. Площадь пода у печей этого типа — от 3 до 20 м2, а производительность — от 50 до 250 кг/м2/час.

Для безокислительного нагрева деталей применяют печи с контролируемой атмосферой, характерной осо­бенностью которых является герметичность рабочего пространства. Печи непрерывного действия характеризуются высокой степенью механизации и автоматизации.

В настоящее время в термических цехах широко ис­пользуются электрические печи с металлическими и не­металлическими (карборундовыми) нагревателями. Наи­более распространены электрические печи с металличе­скими нагревателями из сплавов, обладающих высоким электросопротивлением. Чаще всего для этой цели ис­пользуют сплавы никеля с хромом (нихромы), а также сплавы на железной основе (в виде проволоки или лен­ты), содержащие значительное количество хрома и алю­миния. Обычно металлические нагреватели располагают на боковых стенках, на поду или под сводом печи.

Если необходимо получить в печи температуру свыше 1350° С, то применяют металлические нагреватели, кото­рые представляют собой стержни, изготовляемые в ос­новном из карбида кремния. Карборундовые нагрева­тели выдерживают температуру до 1500° С.

По сравнению с пламенными в электрических печах наиболее полно используется тепло (к. п. д. пламенных термических печей 12—15%, электрических — 50 – 80%). В электрических печах сравнительно легко регулируется температура.

В последние годы все большее распространение полу­чают безмуфельные печи с радиационными трубами, в которых происходит сжигание газа. Стенки радиацион­ных труб нагреваются до высокой температуры и по­добно нагревателям в электрических печах являются источником излучения тепла. Диаметр трубы – 80 – 90 мм, толщина стенок – 4–6 мм. Трубы изготовляют из жаропрочной стали. Через конец трубы подают газ и воздух. Продукты горения отводятся в вытяжные трубы. Замена муфелей радиационными трубами позволяет сэкономить дорогостоящую жароупорную сталь.

Измерение температур. Для измерения и контроля температур до 400° С в термических печах применяют термометры, а в печах с рабочей температурой до 1250° С и выше—термоэлектрические и оптические пи­рометры.

Ртутные и спиртовые термометры применяют в термических цехах для измерения температуры зака­лочных жидкостей, низкого отпуска и старения стальных деталей при нагреве до 300—400° С, а также при обра­ботке стали холодом при температуре до минус 100—150° С.

Термоэлектрическими пирометрами пользуются для измерения температуры почти при всех видах термиче­ской обработки. Они состоят из двух частей: термопары и милливольтметра (гальванометра).

Принцип работы термопары сводится к следующему. Если взять две проволоки а и а1 из раз­ных металлов, а один конец их А сварить (горячий спай термопары) и поместить в среду, температуру которой нужно измерить, то на свободных концах b и b1 термопары (холодный спай) появится разность потенциалов, измеряемая в милливольтах. Эта разность будет тем больше, чем больше разность температур горячего и холодного спая термопары.

3. Термическая обработка чугуна

В машиностроении применяют отливки из серого, ковкого и высокопрочного чугунов. Эти чугуны отличаются от белого чугуна тем, что у них весь углерод или большая часть его находится в свободном состоянии в виде графита (у белого чугуна весь углерод находится в виде цементита).

Структура указанных чугунов состоит из металличе­ской основы аналогично стали (перлит и феррит) и не­металлических включений – графита.

Серый, ковкий и высокопрочный чугуны отличаются друг от друга в основном формой графитовых включений. Это и определяет различие механических свойств указанных чугунов.

У серого чугуна при рассмотрении под микроскопом графит имеет форму пластинок.

Графит обладает низкими механическими свойствами. Он нарушает сплошность металлической основы и действует как надрез или мелкая трещина. Чем крупнее и прямолинейнее формы графитовых включений, тем хуже механические свойства серого чугуна.

Основное отличие высокопрочного чугуна заключается в том, что графит в нем имеет шаровидную (округленную) форму. Такая форма графита лучше пластинчатой, так как при этом значительно меньше нарушается сплошность металлической основы.

Ковкий чугун получают длительным отжигом отливок из белого чугуна, в результате которого образуется графит хлопьевидной формы – углерод отжига.

Механические свойства рассматриваемых чугунов можно улучшить термической обработкой, при этом необходимо помнить, что в чугунах создаются значитель­ные внутренние напряжения, поэтому нагревать чугун­ные отливки при термической обработке следует медленно, чтобы избежать образования трещин.

Отливки из чугуна подвергают следующим видам термической обработки.

Низкотемпературный отжиг. Чтобы снять внутренние напряжения и стабилизировать размеры чугунных отливок из серого чугуна, применяют естественное старение или низкотемпературный отжиг.

Более старым способом является естественное старение, при котором отливка после полного охлаждения претерпевает длительное вылеживание – от 3–5 меся­цев до нескольких лет. Естественное старение приме­няют в том случае, когда нет нужного оборудования для отжига.

Этот способ в настоящее время почти не применяют, а производят главным образом низкотемпературный отжиг. Для этого отливки после полного затвердевания укладывают в холодную печь (или печь с температурой 100–200° С) и медленно (со скоростью 75–100° в час) нагревают до 500–550° С. При этой температуре их выдерживают 2–5 час. и охлаждают до 200° С со скоро­стью 30–50° в час, а затем – на воздухе.

Графитизирующий отжиг. При отливке изделий воз­можен частичный отбел серого чугуна с поверхности или даже по всему сечению. Чтобы устранить отбел и улучшить обрабатываемость чугуна, производится вы­сокотемпературный Графитизирующий отжиг с выдерж­кой при температуре 900–950° С в течение 1–4 час. и охлаждением изделий до 250–300° С вместе с печью, а затем – на воздухе. При таком отжиге в отбеленных участках цементит Fe3С распадается на феррит и гра­фит, вследствие чего белый или половинчатый чугун переходит в серый.

Нормализация. Нормализации подвергают отливки простой формы и небольших сечений. Нормализация проводится при температуре 850–900° С с выдержкой 1–3 часа и последующим охлаждением отливок на воз­духе. При таком нагреве часть углерода (графита) рас­творяется в аустените. После охлаждения на воздухе металлическая основа получает структуру трооститовидного перлита с более высокой твердостью и лучшей сопротивляемостью износу. Для серого чугуна нормали­зацию применяют сравнительно редко, более широко применяют закалку с отпуском.

Закалка деталей из серого чугуна. Повысить проч­ностные свойства серого чугуна можно его закалкой. Она производится с нагревом до 850–900° С и охлаж­дением в воде. Закалке можно подвергать как перлит­ные, так и ферритные чугуны. Твердость чугуна после закалки достигает НВ 450–500. В структуре закален­ного чугуна имеются мартенсит со значительным количеством остаточного аустенита и выделения гра­фита.

Эффективным методом повышения прочности и изно­соустойчивости серого чугуна является изотермическая закалка, которая производится аналогично закалке стали.

Высокопрочные чугуны с шаровидным графитом можно подвергать пламенной или высокочастотной по­верхностной закалке. Чугунные детали после такой обработки имеют высокую поверхностную твердость, вязкую сердцевину и хорошо сопротивляются ударным на­грузкам и истиранию.

Легированные серые чугуны и высокопрочные маг­ниевые чугуны иногда подвергают азотированию. По­верхностная твердость азотированных чугунных изде­лий достигает НВ 600—800; такие детали имеют высо­кую износоустойчивость. Хорошие результаты дает сульфидирование чугуна; так, например, сульфидированные поршневые кольца быстро прирабатываются, хорошо сопротивляются истиранию, и срок их службы повышается в несколько раз.

Отпуск. Чтобы снять закалочные напряжения, после закалки производят отпуск. Детали, предназначенные для работы на истирание, проходят низкий отпуск при температуре 200–250° С. Чугунные отливки, не работающие на истирание, подвергаются высокому отпуску, при температуре 500–600° С. При отпуске закаленных чугунов твердость понижается значительно меньше, чем при отпуске стали. Это объясняется тем, что в струк­туре закаленного чугуна имеется большое количество остаточного аустенита, а также тем, что в нем содер­жится большое количество кремния, который повышает отпускоустойчивость мартенсита.

Для отжига на ковкий чугун применяют белый чугун примерно следующего химического состава: 2,5–3,2% С, 0,6–0,9% Si, 0,3–0,4% Мn, 0,1–0,2% Р и 0,06-0,1% S.

Существует 2 способа отжига на ковкий чугун:

графитизирующий отжиг в нейтральной среде, осно­ванный на разложении цементита на феррит и углерод отжига;

обезуглероживающий отжиг в окислительной среде, основанный на выжигании углерода.

Отжиг на ковкий чугун по второму способу зани­мает 5–6 суток, поэтому в настоящее время ковкий чу­гун получают главным образом графитизацией. Отливки, очищенные от песка и литников, упаковывают в ме­таллические ящики либо укладывают на поддоне, а за­тем подвергают отжигу в методических камерных и дру­гих отжигательных печах.

Процесс отжига состоит из двух стадий графитизации. Первая стадия заключается в равномерном нагреве отливок до температуры 950–1000° С с выдерж­кой 10–25 час.; затем температуру понижают до 750– 720° С при скорости охлаждения 70–100° в час. На второй стадии при температуре 750–720° С дается вы­держка 15–30 час., затем отливки охлаждаются вместе с печью до 500–400° С и при этой температуре извле­каются на воздух, где охлаждаются с произвольной скоростью.

При таком ступенчатом отжиге в области темпера­тур 950–1000° С идет распад (графитизация) первич­ного, т. е. эвтектического (ледебуритного) цементита, а при температуре 750—720° С распадаются вторичный и эвтектоидный (перлитный) цементиты. В результате отжига по такому режиму структура ковкого чугуна представляет собой зерна феррита с включениями гнезд углерода отжига – графита.

Перлитный ковкий чугун получается в результате неполного отжига: после первой стадии графитизации при температуре 950–1000° С чугун охлаждается вме­сте с печью; вторая стадия графитизации не проводится. Структура перлитного ковкого чугуна состоит из пер­лита и углерода отжига.

Чтобы повысить вязкость, перлитный ковкий чугун подвергают сфероидизации при температуре 700–750° С, что создает структуру зернистого перлита.

Для ускорения процесса отжига на ковкий чугун из­делия из белого чугуна подвергают закалке, затем про­водят графитизацию при температуре 1000–1100° С.

Ускорение графитизации закаленных чугунов при отжиге объясняется наличием большого количества цент­ров графитизации, образовавшихся при закалке. Это дает возможность сократить время отжига закаленных отливок до 15–7 час.

Метод предварительного нагрева и закалки отливок из белого чугуна разработан металлургами А. Д. Ассоновым и В. И. Прядиновым и широко применяется в различных отраслях промышленности.

Термическая обработка ковкого чугуна. Чтобы повысить прочность и износоустойчивость, ковкие чугуны подвергают нормализации или закалке с отпуском. Нормализация ковкого чугуна производится при 850–900°С с выдержкой при этой температуре 1–1,5 часа и охлаждением на воздухе. Если после отливки заготовки имеют повышенную твердость, то их следует подвергать высокому отпуску при температуре 650–680° С с выдержкой 1–2 часа.

Иногда ковкий чугун подвергают закалке, чтобы получить более высокую прочность и износоустойчивость за счет снижения пластичности. Температура нагрева под закалку та же, что и при нормализации; охлажде­ние производится в воде или масле, а отпуск, в зависи­мости от требуемой твердости, обычно при температуре 650–680° С.

Быстрое охлаждение может производиться непосред­ственно после первой стадии графитизации при дости­жении температуры 850–880° С с последующим высоким отпуском.

Для ковкого чугуна применяют закалку токами высокой частоты или кислородно-ацетиленовым пламенем, при этом может быть достигнута высокая твердость поверхностного слоя при достаточной пластичности основной массы. Метод такой закалки тормозных колодок из ферритного ковкого чугуна заключается в нагреве дета­лей токами высокой частоты до температуры 1000– 1100° С с выдержкой 1–2 мин. и последующим быст­рым охлаждением. Структура закаленного слоя состоит из мартенсита и углерода отжига твердостью НRС 56–60.

Ковкий чугун по сравнению со сталью более деше­вый материал; он обладает хорошими механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью. По­этому детали из ковкого чугуна широко применяются в сельскохозяйственном машиностроении, автотрактор­ной промышленности, станкостроении (для изготовле­ния зубчатых колес, звеньев цепей, задних мостов, кронштейнов, тормозных колодок и пр.) и в других отраслях народного хозяйства.

Ковкие чугуны маркируют буквами КЧ, означаю­щими ковкий чугун, затем идут два числа: первое число показывает предел прочности при растяжении, второе – относительное удлинение.

ГОСТом 1215-59 установлены следующие марки ков­ких чугунов: КЧЗО-6, КЧЗЗ-8, КЧ35-10. . КЧ37-12, КЧ45-6, КЧ50-4, КЧ56-4, КЧ60-3 и КЧ63-2.

на главную

Где используется чугун?

Чугунные отливки широко используются в промышленности. Множество предметов, как простых, так и очень сложных, изготавливаются из чугуна. Это сырье охотно применяется для производства элементов, необходимых нам в повседневном использовании, а также во время сложных процессов. Именно поэтому мы решили обсудить свойства чугуна, процесс его производства и использования.

Вас интересуют отливки для автомобильной индустрии — metalyt.com/dlya-avtomobilnoj-industrii? В таком случае вам стоит ознакомиться с предложением Частное АО “Металит”!

Популярность чугуна

Почему, собственно, чугун такой популярный материал. Это связано с двумя факторами. Прежде всего, его производственный процесс относительно прост. Чугун на самом деле является железоуглеродистым сплавом. Соответствующие добавки кремния, марганца, фосфора или серы также используются в процессе производства, чтобы придать чугуну специфические свойства. И это второй фактор, который делает чугун популярным. Его состав можно контролировать для получения определенных свойств. Углерод в виде графита или цементита составляет 2,11-6,67% всего сплава. Форма, которую примет уголь, строго зависит от сырья, используемого в процессе производства, и скорости охлаждения сплава. В случае медленного охлаждения выделяется графит. Этот процесс называется графитизацией.

Присутствие кремния также способствует графитизации. Его добавление делает графитовые чешуйки более тонкими. Кремний влияет на образование графита вместо цементита. Добавление марганца работает совсем наоборот. Останавливает процесс графитизации. Это показывает, что при производстве чугунных отливок можно в значительной степени модифицировать состав сплава, чтобы получить конкретные свойства.

Производственный процесс и применение

Чугун производится в специальных печах, которые называются куполами. Именно в них чугун плавится с примесью стали и железного лома. Таким образом, получают материал для литья.

Полученные таким образом элементы используются в автомобильной промышленности (коробки передач, корпуса двигателей, головки), а также в области предметов домашнего обихода (кастрюли, сковородки). Чугун также используется в отопительной технике благодаря своим быстрым нагревательным свойствам. Канализационные трубы также изготавливаются из чугуна, используя его прочность и коррозионную стойкость.

Белый чугун – типы, микроструктура и применение

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

Белый чугун Микроструктура e Развитие

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

Здесь мы подробно обсудим микроструктуру белого чугуна…

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

Фазовая диаграмма затвердевания приведена ниже;

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

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

Структура белого чугуна

Final Микроструктура белого чугуна выглядит, как показано ниже;

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

Типы белого чугуна

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

По этим причинам белый чугун делится на две группы;

  1. Низколегированный чугун:  Чугун с содержанием сплава менее 4%
  2. Высоколегированный чугун:  Чугун с содержанием сплава более 4%

Низколегированный чугун 9006 белый перлитный чугун .Мы упоминали ранее, что при относительно более быстром охлаждении можно предотвратить образование зародышей углеродных чешуек.

Микроструктура перлитного белого чугуна показана выше.

Перлитная структура также возможна при высокой концентрации сплава. При изменении процессов затвердевания и состава микротвердость и микроструктура белого перлитного чугуна могут изменяться.

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

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

Chill Chast Iron

Chill Chasting производится путем вставки металлической пластины внутри песочной формы для извлечения быстрого тепла от композиции, содержащей большое количество кремния, чтобы вызвать графитизацию в остальной части железа.В результате получается белая оболочка и серое ядро, отличающееся высокой твердостью и ударной вязкостью.

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

Высоколегированный чугун

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

Микроструктура высоколегированного железа – влияние легирующих элементов

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

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

Подробная информация о влиянии легирующих элементов приведена ниже;

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

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

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

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

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

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

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

Эта легирующая добавка делит высоколегированный белый чугун на две группы;

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

Мартенситный никелевый белый чугун

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

Эти типы белого чугуна также называются никель-твердыми.

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

Состав твердого никелевого железа следующий;

Cr
C Si Cr NI
мин% 2.4 9 1.33 3.3
3.6 2 0,8 4 1.4 5
5

Никель Твердый белый чугун Физический и механический свойства приведены ниже;

Плотность (г / см3) 702 7.6 — 7.8
Теплопроводность (W / MK) 15 — 30
Коэффициент теплового расширения 8 — 8.1
температура плавления (F) 2300 F
модуль упругости (GPA) 169 — 183
поперечная прочность (MPA) 500 — 620
Прочность на растяжение As-zts (МПа) 280 — 350
Твердость (HV) 450 — 550 450 — 550

9022

Мартенситный хромийный белый Iron

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

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

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

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

Композиция из хромистого белого чугуна;

90 219
С Mn Си Мо Кр
Мин% 2,7 14
Макс. % 3.3 1.3 1 3.5 17

Молибден добавление улучшает прокаливаемость матрицы, тем самым повышая стойкость к истиранию. При более низком содержании хрома коррозионная стойкость немного больше, чем ниже упомянутый хромовый сплав железа.

Свойства железа из сплава хрома следующие;

0 15 — 30 938
плотность (г / см3) 702 7.6 — 7.8
Теплопроводность (W / MK)
Коэффициент тепловой экспансии 13
температура плавления (F) 2300 F 2300 F
938
Твердость As-Cast (HV) 450 — 550
Твердость (стадия дозакалки) (HV) 600 – 650

Наиболее обычное применение этого класса железа — гильзы фрезерных станков, дробь пескоструйные и шламовые насосы.Валковая дробилка также очень распространена. применение в цементной промышленности.

ASTM Класс A – Стандарт III представляет этот класс белого чугуна. Из-за очень высокого содержания хрома коррозионная стойкость этого вида белого чугуна очень высока. Благодаря высокому содержанию хрома возможна прочная матрица и очень высокая стойкость к истиранию белого чугуна.

Состав белого чугуна с высоким содержанием хрома следующий:

0 SI CR
C Mn MO CR
Min% 25 23
Max% 3.3 1 1.5 29022 2.1 28

Недвижимость высокого хромированного белого железа выглядит следующим образом;

938
Плотность (G / CM3) 70223
Термальная проводимость (W / MK) 15 — 30
Коэффициент тепловой экспансии 13
температура плавления (f) 2300 F 2300 F
поперечная прочность (МПа)
твердость как литые (HV) 450 — 550
Твердость (стадия дозакалки) (HV) 600 – 650

Сравнение свойств белого чугуна и остального чугуна можно изучить на типах чугуна. Вы можете следить за Cast Iron в Википедии для получения подробной информации о режиме.

Часто задаваемые вопросы о белом чугуне

Можно ли сваривать белый чугун?

Белый чугун содержит прочную непрерывную сеть карбидов, которые трудно сваривать. Сварка белого чугуна обычно не рекомендуется. В структуре белого чугуна также присутствует мартенсит. Эта комбинация карбидов и различных фаз твердой матрицы склонна к тепловому растрескиванию. Сварка и немедленное охлаждение приводят к образованию трещин в чугуне, поэтому белый чугун для сварки не рекомендуется.
Ниже приведены общие методы ремонта, которые можно применять для белого чугуна;
— Добавление сварочных вставок
— Добавление спиральных вставок Heli
— Болтовое крепление
— Эпоксидная смола

Почему белый чугун твердый и хрупкий?

Белое железо очень твердое и хрупкое. Ответ кроется в его микроструктуре. Микроструктура состоит из толстой непрерывной сети карбидов, встроенных в перлитную или мартенситную матрицу. Эта карбидная сетка чрезвычайно тверда и сопротивляется любой пластической деформации.Это основная причина того, что белый чугун твердый и хрупкий. Когда трещина образуется в карбидной сетке, трещина протекает немедленно, и никакие другие микротрещины не образуются. Вот почему поверхность излома белого чугуна кажется белой.

Как производится белый чугун?

Чаще всего чугун получают по технологии литья. Другие методы производства включают механическую обработку. Поскольку чугун чрезвычайно твердый и хрупкий, его нельзя отливать в твердом виде.Единственный возможный способ придать форму белому чугуну — отлить материал определенной формы.

Белые пятна на железной раковине?

Так как белый чугун не является пористым из-за способа изготовления литья. Полированная эмаль белого железа делает поверхность чрезвычайно блестящей. Благодаря плоской поверхности и отсутствию пористости поверхности пятна легко удаляются, поскольку они не прилипают к материалу. Поверхность вполне можно очистить.

Области применения белого чугуна 

Общие области применения:

  • 120054
  • Нарушение домочек
  • Масляные песчаные приложения
  • Mining Crusher Parts
  • Ball Mill Millers
  • Roller Crusher
  • Грейшера вкладыши
  • Грейт-взрывные решетки
  • Подъемные батончики

Металлография чугуна Insight

Трудности при металлографической подготовке чугуна

Основной задачей при подготовке образцов чугуна является сохранение исходной формы и размера графита, чтобы обеспечить правильное представление микроструктуры чугуна.


Рис. 4: Серый чугун с чешуйчатым графитом, недостаточная полировка (увеличение: 200x)
Рис. 5: Серый чугун с чешуйчатым графитом, правильная полировка (увеличение: 200x)

Под микроскопом изображение графита видно двумерно. Однако на самом деле он трехмерный. Это означает, что определенный процент графита при шлифовке и полировке режется очень мелко, лишь слабо удерживаясь в матрице. Поэтому всегда существует вероятность того, что графит не может быть полностью сохранен, особенно очень крупные чешуйки или скопления чешуек.В результате графитовую фазу не всегда удается сохранить или хорошо отполировать.

В ковких чугунах графит существует в виде розеток или темперированного углерода. Это рыхлая форма графита, и ее может быть особенно трудно удержать во время металлографической подготовки.

Распространенной ошибкой подготовки является недостаточное удаление смазанного матричного металла после шлифования, что может скрыть истинную форму и размер графита. Это особенно характерно для ферритных и аустенитных чугунов, склонных к деформации и царапанью.Для этих материалов очень важны тщательная алмазная и окончательная полировка.

Большинство стандартных микроскопических исследований чугуна проводится с 100-кратным увеличением, из-за чего графит выглядит черным. Однако требуется большее увеличение, чтобы убедиться, что углерод полностью сохранился, поскольку хорошо отполированный графит имеет серый цвет.

Рис. 6: Недостаточная полировка оставляет графитовые узелки, покрытые смазанным металлом, протравленным 3 % Nital (Mag: 200x)
Рис.7: Правильная полировка показывает форму и размер графитовых узелков, подходящих для оценки, травление 3 % Nital (Mag: 200x)


Рис. 8: Хорошо отполированные графитовые чешуйки (увеличение 500x)

Как чугун используется в архитектуре?

Чугунная архитектура была популярным типом строительного дизайна, который использовался во всем мире в середине 1800-х годов. Его популярность отчасти была обусловлена ​​его эффективностью и экономичностью — царственный внешний фасад можно было недорого производить массово из чугуна.Целые конструкции могут быть изготовлены заранее и отправлены по всему миру как «переносные железные дома». Богато украшенные фасады можно было имитировать с исторических зданий, а затем «навешивать» на высотные здания со стальным каркасом — новую архитектуру, построенную в конце 19 века. Примеры чугунной архитектуры можно найти как в коммерческих зданиях, так и в частных домах. Сохранение этой архитектурной детали было рассмотрено в документе Preservation Brief 27 Службы национальных парков Министерства внутренних дел США — Обслуживание и ремонт архитектурного чугуна Джона Г.Уэйт, АИА.

В чем разница между чугуном и кованым железом?

Железо — мягкий, естественный элемент в окружающей среде. Такие элементы, как углерод, могут быть добавлены к железу для создания других соединений, включая сталь. Свойства и использование железа меняются по мере того, как различные пропорции элементов сочетаются с различной интенсивностью тепла — двумя ключевыми компонентами являются пропорции смеси и то, насколько горячей вы можете получить печь.

Кованое железо имеет низкое содержание углерода, что делает его податливым при нагревании в кузнице — его легко «ковать» или обрабатывать молотком для придания ему формы.Кованые ограждения были популярны в середине 1800-х годов, как и сегодня. Испанский архитектор-новатор Антонио Гауди использовал декоративное кованое железо во многих своих зданиях. Тип кованого железа под названием пуддлер использовался для строительства Эйфелевой башни.

Чугун, с другой стороны, имеет более высокое содержание углерода, что позволяет ему переходить в жидкое состояние при высоких температурах. Жидкий чугун можно «отлить» или залить в заранее изготовленные формы. При охлаждении чугун затвердевает.Форма удаляется, и чугун принимает форму формы. Формы можно использовать повторно, поэтому чугунные строительные модули можно производить массово, в отличие от кованого железа. В викторианскую эпоху очень сложные чугунные садовые фонтаны стали доступными даже для общественных мест сельского города. В США фонтан, спроектированный Фредериком Огюстом Бартольди, возможно, является самым известным — в Вашингтоне, округ Колумбия, он известен как Фонтан Бартольди.

Почему в архитектуре использовали чугун?

Чугун использовался как в коммерческих зданиях, так и в частных домах по многим причинам.Во-первых, это был недорогой способ воспроизвести богато украшенные фасады, такие как готический, классический и итальянский, которые стали наиболее популярными имитируемыми дизайнами. Грандиозная архитектура, символизирующая процветание, стала доступной при массовом производстве. Чугунные формы можно было использовать повторно, что позволяло разрабатывать архитектурные каталоги моделей модулей, которые можно было предлагать потенциальным клиентам — каталоги чугунных фасадов были так же распространены, как и каталоги комплектов моделей домов. Как и в автомобилях массового производства, в чугунных фасадах должны быть «детали», позволяющие легко ремонтировать сломанные или изношенные компоненты, если плесень все еще существует.

Во-вторых, как и другие продукты массового производства, сложные конструкции можно было быстро собрать на строительной площадке. Более того, целые здания можно было строить в одном месте и отправлять по всему миру — сборные конструкции обеспечивали мобильность.

Наконец, использование чугуна было естественным продолжением промышленной революции. Использование стальных рам в коммерческих зданиях позволило создать более открытую планировку этажей с пространством для размещения больших окон, подходящих для торговли.Чугунные фасады были действительно как вишенка на торте. Эта глазурь, однако, также считалась огнеупорной — новый тип конструкции здания, отвечающий новым правилам пожарной безопасности после разрушительных пожаров, таких как Великий чикагский пожар 1871 года.

Кто известен работой с чугуном?

История использования чугуна в Америке начинается на Британских островах. Авраам Дарби (1678-1717) считается первым, кто разработал новую печь в британской долине Северн, которая позволила его внуку Аврааму Дарби III построить первый железный мост в 1779 году.Сэр Уильям Фэйрбэрн (1789–1874), шотландский инженер, считается первым, кто построил мельницу из железа и отправил ее в Турцию примерно в 1840 году. Сэр Джозеф Пакстон (1803–1865), английский ландшафтный дизайнер, спроектировал Кристалл. Дворец из чугуна, кованого железа и стекла для Всемирной выставки 1851 года.

В Соединенных Штатах Джеймс Богардус (1800–1874) является самопровозглашенным создателем и патентообладателем чугунных зданий, включая Леонард-стрит, 85 и Канал-стрит, 254, оба в Нью-Йорке.Дэниел Д. Бэджер (1806–1884) был предпринимателем в области маркетинга. Иллюстрированный каталог чугунной архитектуры Барсука, 1865 , доступен как Dover Publication 1982 года, а общедоступную версию можно найти в Интернете в Интернет-библиотеке . Компания Badger Architectural Iron Works отвечает за многие переносные железные здания и фасады нижнего Манхэттена, включая здание E.V. Здание Хаухаут.

Что другие говорят о чугунной архитектуре:

Все не фанаты чугуна.Возможно, им злоупотребляют, или это символ механизированной культуры. Вот что сказали другие:

«Но я не верю, что нет более активной причины в деградации нашего природного чувства прекрасного, чем постоянное употребление чугунных украшений… Я очень сильно чувствую, что нет никакой надежды на прогресс искусства искусства». любая нация, которая балуется этими вульгарными и дешевыми заменителями настоящего украшения». — Джон Раскин, 1849 г.
«Распространение сборных железных фасадов, имитирующих каменные здания, быстро вызвало критику в среде архитекторов.Архитектурные журналы осудили эту практику, и по этому вопросу проводились различные дебаты, в том числе один, спонсируемый недавно основанным Американским институтом архитекторов ». — Отчет Комиссии по сохранению достопримечательностей, 1985 г.
«[Здание Haughwout,] единый образец классических элементов, повторяющийся на пяти этажах, дает фасад необычайного богатства и гармонии … [Архитектор Дж. П. Гейнор] ничего не изобретал. Все дело в том, как он выразился. кусочки вместе…. как хороший плед …. Потерянное здание никогда не будет восстановлено ». — Пол Голдбергер, 2009 г.

Источники

  • Джон Раскин, Семь светильников архитектуры , 1849, стр. 58–59
  • Гейл Харрис, Отчет Комиссии по сохранению достопримечательностей, с. 6, 12 марта 1985 г., PDF на http://www.neighborhoodpreservationcenter.org/db/bb_files/CS051.pdf [по состоянию на 25 апреля 2018 г.]
  • Пол Голдбергер, Why Architecture Matters , 2009, стр.101, 102, 210.
Сравнение чугуна

и литого алюминия — Wonderffle


С появлением вафельницы с начинкой из литого алюминия у Wonderffle теперь есть две модели продуктов, из которых можно выбирать.

Эти два материала не зря хорошо подходят для изготовления посуды.

Чугун

веками использовался в посуде. Самые ранние упоминания о его использовании на Западе относятся к 7 веку нашей эры. Его использование в Азии восходит еще раньше.Популярность чугуна в кухонной посуде, являющегося основным продуктом в домашнем хозяйстве во всем мире, начала снижаться в середине 20-го века, но в последние годы возродилась.

С другой стороны, использование алюминия в кухонной посуде является относительно новым, берущим свое начало в 20 веке в результате разработки синтетических антипригарных покрытий. Самый распространенный металл в земной коре, алюминий используется примерно в половине всей кухонной посуды, производимой в мире.

Поскольку бывает сложно решить, какой материал выбрать, это краткое сравнение двух моделей поможет вам принять взвешенное решение.

Вес

Самая заметная разница между двумя моделями — вес. Модель из чугуна более чем на 4 фунта тяжелее своего литого алюминиевого аналога. Это имеет серьезные последствия для процесса приготовления — поскольку для этого требуется перевернуть устройство — и для расходов на доставку.

Кулинария с антипригарным покрытием

Чугунные и литые алюминиевые модели по-разному обеспечивают антипригарную поверхность. Естественную антипригарную поверхность можно создать на чугуне с помощью процесса, называемого приправой.

Модель из литого алюминия имеет синтетическое, но безопасное для пищевых продуктов антипригарное покрытие, которое не требует приправ. Однако нельзя использовать абразивные инструменты для литого алюминия, так как они могут поцарапать его антипригарную поверхность.

Чугун

имеет репутацию более здорового варианта, чем алюминий. Некоторые воспринимают как преимущество тот факт, что пищевое железо попадает в пищу. Тем не менее, люди, которые уже потребляют дополнительное количество железа в виде поливитаминных добавок, или люди с гемохроматозом, могут захотеть избежать приготовления пищи на чугуне.

Основные проблемы со здоровьем при приготовлении пищи из алюминия связаны с синтетической антипригарной поверхностью. Поскольку при приготовлении вафельницы с начинкой Wonderffle не требуются инструменты, вероятность того, что антипригарное покрытие может отслоиться и попасть в пищу, невелико.

Представление о том, что использование алюминиевой посуды вызывает болезнь Альцгеймера, было опровергнуто Ассоциацией Альцгеймера со ссылкой на исследования, которые «не подтвердили какую-либо роль алюминия в возникновении болезни Альцгеймера».

Варочные поверхности

Обе модели можно готовить на газовых и электрических плитах и ​​уличных грилях (с прямым нагревом).Однако на индукционных плитах можно использовать только чугунную модель. Он также больше подходит для приготовления пищи в духовке, так как модель из литого алюминия можно использовать в духовке только при температуре до 335°F (170°C). Наконец, чугунная посуда может повредить стеклянные варочные панели. Поэтому алюминиевая модель является лучшим вариантом в этом случае.

Тепловые свойства и термостойкость

Чугун

обладает низкой теплопроводностью и высокой теплоемкостью. Это означает, что модели из чугуна потребуется больше времени для предварительного нагрева, и она будет готовиться при более низких температурах по сравнению с моделью из литого алюминия.Кроме того, чугунную модель можно использовать в духовке при высоких температурах, о чем уже упоминалось ранее. Чугун также отличается высокой теплоемкостью, а это означает, что модель из чугуна охлаждается намного дольше, чем модель из литого алюминия.

В отличие от моделей из чугуна, которые представляют собой единое целое с кастрюлями, ручки моделей из литого алюминия изготовлены из жаропрочной нержавеющей стали. Кроме того, ручки центральной кастрюли имеют наплавку из термопластика, что еще больше снижает удержание тепла.В результате готовить с моделью из литого алюминия можно голыми руками, а при приготовлении с моделью из чугуна требуются кухонные перчатки.

Размеры

Несмотря на то, что обе модели имеют почти одинаковые размеры, процесс литья алюминия обеспечивает большую точность. Детали модели из литого алюминия прилегают друг к другу плотнее, чем детали модели из чугуна. Очень жидкое тесто, такое как это, приготовленное только из яиц и густых сливок, скорее всего, будет протекать между швами центральной формы чугунной модели.

 

Существует также существенная разница между шарнирными узлами двух моделей. Верхний и нижний поддоны модели из литого алюминия соединены узлом шарнира из нержавеющей стали, состоящим из штифта «папа/мама». Две сковороды можно разделить, потянув их в противоположных направлениях вдоль оси шарнира.

 

Петля на чугунной модели представляет собой одну часть с верхней и нижней чашами. Детали неплотно прилегают друг к другу и не останутся вместе, если центральный поддон будет поднят над нижним поддоном, когда устройство открыто.

Суть?

Обе модели обладают уникальными свойствами, благоприятствующими различным сценариям приготовления. Так что большая часть решения между ними сводится к предпочтениям, хотя вес и использование на индукционных плитах могут заставить принять решение так или иначе. Конечно, мы не считаем плохим решением приобрести обе модели.

Сталь vs. Чугун – TrailerRacks.com

При рассмотрении любого конкурента обязательно изучите типы материалов, которые каждая компания использует для изготовления своих стеллажей.Здесь, в Green Touch Industries, мы проводим стендовые испытания всех наших продуктов и материалов, которые используются в производственном процессе. Прочтите эту статью ниже, чтобы понять, как тип материала, который используется в ваших стойках, может повлиять на ваш бизнес, а также на безопасность вашего оборудования!

 

Сталь против чугуна

Железо — твердый серый металл, тяжелее любого другого элемента, встречающегося на Земле. Во время процесса из железа удаляются примеси или шлак, и оно превращается в стальной сплав.Это подтверждает, что сталь — это сплав, а железо — элемент. Железо существует в природных формах, и ученые нашли его также в метеоритных породах. Основное различие между двумя элементами заключается в том, что сталь производится из железной руды и металлолома и называется сплавом железа с контролируемым углеродом. Принимая во внимание, что около 4% углерода в железе делает его чугуном, а менее 2% углерода делает его стальным.

Чугун дешевле стали, у него низкая температура плавления и способность принимать любую форму, поскольку он не дает усадки при охлаждении.Сталь изготавливается с контролируемым количеством углерода, тогда как чугун может содержать любое количество углерода. Углерод и другие металлы, такие как хром, добавляют к железу для получения сплавов и различных сортов стали, например нержавеющей стали.

Другое различие между сталью и чугуном заключается в их свойствах. Свойства стали заключаются в том, что она мягкая, труднее поддается литью и имеет относительно высокую вязкость. Свойства чугуна в том, что он хрупок, больше демпфирует и поглощает вибрации и шумы.В расплавленном виде чугуна достаточно для изготовления отливок любого вида, от компонентов различных машин до сложных форм, таких как чугунная или кованая мебель или ворота. Он слегка разрушается при сверлении, образует порошок, не гнется и не вминается, потому что он очень твердый, но легко ломается — в отличие от стали. Сталь дает стружку, если ее шлифовать, и она податлива. Прочность как чугуна, так и стали также вызывает споры, так как некоторые думают, что сталь прочнее чугуна, а другие думают, что железо и сталь — это одно и то же, но правда в том, что чугун имеет большую прочность на сжатие, а сталь — на растяжение. .По сравнению с чугуном сталь лучше на растяжение и не ржавеет.

Чугун и сталь используются в качестве строительных материалов и используются для изготовления конструкций зданий. Сталь используется для изготовления балок, дверей и т. д. В прошлом чугун использовался для изготовления трубопроводов и водосточных желобов. Он до сих пор используется для изготовления крышек люков, блоков цилиндров двигателей автомобилей, очень тяжелой и дорогой кухонной утвари, помимо других применений в качестве строительного материала. Автомобильная промышленность предпочитает сталь для изготовления стальных деталей и компонентов, и она используется в различных других отраслях промышленности для изготовления инструментов, ножей, рам, гвоздей и т. д.

Резюме:

1. Сталь – это сплав или железо, а чугун – это твердый металл серого цвета.

2. Чугун дешевле стали, имеет низкую температуру плавления и легко формуется.

3. Сталь мягкая, ее труднее отливать, и она теряет вязкость.

4. Чугун используется для изготовления крышек люков, трубопроводов и желобов.

5. Сталь изготавливается для изготовления инструментов, конструкций, ножей и т. д.


КРЕДИТ:
Подробнее: Разница между сталью и чугуном | Разница между http://www.разницамежду.net/object/разница-между-сталью-и-чугуном/#ixzz5GGHhkGhF Чугунные сковороды

— все, что вам нужно знать

Поговорим о качественных чугунных сковородках. Из всех инструментов на вашей кухне ни один не стоит усилий больше, чем ваша надежная чугунная сковорода. Они недороги, служат всю жизнь и являются верным способом убедиться, что у вас есть все необходимое для выполнения работы.

Конечно, нет лучшего способа произвести впечатление на людей, чем полностью оборудованная кухня.Это придает определенный уровень доверия даже тем, кто, вероятно, не заслуживает этого. И иметь в изобилии все кастрюли, сковородки, ножи, мерные чашки, дуршлаги, миски и венчики — это не так уж и плохо; но это определенно не свидетельствует об опытном или опытном поваре. Черт, талантливый художник может сделать больше с помощью карандаша и салфетки, чем некоторые люди могут сделать при поддержке полноценной студии. Фотограф, достойный их соли, может сильнее ударить по iPhone, чем воин выходного дня с DSLR за 3000 долларов.Это путь мира.

Наша точка зрения заключается в том, что чугунные сковороды являются универсальными рабочими лошадками на каждой кухне, и мы не думаем, что они получают почти то признание, которого заслуживают. Что ж, теперь это меняется.

Что, черт возьми, за чугунная сковорода?

Чугун — один из самых разнообразных материалов для приготовления пищи на планете, он использовался в кулинарии с 5 века до нашей эры — да, серьезно. Чугун также использовался во всех видах древнего вооружения, от пушек и артиллерии до строительных материалов и котлов.Буквально тысячи лет люди использовали чугун, чтобы строить мир.

С научной точки зрения чугун является превосходным материалом для приготовления пищи, поскольку это очень плотный пористый металл. На кухне это означает, что, хотя для нагрева требуется некоторое время, чугун отлично нагревается, нагревается очень равномерно и сохраняет тепло, бесспорно, лучше, чем любой другой материал для приготовления пищи.

Сегодня чугун чаще всего используется в кухонной посуде, потому что он сравнительно недорог (по сравнению с другими типами посуды), прост в обслуживании и может использоваться где угодно, от плиты до костра.

Существует множество компаний, производящих кухонную посуду, которые специализируются на чугунных сковородках и других сковородках, кастрюлях и чайниках. Они бывают разных форм и размеров для разных применений, но самое лучшее в них то, что независимо от того, насколько утонченными или точнейшими являются их применения, обычная сковорода может покрыть большую часть того, что вы готовите, будь то идеальное тушение. свиную лопатку, обжаривание толстого стейка, жарение цыпленка, выпечку лучшего кукурузного хлеба в вашей жизни или даже приготовление блинчиков с беконом по воскресеньям.

Мы узнаем больше о , почему люди любят чугун так, как они это делают ниже, но основная информация, которую необходимо знать, заключается в следующем: они недороги, они буквально переживут вас, они готовят невероятно равномерно, сохраняют тепло ну, естественно, антипригарные, если за ними правильно ухаживать, и их можно использовать буквально где угодно. Вы можете положить одну из этих вещей на поверхность солнца, и она все равно приготовит вам идеальные сверхлегкие яйца.

Почему чугун лучше?

Эй, парень, мы поняли.Мы только что сказали вам, что вы, вероятно, можете готовить лучше на посуде, которой 2500 лет, чем на большей части того, что вы получили бы из причудливой высококачественной посуды, которую вы видите во всех тех видео на YouTube, которые вы заливали последние несколько месяцев. .

Возможно, вы также читали одну колонку с советами в Esquire, где автор говорит, что его антипригарная сковорода с медным сердечником за 150 долларов может сделать все, что может сделать сковородка Lodge за 15 долларов (кстати, вы неправильно написали «Revere Ware», вы чугунный отрицание язычества).

В любом случае, мы поняли.Вы проницательны, умны и скептичны.

Но нам нужна причина, по которой миллионы людей до сих пор готовят на чугуне спустя 2500 лет после того, как он был впервые обнаружен, и почему так много людей готовы сражаться с бездельниками Эсквайр в его защиту.

Если вы ищете идеально прожаренный стейк, вы не жили, пока не приготовили его в чугунной сковороде. Если вы ищете идеальную яичницу, вам подойдет чугун. Если вы пытаетесь приготовить сливочную пиккату из лосося, которая заставит ваши гребаные пальцы ног сжаться, чугун — ваш бриллиант в необработанном виде.

В двух словах: сковороды недороги и невероятно прочны, просты в использовании, универсальны, могут использоваться для приготовления большинства блюд в большинстве мест, всегда готовы и готовы к работе, а Esquire наполнен лжецами.

Что такое «приправа» и как поддерживать чистоту чугунной сковороды?

Самая большая «проблема» людей с чугунными сковородками и другой чугунной посудой заключается в том, что для их очистки, хранения и обслуживания требуется небольшая работа и усилия, называемые «приправами».В этом нет ничего сумасшедшего, но того факта, что большинство людей не советуют мыть их средством для мытья посуды, часто бывает достаточно, чтобы вызвать у некоторых людей небольшой приступ из-за этого.

Приправа, по сути, включает в себя смазывание сковороды слоем жира или жира, а затем выпекание в течение определенного периода времени. Это создает покрытие, которое помогает сковороде хорошо выглядеть, хорошо работать, а также создает естественную антипригарную поверхность, которая делает приготовление пищи на ней проще простого. Самое приятное то, что по мере того, как эта приправа добавляется в сковороду и запекается в ней, эта поверхность с течением времени становится только на 90 892 лучше, чем на 90 893.

Большинство — почти все — производители чугуна в наши дни продают свою кухонную посуду предварительно приправленной (кто будет заказывать сковороду, которая может показаться ржавой?), но также важно продолжать приправлять вашу сковороду, как только она будет доставлена. Вот почему большинство производителей и проницательных поваров рекомендуют готовить на ней жирное в течение первого месяца или около того после ее получения.

Также стоит отметить, что поклонники чугуна ценят тот факт, что они не будут иметь дело с какими-либо вредными химическими веществами или канцерогенами, которые, как считается, растворяются в продуктах питания и загрязняют их, как в случае длительного использования большинства современных -приклеить посуду.Если вы ищете альтернативу, заботящуюся о своем здоровье, чугун — один из лучших вариантов.

Что касается очистки чугунной сковороды, этот процесс также очень прост.

Самое важное правило, которое нужно помнить, это мыть сковороду вскоре после приготовления. Он не должен быть горячим или что-то в этом роде, но чем раньше вы его очистите, тем лучше.

Начните с добавления горячей воды в кастрюлю, а затем осторожно протрите ее жесткой стороной губки или специальной нейлоновой щеткой.Акцент здесь делается на аккуратной чистке, чтобы не удалить кусочки приправы. Если приправа все-таки оторвется в процессе очистки, не беспокойтесь — вы всегда можете снова приправить ее после этого.

После этого возьмите немного кошерной соли и добавьте ее в кастрюлю с небольшим количеством горячей воды. Оттуда возьмите деревянную ложку или жесткую лопатку (не используйте металлическую посуду или щетки, чтобы не повредить приправу) и аккуратно соскребите крупные кусочки прилипшей пищи, оставшиеся в кастрюле.

Затем смойте все еще немного горячей водой, а затем поставьте сушиться на плиту. Вам не нужно разогревать сковороду; достаточно горячей, чтобы высушить остатки воды в кастрюле.

Оттуда, при необходимости, повторно приправьте или, если все готово, возьмите немного растительного масла или жира и нанесите тонкий слой на сковороду перед хранением.

Какую чугунную сковороду купить?

Итак, когда все сказано и сделано, какая чугунная сковорода подойдет вам лучше всего? Ну, этот вопрос немного менее прост, чем вы, вероятно, думаете.Какой размер вы ищете? У вас есть любимый бренд? С каким бюджетом вы работаете? Вам нужна плоская поверхность или сковорода-гриль? Вы ищете эмалированные или неэмалированные? Вы можете купить себе новую брэндовую установку, но не удивляйтесь, увидев на местном блошином рынке любителя, плачущего от радости, когда он поймает 50-летнего Griswold или Vollrath за 20 баксов.

Да, такие люди есть; нет они не сумасшедшие. Они просто относятся к этому так серьезно, как должны.

Выбор подходящей чугунной сковороды — это не легкое решение, поэтому мы хотели протянуть руку помощи.Вот некоторые из наших любимых сковородок на любой бюджет и стиль.

Большая 12-дюймовая чугунная сковорода Victoria с предварительно выдержанными специями

Выше мы говорили недорого, а теперь давайте подтвердим это несколькими примерами. Ярким примером является 12-дюймовая предварительно выдержанная чугунная сковорода от Victoria. Она немного тяжелее, чем большинство дорогих сковородок на рынке, но никто не покупает чугун из-за его легкости. Все сковороды Victoria поставляются с красивой длинной ручкой, что делает приготовление пищи с ними более удобным, их предварительная приправа является одной из лучших среди всех недорогих сковородок, и, как и любая другая чугунная сковорода, они выдержат испытание время.$18

Ложа 10,25-дюймовая чугунная сковорода

Невозможно говорить о том, какие есть у людей варианты отличных сковородок, которые не опустошат ваш бюджет, не упомянув Lodge, современную компанию, которая действительно проложила путь к возрождению чугунных сковородок, которое мы видели в последние несколько лет.

И 10,25-дюймовая чугунная сковорода, которую они выпустили, является одной из их самых популярных и одной из наших любимых сковородок для повседневного приготовления пищи. Эти стандартные простые сковороды поставляются предварительно приправленными на заводе, что означает, что их можно готовить прямо из коробки, а их продукция надежна и стоит каждой копейки из нескольких копеек, которые вы на нее потратите.$27

Чугунная сковорода-гриль Essenso с выпуклым изогнутым основанием 11,8 дюйма

Возможности качественного чугуна безграничны, все формы, размеры и стили были разработаны за несколько десятилетий или около того. Эта литая сковорода-гриль от Essenso — яркий пример такого рода инноваций.

Вы будете пользоваться теми же преимуществами, что и обычная чугунная сковорода — натуральное антипригарное покрытие, невероятная долговечность, равномерный нагрев и непревзойденное сохранение тепла — но на поверхности, которая больше похожа на гриль на заднем дворе.Если вы ищете лучшие стейки в своей жизни, вы их нашли.

На самом деле мы используем это, чтобы получить хорошую обжарку наших стейков sous vide, и поверьте нам, когда мы говорим вам, что мы готовим стейки лучше, чем ваши любимые отбивные. $30

Фирменная сковорода Le Creuset с железной ручкой, 9 дюймов

В статье, которая могла бы стать отдельной статьей, важно понимать, что существует два разных типа чугунных сковородок — эмалированные и неэмалированные.Люди любят эмалированные сковороды, потому что они не требуют дополнительных приправ, требуют меньше масла для приготовления пищи и, как правило, лучше сохраняются с течением времени.

Вы знаете Le Creuset по их великолепным и проверенным временем голландским печам, но они также делают необыкновенную (и удивительно доступную) эмалированную чугунную сковороду. Нам нравится дизайн их сковороды с ее массивной прочной ручкой и простой передней ручкой в ​​виде большой петли, которая упрощает обращение. Другим огромным преимуществом эмали является то, что ее можно мыть в посудомоечной машине, а это означает, что вы можете пользоваться всеми замечательными преимуществами приготовления пищи на чугуне без каких-либо «хлопот» по очистке, приправе и повторной приправе.$85

Полевая чугунная сковорода №8

Ребята из Field делают одни из лучших чугунных сковородок в игре, а их №8 — наш личный фаворит. Людям нравится старинный чугун, потому что он был легче многих вещей, которые мы видим сегодня, и у него также были очень гладкие поверхности, которые подходили для невероятно гладких поверхностей для приготовления пищи с антипригарным покрытием. Помните тот отрывок, который мы говорили выше о чуваках, плачущих на блошиных рынках? Вот почему.

Сотрудники Field изучили эту старую технологию и метод, внесли усовершенствования там, где они сочли это необходимым, и в результате появилась их невероятная линейка прекрасных качественных, легких и великолепно гладких чугунных сковородок, которые, по их утверждению, являются самыми близкими к вам. классическая слава в современной упаковке.$125

Smithey Ironware Co. № 10

Smithey — еще одна современная компания по производству посуды из чугуна, производимая прямо здесь, в США. Все, что они делают, от проектирования до литья, уникальной полировки, отделки и упаковки, выполняется в штаб-квартире их компании в Чарльстоне, Южная Каролина.

Эти ребята также переняли стратегию дизайна классических старинных чугунных сковородок, которые знают и любят фанатики, а это означает, что их сковороды невероятно гладкие и антипригарные прямо из коробки.Помимо красивых техник литья, они также используют уникальный и красивый метод отделки, который помогает придать сковородам гладкую, почти медную поверхность, а это означает, что приготовление пищи на них настолько хорошо, насколько это возможно, с первого дня, когда вы его получаете. . $160

Баттер Пэт Индастриз Хизер

Зайдите на любой чугунный форум или обзорный сайт, и вы увидите, как люди в восторге от любого материала, который Butter Pat Industries добавляет в свою линейку.Из их чугунных сковородок Heather — лучшая, потому что это скромно большая сковорода с некоторыми невероятными конструктивными особенностями — их запатентованное ручное литье, их глубокие носики, их неуклюжие (но полезные) передние ручки — делают ее нашим абсолютным фаворитом. Они также широко известны как лучшая сковорода с антипригарным покрытием прямо из коробки, а некоторые клиенты говорят, что им даже не нужно было добавлять масло в сковороду, чтобы приготовить идеальную яичницу.

Ценник у них конечно экстравагантный, но каждая отдельная кастрюля изготавливается на заказ в У.S.A., и более 40 человек выполняют 60 или более ключевых шагов, которые делают каждую кастрюлю особенной, уникальной и абсолютно идеальной прямо из коробки. Если вы ищете лучшее из лучшего, а цена не имеет значения, эти ребята, безусловно, ваша черника. $195

Чугунная мини-сковорода Lodge 3,5 дюйма

Мы хотели добавить в наш список одну чугунную сковороду меньшего размера, потому что из нее можно сделать идеальную походную посуду. Небольшой 3,5-дюймовый проектор от Lodge — отличное и невероятно недорогое дополнение к любому туристическому рюкзаку или рюкзаку, и он идеально подходит для небольших предметов, таких как яичница или оладьи.Вы можете ожидать тех же стандартов качества, что и любой из продуктов Lodge, с дополнительной возможностью упаковки чего-то маленького и ненавязчивого. Для парня на ходу это беспроигрышный вариант. $7

Кованое железо против чугуна: что это такое, их плюсы и минусы

3D Insider поддерживается рекламой и зарабатывает деньги за клики, комиссионные от продаж и другими способами.

Железо не только является одним из самых надежных инженерных материалов за всю историю человечества, но и широко распространено из-за его природного изобилия.Необработанное железо можно обрабатывать и очищать огромным количеством способов для производства различных марок сталей и сплавов, которые можно найти практически везде — от самых маленьких смартфонов до самых больших небоскребов.

В этой статье мы сосредоточимся на двух конкретных изделиях из железа: кованом железе и чугуне. Различные методы изготовления этих изделий из железа дают им уникальные физические преимущества, подходящие для конкретных применений. Давайте углубимся в то, что отличает кованое железо и чугун, и почему они стали исторически значимыми материалами.

Что такое кованое железо?

Термин «кованое железо» в настоящее время часто используется, часто неправильно, для обозначения исторических металлических изделий, независимо от фактического состава металла. Когда любая металлическая деталь нестандартной формы, окрашенная в черный цвет, упоминается как кованое железо, это неточное утверждение, которое не принимает во внимание техническое определение того, что такое кованое железо. Тем не менее, несомненно, существовали настоящие изделия из кованого железа, которые создавались на протяжении всей истории, учитывая, что кованое железо было обнаружено еще в 2000 году до нашей эры.

В зависимости от состава кованое железо состоит из более чем 99% железа по массе и очень небольшого количества углерода. До 2% по весу чугуна состоит из включений, состоящих из шлака, побочного продукта разделения металлов, обычно состоящего из оксидов металлов, сульфидов металлов и диоксида кремния. Во время обработки волокна шлака превращаются в волокна, которые придают кованому железу уникальную отделку и текстуру. Содержание кремнезема в шлаке также помогает придать кованому железу некоторую защиту от коррозии и устойчивость к ударам и вибрации.

Кованое железо получило свое название от процесса его изготовления. Необработанное железо буквально «ковано» — архаичная версия термина «обработано» — еще в расплавленном состоянии после ковки и складывания. Из-за того, насколько податливым и пластичным является низкоуглеродистое железо при нагревании, этот процесс можно выполнять несколько раз, чтобы придать железу определенную форму. Чем больше циклов нагревания подвергает кусок кованого железа, тем прочнее он становится.

Если вы когда-нибудь видели средневековый фильм, в котором кузнец кует кусок железа для производства оружия, то вы хорошо представляете, как делается кованое железо.Средневековая обстановка также подходит для кованого железа, поскольку сейчас этот процесс в основном вышел из моды в пользу более дешевых и более желательных альтернатив, таких как мягкая сталь. Изделия, которые раньше изготавливались из кованого железа, такие как садовые заборы и ворота, теперь часто изготавливаются методом литья.

Плюсы и минусы кованого железа

Из того факта, что практика изготовления настоящего кованого железа уже не так широко распространена, как раньше, очевидно, что его недостатки намного перевешивают его сильные стороны в современную индустриальную эпоху.Однако было бы упущением забыть о преимуществах, которые в первую очередь сделали кованое железо популярным.

ПРЕИМУЩЕСТВА

1. Более прочный и пластичный, чем чугун

Низкое содержание углерода в кованом железе придает ему дополнительную пластичность, что позволяет ему в большей степени деформироваться перед разрушением. Эта характеристика сделала кованое железо предпочтительным материалом для многих его устаревших применений, таких как мосты, железнодорожные пути и котлы, используемые в паровых лодках.Кованое железо обладает высокой устойчивостью к усталости, что делает его идеальным для оборудования, которое подвергается большим нагрузкам.

2. Хорошо удерживает покрытия

Кованое железо имеет шероховатую внешнюю поверхность, что делает его пригодным для удержания гальванических покрытий и покрытий. По сравнению с чугуном или сталью поверхность из кованого железа может удерживать покрытия толщиной до 40 %. Это отлично подходит для защиты деталей из кованого железа от коррозии и других вредных воздействий погоды. Из-за отличной адгезии покрытия к кованому железу его часто использовали для наружных работ, таких как ворота, ограждения и заборы.

ПРОТИВ

1. Очень трудоемкий производственный процесс

Основная причина, по которой практически никто больше не производит кованое железо, заключается в том, что для изготовления даже одной детали из кованого железа требуется много ручной работы. Между повторяющимися циклами нагрева, ковки, складывания и охлаждения может пройти от нескольких дней до нескольких недель, чтобы закончить изделие из кованого железа. Это не только дорого обходится, но также означает, что медленная пропускная способность больше не может соответствовать быстро меняющимся требованиям современных потребителей.

Современные методы производства, такие как литье или токарная обработка, просто более экономичны для крупных компаний. По этой причине даже предметы, которые традиционно изготавливаются из кованого железа, были заменены сталью и другими альтернативами. За исключением исторических мест и воссозданных исторических инструментов и оружия, вам будет трудно найти настоящее кованое железо в наши дни.

Применение кованого железа

В настоящее время кованое железо используется очень редко из-за того, насколько непрактично утомительным и трудоемким является процесс его изготовления.Однако исторически кованое железо было одним из наиболее широко используемых материалов в технике. Удобство обработки кованого железа сделало его отличным материалом для декоративных элементов и акцентов, таких как перила, решетки, балконы, заборы и ворота. Некоторые из этих подлинных изделий из кованого железа сохранились до наших дней, хотя вы, вероятно, увидите их только в исторических местах.

Помимо того, что из них можно формовать различные формы, превосходная прочность кованого железа также сделала его предпочтительным материалом для инструментов и оружия.На ум приходит общий образ кузнеца, изготавливающего меч путем нагревания куска металла и ковки его до острого края. Наиболее распространенной демонстрацией этого качества, вероятно, будут сельскохозяйственные инструменты, которые извлекают выгоду из устойчивости кованого железа к повторяющимся ударам и пагубным воздействиям внешних элементов.

Огромная способность кованого железа выдерживать нагрузки без разрушения сделала его важным компонентом многих инженерных подвигов предыдущих десятилетий.Кованое железо нашло свое применение в фермах мостов, железнодорожных путях, конструкциях, используемых для возведения зданий, и панелях, из которых изготавливались корпуса кораблей. Трудно представить, сколько ручной работы ушло на изготовление этих больших конструкций из кованого железа, но такова была реальность эпохи, когда автоматизированных методов производства еще не существовало.

Что такое чугун?

Разницу между кованым железом и чугуном можно легко определить по двум факторам: из чего они сделаны и как они сделаны.

Начнем с того, что чугун — это сплав, состоящий в основном из железа, но с содержанием углерода более 2% по весу. Чугун также обычно содержит до 3% кремния и других элементов, влияющих на его цвет, таких как примеси графита или карбида. Разница в составе чугуна дает ему более низкую температуру плавления, более высокую хрупкость и сопротивление деформации, а также отличную литейность — отсюда и название.

Чугун получают путем плавления сплава выше температуры плавления, заливки его в отливку и предоставления металлу возможности остыть и затвердеть.Однако, прежде чем можно будет изготовить сплав, сначала необходимо произвести передельный чугун путем плавления железной руды и последующего добавления желаемых количеств углерода и кремния. Плавление чугуна традиционно осуществляется в доменных печах, но в современных производственных процессах используются более эффективные индукционные или электродуговые печи.

Поскольку точный состав сплава, изготавливаемого для чугуна, можно легко контролировать, было разработано несколько вариантов чугуна на основе того, какие именно элементы и соединения были добавлены в чугун.Белый чугун характеризуется белой изломной поверхностью из-за присутствия цементита, соединения карбида железа, которое дополнительно повышает твердость обычного чугуна. С другой стороны, добавление графита приводит к получению серого чугуна, который имеет ярко выраженный серый оттенок и меньшую прочность на растяжение.

Как и кованое железо, чугун создавался исторически, о чем свидетельствуют артефакты, относящиеся к древнему Китаю. Одним из основных применений чугуна было крупномасштабное производство пушек и ядер во время войны в 15 веке.В настоящее время чугун используется в более универсальных областях, таких как посуда, трубы, здания и мосты.

Более современная версия чугуна была разработана путем добавления сплава магния и меди, что придает ему лучшую устойчивость к растрескиванию. Эта улучшенная версия, известная как ковкий чугун, имеет лучшую износостойкость, не дает значительной усадки при охлаждении и в целом обладает улучшенными механическими свойствами.

Плюсы и минусы чугуна

Хотя в современную эпоху чугун не так важен в промышленности, как сталь, он имеет более широкое применение, чем кованое железо.

ПРЕИМУЩЕСТВА

1. Более твердый и не деформируется

Одной из характеристик, отличающих чугун от кованого железа, является то, что он намного тверже, менее пластичен и не легко деформируется под нагрузкой. Это сделало чугун отличным материалом для применений, где важна стабильность размеров, например, в кухонной посуде или строительстве.

2. Отлично подходит для посуды

Есть несколько причин, по которым чугун остается очень популярным материалом для различных типов посуды: его превосходное сохранение тепла, хорошая устойчивость к образованию плесени и исключительная долговечность.Даже сегодня многие профессиональные повара предпочитают чугунную сковороду, поскольку она обеспечивает более равномерное и контролируемое приготовление пищи. Однако чугунная сковорода требует особого ухода для предотвращения коррозии — проблема, которая была практически устранена посудой из нержавеющей стали.

3. Ускоренный производственный процесс

Изготовление изделий из чугуна требует очень мало ручного труда, а современное оборудование позволяет даже успешно интегрировать его в интегрированные процессы. Только из-за этой характеристики производство чугуна оставалось актуальным даже в то время, когда производство кованого железа было почти забыто.Изготовление чугуна просто быстрее и дешевле, что делает его более экономичным выбором.

МИНУСЫ

1. Плохая ударопрочность

Из-за повышенного содержания углерода в чугуне он проигрывает по пластичности сырому чугуну. Это делает чугун более твердым, но более хрупким, неспособным деформироваться, чтобы выдержать удар или длительную нагрузку. Хотя это свойство может быть желательным в определенных областях применения, оно также означает, что чугун более склонен к растрескиванию, чем сталь или кованое железо.

2. Плохая обрабатываемость

Из-за хрупкости чугуна обработка чугунной детали на токарном станке или сверле может быть очень рискованным процессом из-за того, что материал может треснуть. Это сильно ограничивает возможности чистовой обработки чугунной детали после этапа литья.

Области применения чугуна

Как мы уже упоминали, существует множество типов чугуна, которые можно получить путем добавления «примесей» в чугун. Эти варианты чугуна также обладают различными механическими свойствами, что дает возможность универсального использования и применения.

Процесс литья, из которого изготавливается чугун, позволяет создавать очень сложные и детализированные детали, которые были бы невозможны с помощью ручных методов кованого железа. Это дало возможность использовать чугун для создания деталей оборудования и узлов автомобилей. Исключительная стойкость серого чугуна к воздействию смазки делает его особенно подходящим для этого применения.

Белый чугун, напротив, даже более хрупок, чем обычный чугун, и исключительно устойчив к физическому износу.Белый чугун широко используется в устройствах, которые должны выдерживать постоянный физический контакт, таких как корпуса насосов, футеровка мельниц, валки и дробилки.

Обладая повышенной пластичностью, ковкий чугун обладает превосходной усталостной прочностью и износостойкостью. Ковкий чугун используется для изготовления коленчатых валов транспортных средств, систем автомобильной подвески, дверных петель, шестерен для тяжелых условий эксплуатации и гидравлических компонентов.

Заключительные мысли

Кованое железо и чугун — два наиболее важных материала ушедших эпох — это легко сделать, со всеми историческими артефактами и строениями, которые сделаны из этих модификаций чистого железа.Хотя использование кованого железа резко сократилось из-за предпочтения более автоматизированных процессов, чугун по-прежнему используется, хотя сейчас он используется только для нескольких нишевых приложений.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.