Какую форму графита имеет ковкий чугун: Ковкий чугун: структура, характеристики, производство, применение

Содержание

Состав и формы графита в чугунах

Варьируя химический состав, скорость затвердевания и режимы термической обработки, можно в значительной степени управлять свойствами чугуна. Одним из наиболее важных процессов, определяющих свойства чугуна, является его графитизация. Графитная фаза придает чугуну ряд свойств, которые невозможно встретить в других сплавах.

Чугунами принято называть сплавы железа с углеродом, которые содержат в структуре эвтектику. Помимо углерода и кремния чугуны содержат и другие элементы. Эти примеси разделяют на две группы: 1) технологические или обычные примеси, попадающие в состав чугуна в процессе производства; 2) легирующие и модифицирующие – специально вводимые элементы для регулирования структурообразования и свойств чугуна. К обычным примесям относят фосфор, серу, марганец, газы (водород, азот, кислород). Нелегированным считают чугун, содержащий до 3,5–4,0 % Si, до 1,5-2,0 % Mn, до 0,3 % P, до 0,2-0,3 % S и менее 0,1 % Cr, Ni Cu. Содержание основного компонента – углерода,– составляет около 4 %, и его оптимальное значение зависит от содержания других элементов. Количество фосфора может доходить до 0,8 % при производстве отливок специального назначения, например, для художественного литья (каслинское литье). Возможное содержание газов зависит от способа выплавки чугуна и может изменяться от 10,6 (вагранка) до 7,1 см

3/100 г (индукционная печь). Наиболее распространенными легирующими элементами являются хром, никель, алюминий, медь, титан, вольфрам и др. Обычные примеси (марганец, кремний) могут быть легирующими элементами при повышенном их содержании. В качестве модифицирующих добавок в чугуны вводят магний, кальций, церий, лантан, сурьму, висмут и другие элементы. Такие чугуны называют модифицированными.

Для анализа процессов структурообразования в чугунах используют обычно двойную диаграмму состояния Fe – C. Из диаграммы следует, что в двойных сплавах область чугунов начинается для С > 2,03–2,06 %. По содержанию углерода для двойной диаграммы чугуны разделяют на доэвтектические (C 4,3 %). Для затвердевания доэвтектического чугуна характерно то, что кристаллизация начинается с появления дендритов первичного аустенита. При затвердевании же заэвтектического чугуна процесс кристаллизации начинается с появления графитных или цементитных частиц.

Система железо – цементит является термодинамически менее стабильной по сравнению с системой железо — графит. Поэтому выделившийся цементит в определенных условиях, например, при нагреве, распадается с образованием графита. Этот процесс называют графитизацией. Обратное превращение (графит -> цементит) в закристаллизовавшемся чугуне не происходит. По степени графитизации чугун подразделяют на белый (практически не графитизированный), отбеленный или половинчатый (частично графитизированный) и серый (в значительной степени или полностью графитизированный).

Деление чугунов на до–, за– и эвтектические по содержанию углерода достаточно условно. Однако для практики литейного производства эвтектичность имеет особое значение – чугуны эвтектического состава обладают лучшими технологическими свойствами. Они имеют меньшую усадку и максимальную жидкотекучесть (из всех сплавов температура кристаллизации эвтектики минимальна, отсутствует интервал кристаллизации – твердо-жидкого состояния). Поэтому для оценки эвтектичности промышленных чугунов вводят показатели углеродного эквивалента или степени эвтектичности.

Углеродный эквивалент учитывает смещение фигуративной точки сплава на двойной диаграмме железо–углерод под влиянием примесей, чаще всего, кремния и фосфора:

Степень эвтектичности показывает относительное содержание эвтектики в чугуне и определяется как:

Чем ближе С_экв к 4,3 %, тем ближе структура чугуна к эвтектической, тем меньше избыточной фазы (аустенита, графита или цементита). Этому же соответствует S_эвт=1,0. Влияние остальных элементов в указанных выше количествах несущественно. Необходимо учитывать, что углеродный эквивалент и степень эвтектичности являются скорее литейными, чем металлографическими характеристиками. При содержании углерода более 4,3 % S_эвт становится больше 1,0 (100 %), хотя доля эвтектики в сплаве падает. В легированных чугунах углеродный эквивалент будет более сложным образом зависеть от содержания других элементов. Например, многие высокоуглеродистые среднелегированные инструментальные стали по структурному типу являются чугунами (имеют в структуре эвтектику).

В рамках стандартов ведущих промышленных стран мира имеется несколько системных методик, которые позволяют описывать основные градации формы графита по типам. В зависимости от формы графита различают следующие основные типы конструкционного чугуна (рис.1.1): серый чугун с пластинчатым графитом (СЧ), высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ), чугун с вермикулярным графитом (промежуточные формы между компактными пластинчатыми формами)(ЧВГ), ковкий чугун (КЧ). При этом структура металлической матрицы может быть различной — от ферритной до аустенитной.

Рисунок 1.1 – Схемы микроструктур чугуна: а – серый чугун на ферритной основе; б – чугун с вермикулярным графитом; в – серый феррито-перлитный чугун; г – серый чугун на перлитной основе; д – высокопрочный феррито-перлитный чугун; е –высокопрочный перлитный чугун; ж – белый чугун (доэвтектический; графит отжига (хлопьевидный).

Включения графита в сером и высокопрочном чугунах обычно окружены небольшой оторочкой металлической основы, обогащенной кремнием. Обычно именно здесь и выделяется в первую очередь структурно-свободный феррит. Небольшое количество такого феррита в сером и высокопрочном чугунах бывает даже полезным для механических свойств металла, так как в этом случае хрупкая фаза (графит) оказывается окаймленной пластичной и вязкой, которая оказывает дополнительное сопротивление к возникновению и распространению микро- и макротрещин при нагружении металла.

Для серых чугунов характерен большой диапазон изменения размеров, формы и количества графитных включений, а также степени их распределения в металлической основе. Согласно ГОСТ 3443-87 «Отливки из чугуна с различной формой графита. Методы определения структуры», графит в структуре чугуна эталонирован по форме (Гф1-Гф5, к серым чугунам при этом относятся ПГф1-ПГф4), размерам включений (ПГд15-ПГд1000, цифра обозначает длину или диаметр включения, видимого на шлифе), характеру распределения только серого чугуна (ПГр1-ПГр9), по количеству (ПГ2-ПГ12, где ПГ2 соответствует содержанию графита до 3% площади шлифа, а ПГ12 — свыше 12%). Аналогичные международные стандарты по контролю структуры чугуна – ASTM A 247-67, DIN EN ISO 945, 1994.

Многие эксплутационные свойства серого чугуна зависят от размеров и количества графитных включений. Очевидно, что сравнительно мелкие включения с завихренными пластинами при их равномерном распределении обеспечивают более высокие эксплутационные свойства чугуна. Крупные пластины графита с относительно прямыми заостренными кромками служат источниками образования трещин, приводя в конечном итоге к разрушению детали или изделия в целом. Во многих крупноразмерных включениях графита наблюдаются характерные внутренние трещины в виде продольных разрывов сплошности, вызванных ростовыми напряжениями. Значительный уровень ростовых напряжений служит также причиной сильно выраженного рыхлого пакетного строения холмиков роста.

Одним из факторов, обеспечивающих управление процессом формообразования графита, является скорость охлаждения металла при затвердевании. Чем она выше, тем больше величина переохлаждения металла и, следовательно, больше возникает центров кристаллизации аустенитной фазы. Однако, при значительном увеличении скорости охлаждения чугуна в результате неравномерного распределения углерода и примесей в отдельных микрообъемах жидкой фазы может начаться образование цементитной эвтектики, что существенно изменяет свойства отливки.

Шаровидный графит в промышленных отливках не имеет идеальной сферической формы. Поверхность шаровидного графита состоит из множества тонколепестковых выступов. Эти лепестки правильной полигональной и неправильной округленной формы в совокупности образуют структуру чередующихся волнообразных гряд. Исследование ионотравленных срезов шаровидного графита позволило выявить следующие типы слоистой структуры: дендритную, дендритно-концентрическую, зигзагообразную и концентрическую. Получение того или иного типа слоистой структуры обычно связывают с условиями охлаждения и химическим составом модификатора.

Литературные данные о химическом и фазовом составе неметаллических включений в шаровидном графите далеко не однозначны. Вместе с тем, по этим данным представляется возможным сделать вывод о том, что роль неметаллических включений в образовании конечных форм роста графита второстепенна. Неметаллические включения, встречающиеся в пластинчатом и шаровидном графите, не содержат углерода и в равной степени встречаются в центральных и периферийных участках. В магниевом чугуне с шаровидным графитом они содержат магний, кремний, кальций, серу и железо. В промышленном магнийцериевом чугуне с шаровидным графитом в центральной части графитовых включений обнаружены частицы диаметром 2…5 мкм переменного состава, содержащие преимущественно оксиды цезия, магния и железа.

В целом же чугун с шаровидным графитом является весьма перспективным конструкционным материалом. Как показывает практика последних десятилетий, чугун с шаровидным графитом, обладая высокими служебными свойствами и высокой экономичностью, вытеснил большое количество изделий из чугуна с пластинчатым графитом и стали. В большинстве промышленно развитых стран мира среди литых железоуглеродистых сплавов чугун с шаровидным графитом занимает второе место по массе выпускаемых отливок после серого чугуна.

Использование чугуна с вермикулярной формой графита в качестве самостоятельного конструкционного материала предложено в середине 50-х годов, а само название «чугун с вермикулярным графитом» впервые встречается у Р. Шелленга. Вермикулярный графит, подобно обычному пластинчатому графиту, формируется посредством ветвления в пределах эвтектической аустенитно-графитной колонии. На первых стадиях затвердевания формируется графит шаровидной формы, который затем трансформируется в вермикулярный. В ряде работ показано, что кончики включений вермикулярного графита в течение всего процесса кристаллизации остаются в контакте с жидким металлом.

Специфика анизотропного микростроения вермикулярного графита заключается в периодическом сочетании микрозон слоисто-блочной структуры, подобной структуре пластинчатого графита, и слоисто-концентрической, характерной для шаровидного графита. При этом кристаллографическая ориентировка слоев роста смежных микрокристаллитов каждого лепестка вермикулярного графита, как правило, сильно различается. Видимо, механизм формирования вермикулярного графита состоит в автономном образовании и послойном зародышевом разрастании составляющих графит микрокристаллитов.

Особое строение и форма вермикулярного графита являются основной причиной более высокого уровня упругих свойств по сравнению с чугуном с пластинчатым графитом. Это объясняется тем, что модуль упругости Е сильно зависит от скорости деформации графитовых включений и, следовательно, от размера и пространственной формы графита. Например, при приблизительно одинаковом химическом составе чугуна модуль упругости в зависимости от формы графита составляет 80*10³ Н/мм² у чугуна с пластинчатым графитом, 157*10³ Н/мм² у чугуна с вермикулярным графитом и 170*10³ Н/мм² у чугуна с шаровидным графитом. Влияние матрицы (ферритная – перлитная) менее существенно.

Не останавливаясь на комплексном рассмотрении основных преимуществ, которые могут быть достигнуты в случае использования в отливках чугуна с вермикулярным графитом по сравнению с чугуном с пластинчатым и шаровидным графитом, отметим лишь, что чугун с вермикулярным графитом высоко экономичен. Это позволяет рекомендовать его для широкого круга отливок сложной конфигурации с различной толщиной стенки и регламентацией по механическим свойствам.

Помимо рассмотренных форм графита в структуре чугунов с шаровидным и вермикулярным графитом встречаются различные вырожденные формы, среди которых наибольший практический интерес представляют графит переохлаждения и шаровидный разорванный (звездообразный). Графит переохлаждения на поверхности шлифа в оптическом микроскопе имеет вид россыпи мелких и мельчайших изолированных обломков. Причины образования и реальная морфология этого графита изучены достаточно слабо. Эта вырожденная форма тонко дифференцированного графита часто встречается в тепловых узлах отливок в условиях модифицирования цериевым мишметаллом.

Разорванный (звездообразный) шаровидный графит соответствует эталону ШГф10 и ШГф11 (ГОСТ 3443-87). Наличие подобного графита также значительно снижает прочностные свойства чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом. Разорванный шаровидный графит представляет собой незаполненную секториально-дендритную форму роста. Основной причиной характерной недостроенности такого типа шаровидного графита служит избыток примесей, в том числе сфероидизирующих, на фронте роста призматических плоскостей кристаллической решетки, вызывающий в определенный момент времени углеродо-непроницаемость диффузионного пограничного слоя расплава у этих плоскостей. Характерно, что по размеру разорванный шаровидный графит в 2-3 раза превышает полностью застроенный шаровидный графит.

В целом же комплексные данные о различных формах графита в чугуне способствуют расширению научных представлений о генезисе формообразования графита в процессе затвердевания отливки. Это, в конечном счете, позволит в максимальной степени стимулировать развитие тенденции улучшения качества промышленных отливок, обладающих более высокими эксплуатационными характеристиками при существенном снижении их массы, что, соответственно, повысит конкурентоспособность литых чугунных изделий за счет уменьшения металлоемкости выпускаемой продукции при гарантированном повышении качества.

Формирование структуры чугуна в реальных отливках происходит в неравновесных условиях и зависит от множества факторов, которые не учитываются равновесными двойными диаграммами состояния. Поэтому для определения структуры чугунных отливок и их механических свойств обычно используются различные эмпирические диаграммы и номограммы, широко рассмотренные во многих работах.

На процессы структурообразования чугуна в первую очередь влияют углерод и кремний. В сером чугуне они определяются изменением не только содержания графита, но и структуры матрицы. В целом повышение содержания углерода в чугуне уменьшает прочность, модуль упругости и твердость и увеличивает пластичность и циклическую вязкость. Однако при низком содержании углерода наблюдается сначала некоторая анормальность (повышение прочности и твердости) с увеличением содержания углерода, что, вероятно, является следствием устранения междендритного графита и сопровождающего его феррита.

Различие влияния кремния и углерода заключается в том, что кремний образует твердый раствор с ферритом, тем самым повышает его прочность и твердость и понижает его плотность и вязкость. В серых чугунах к легирующему влиянию кремния добавляется еще и графитизирующее, что может резко изменить те или иные механические свойства. Только в малоуглеродистом и малокремнистом чугуне наблюдается сначала некоторое увеличение прочности вследствие устранения междендритного графита. Однако при содержании кремния сверх определенного количества уменьшается пластичность серого чугуна, что является следствием преобладающего влияния силикоферрита, которое проявляется, несмотря на ферритизацию структуры. Твердость серого чугуна кремний изменяет в противоположном направлении, понижая ее сначала в результате графитизации и увеличивая ее затем вследствие образования силикоферрита.

Достаточно часто влияние углерода и кремния на механические свойства чугуна рассматривают совместно, используя для этого функцию углеродного эквивалента или эвтектичности (см. выше), хотя относительное влияние этих элементов на положение эвтектической точки далеко не всегда соответствует их влиянию на механические свойства.

Влияние марганца проявляется благодаря легированию феррита, измельчению перлита, торможению графитизации, образованию свободных карбидов и некоторому улучшению формы пластинчатого графита. В соответствии с этим, даже в небольших пределах 1-2%, марганец заметно повышает твердость чугуна. Более сильно влияние марганца проявляется при больших его концентрациях, порядка 5-7 %. Прочность, пластичность и вязкость серого чугуна сначала повышаются при увеличении содержания марганца, а затем падают вследствие увеличения неоднородности структуры. Так, падение пластичности и вязкости обычно начинается уже при концентрациях 0,3-0,5 % Mn, а прочности — при 0,8-1,2 % Mn.

По вопросу влияния серы на механические свойства чугуна существуют достаточно противоречивые мнения. С высокой степенью достоверности можно утверждать, что сера и сульфиды железа оказывают весьма неблагоприятное влияние на прочность и пластичность чугуна при одной и той же структуре матрицы, что объясняется ослаблением границ зерен эвтектикой Fe-FeS. Помимо этого, сера способствует перлитизации структуры и может также повысить прочность и твердость ферритного или феррито-перлитного серого чугуна. Вредное влияние серы подавляется марганцем, который в соединении с серой дает сернистый марганец, представляющий собой тугоплавкое соединение, всплывающее в шлак и частично остающееся в отливках в виде неметаллических включений. Обычно, учитывая вредное влияние серы, в практике литейного производства стремятся регламентировать содержание серы на весьма низких уровнях.

Влияние фосфора на механические свойства чугуна следует признать отрицательным с точки зрения изменения его прочностных характеристик. Вследствие наличия фосфора в чугуне происходит легирование феррита, размельчение эвтектического зерна и образование включений фосфидной эвтектики. При этом значительно повышается твердость и понижается пластичность и вязкость чугуна. Общая закономерность изменения прочности чугуна заключается в следующем: сначала происходит возрастание прочностных показателей по мере повышения содержания фосфора, а затем при выделении фосфидной эвтектики они начинают понижаться. Следует дополнительно отметить, что влияние фосфора снижается с увеличением содержания кремния в чугуне.

В практике литейного производства фосфор считается графитизатором. Это — следствие косвенного влияния фосфора на перераспределение элементов в аустените и жидкой фазе и образования тройной эвтектики с очень низкой температурой плавления. Значительное увеличение интервала затвердевания фосфористого чугуна в присутствии участков жидкой фазы до температуры 950 ^оС способствует повышению количества графита.

В ряде случаев для изменения механических и физических свойств чугун легируют. Обычно при легировании чугуна используются те же химические элементы, что и при легировании стали. К элементам, оказывающим положительное влияние на графитизацию, относят алюминий, кремний, никель, медь, кобальт и т.п. Противодействуют выделению графита такие элементы, как хром, ванадий, вольфрам и молибден. Сравнивая имеющиеся в литературе данные, необходимо отметить, что существует определенная аналогия между склонностью чугуна, содержащего хром, молибден и марганец, к отбелу, а также к повышению температуры начала его графитизации. Легирующие элементы, воздействуя на структуру чугуна, оказывают решающее влияние на его механические и эксплутационные свойства. Влияние легирующих элементов в низколегированных чугунах с пластинчатым графитом на структуру приведено в табл.1.1.

Таблица 1.1 — Влияние основных легирующих элементов на структуру чугуна

Графитизированные чугуны

Главное меню a> | Учебная работа

Графитизированные чугуны

В зависимости от формы графитных включений различают серые, высокопрочные, ковкие чугуны и чугуны с вермикулярным графитом.

Серые чугуны получают при меньшей скорости охлаждения отливок, чем белые. Они содержат 1–3 %Si, обладающего сильным графитизирующим действием.

Серый чугун широко применяется в машиностроении. Он хорошо обрабатывается режущим инструментом. Из него производят станины станков, блоки цилиндров, фундаментные рамы, цилиндровые втулки, поршни и т.д.

Серые чугуны согласно ГОСТ 1412–85 маркируются буквами «СЧ» и далее следует величина предела прочности при растяжении (в кГ/мм² ), например СЧ 15, CЧ 20, СЧ 35 (табл. 1).

Графит в сером чугуне наблюдается в виде темных включений на светлом фоне нетравленного шлифа. По нетравленному шлифу оценивают форму и дисперсность графита, от которых в сильной степени зависят механические свойства серого чугуна.

Серые чугуны подразделяют по микроструктуре металлической основы в зависимости от полноты графитизации.

Степень или полноту графитизации оценивают по количеству свободно выделившегося (несвязанного) углерода.

Полнота графитизации зависит от многих факторов, из которых главными являются скорость охлаждения и состав сплава. При быстром охлаждении кинетически более выгодно образование цементита, а не графита. Чем медленнее охлаждение, тем больше степень графитизации. Кремний способствует графитизации, а марганец – карбидообразующий элемент – затрудняет графитизацию.

Рис. 3. Схемы микроструктур графитизированных чугунов:
а) серые; б) высокопрочные; в) ковкие; г) с вермикулярным графитом

Если графитизация в твердом состоянии прошла полностью, то чугун содержит две структурные составляющие – графит и феррит. Такой сплав называется серым чугуном на ферритной основе (рис. 3, а). Если же эвтектоидный распад аустенита прошел в соответствии с метастабильной системой

то структура чугуна состоит из графита и перлита. Такой сплав называют серым чугуном на перлитной основе. Наконец, возможен промежуточный вариант, когда аустенит частично распадается по эвтектоидной реакции на феррит и графит, а частично с образованием перлита. В этом случае чугун содержит три структурные составляющие – графит, феррит и перлит. Такой сплав называют серым чугуном на феррито-перлитной основе.

Феррит и перлит в металлической основе чугуна имеют те же микроструктурные признаки, что и в сталях. Серые чугуны содержат повышенное количество фосфора, увеличивающего жидкотекучесть и дающего тройную эвтектику.

В металлической основе серого чугуна фосфидная эвтектика обнаруживается в виде светлых, хорошо очерченных участков.

Высокопрочные чугуны с шаровидным графитом получают модифицированием серого чугуна щелочно-земельными элементами. Чаще для этого используют магний, вводя его в жидкий расплав в количестве 0,02–0,03 %. Под действием магния графит кристаллизуется в шаровидной форме (рис. 3, б). Шаровидные включения графита в металлической матрице не являются такими сильными концентраторами напряжений, как пластинки графита в сером чугуне. Чугуны с шаровидным графитом имеют более высокие механические свойства, не уступающие литой углеродистой стали.

Маркируют высокопрочный чугун согласно ГОСТ 7293–85 буквами «ВЧ» и далее следует величина предела прочности при растяжении (в кГ/мм²), например ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 80 (табл. 2). Так же, как и серые чугуны, они подразделяются по микроструктуре металлической основы в зависимости от полноты графитизации и могут быть ферритными, феррито-перлитными и перлитными. Высокопрочный чугун используется во многих областях техники взамен литой и кованой стали, серого и ковкого чугунов. Высокие механические свойства дают возможность широко применять его для производства отливок ответственного назначения, в том числе и в судовом машиностроении: головок цилиндров, турбокомпрессоров, напорных труб, коленчатых и распределительных валов и т.п.

Ковкие чугуны получают путем отжига отливок из белого чугуна. Получение ковкого чугуна основано на том, что вместо неустойчивого цементита белого чугуна при повышенных температурах образуется графит отжига белого чугуна. Мелкие изделия сложной конфигурации, отлитые из белого чугуна, отжигают (получают ковкий чугун) для придания достаточной пластичности, необходимой при их использовании в работе. Ковкий чугун согласно ГОСТ 1215–79 маркируют буквами «КЧ» и далее следуют величина предела прочности при растяжении (в кГ/мм²) и относительного удлинения (в %), например, КЧ 35-10, КЧ 60-3 (табл. 3).

Графитизация идет путем растворения метастабильного цементита в аустените и одновременного выделения из аустенита более стабильного графита. Чем больше время выдержки при отжиге и меньше скорость охлаждения, тем полнее проходит графитизация. В зависимости от графитизации встречаются те же три основные типа структур, что и в сером чугуне: ковкие чугуны на ферритной, феррито-перлитной и перлитной основах (рис. 3, в). От серых (литейных) чугунов ковкие чугуны отличаются по микроструктуре только формой графита.

Если на шлифах (рис. 3, а) серых чугунов графит имеет форму извилистых прожилок, то в ковких чугунах графит, называемый углеродом отжига, находится в форме более компактных хлопьевидных включений с рваными краями. Более компактная форма графита обеспечивает повышение механических свойств ковкого чугуна по сравнению с серым чугуном с пластинчатым графитом. Обладая механическими свойствами, близкими к литой стали и высокопрочному чугуну, высоким сопротивлением ударным нагрузкам, износостойкостью, обрабатываемостью резанием, ковкий чугун находит свое применение во многих отраслях промышленности. Из него изготавливают поршни, шестерни, шатуны, скобы, иллюминаторные кольца и др.

Чугуны с вермикулярным графитом получают, как и высокопрочные чугуны, модифицированием, только в расплав при этом вводится комплексный модификатор, содержащий магний и редкоземельные металлы. Маркируют чугуны с вермикулярным графитом согласно ГОСТ 28394–89 буквами «ЧВГ» и далее следует цифра, обозначающая величину предела прочности при растяжении (кГ/мм²), например, ЧВГ 30, ЧВГ 45 (табл. 4). Вермикулярный графит подобно пластинчатому графиту виден на металлографическом шлифе в форме прожилок, но они меньшего размера, утолщенные, с округлыми краями (рис. 3, г). Микроструктура металлической основы ЧВГ также как у других графитизированных чугунов может быть ферритной, перлитной и феррито-перлитной.

По механическим свойствам чугуны с вермикулярным графитом превосходят серые чугуны и близки к высокопрочным чугунам, а демпфирующая способность и теплофизические свойства ЧВГ выше, чем у высокопрочных чугунов. Чугуны с вермикулярным графитом более технологичны, чем высокопрочные, и соперничают с серыми чугунами. Для них характерны высокая жидкотекучесть, хорошая обрабатываемость резанием, малая усадка. Чугуны с вермикулярньм графитом широко используются в мировом и отечественном автомобилестроении, тракторостроении, судостроении, дизелестроении, энергетическом и металлургическом машиностроении для деталей, работающих при значительных механических нагрузках в условиях износа, гидрокавитации, переменном повышении температуры. Например, ЧВГ используется для производства цилиндровых крышек и втулок, поршней судовых и тепловозных двигателей, корпусов газовых турбин и компрессоров.

Начало страницы

Форма графита в чугуне | Справочник конструктора-машиностроителя

До получения чугуна с шаровидным графитом процесс формообразования графита представлялся несомненным.
Пластинчатая форма графита в сером чугуне объяснялась ярко выраженной анизотропией свойств кристалла графита, его слоистым строением, а углерод отжига в ковком чугуне — диффузионным процессом.
Появление в 40-х годах тугуна с шаровидным графитом, высокопрочного чугуна, я также технологические трудности его получения потребовали скрупулезного изучения источников, обуславливающих формирование шаровидного графита, что повергло к произведению бесчисленных гипотез и теорий образования шаровидного графита.
В новое время многие исследователи отвернулись от собственных старых убеждений и изменили собственные взгляды.
Этому содействовало накопление экспериментального материала, добытого с поддержкой более сделанного лабораторного оборудования, а также переосмысление ранее подученных результатов.

ВЧ имеет химический, который нельзя отменить составу серых чугунов с более высоким содержанием углевода, но содержит меньше серы и фосфора.
Пластинчатая форма графита в чугуне объясняется тем, что нездоровые примеси, особенно сера и кислород, губительно влияют на рост графита в жидком чугуне.
Обычно графит при росте принимает сферическую форму, но действие примесей подавляет росток кристаллов графита в установленных плоскостях, и они вынуждены расти в виде пластинок.
При получении ВЧ не только поддерживается толстое содержание примесей, но также непосредственно перед разливкой в жидкий чугун добавляются маленькие количества магния или церия.
Сии элементы связывают серу и кислород в жидком чугуне и предотвращают их губительное воздействие на рост графита.
В эффекте графит формируется, приобретая сферическую структуру.

Дислокационная теория была призвана для объяснения источников роста шаровидного графита уже в первые возрасты получения высокопрочного чугуна.
Согласно этой гипотезе роль модифицирования и неизменных элементов состоит в очистке базисных граней кристалла от серы, кислорода и иных поверхностно — энергичных элементов, замедляющих рост спиральных выступов.
Сей подход к объяснению шаровидной формы в основу процессов модифицирования ставит рафинирование сплава от ознакомительно — энергичных элементов и идет из того, что в чистых жедезо — кремний — углеродистых сплавах графит должен кристаллизоваться шаровидной формы.
Приверженцы этих понятий не постоянно разъясняют значимость других феноменов ( процессов ) в формообразовании графита ( почему ведет себя так призменная грань графита и почему образуется поликристалл в виде сферолита, а не цилиндрический монокристалл ).

Углерод в чугуне может находиться в виде цементита, графита или в то же самое время в виде цементита и графита.
Возникновение постоянной фазы — графита в чугуне может происходить в итоге прямого выделения его из слабого ( твердого ) раствора или вследствие распада предварительно образовавшегося цементита ( при замедленном охлаждении расплавленного чугуна цементит может подвергнуться разложению РезС — > Fe + ЗС с образованием феррита и графита ).
Процесс формирования в чугуне ( стали ) графита называют графшпизацией.

Чугу́н — сплав железа с углеродом с содержанием более 2, 14 % ( точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний ).
Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита.
В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют : бледный, бесцветный, ковкий и высокопрочные чугуны.
Чугуны держат постоянные примеси ( Si, Mn, S, P ), а в отдельных событиях также легирующие элементы ( Cr, Ni, V, Al и др. ).
Обыкновенно, чугун хрупок.

Сплав железа с углеродом ( > 2, 14 % С ) называют чугуном.
Присутствие эвтектики в структуре чугуна обусловливает его использование исключительно в качестве литейного сплава.
Углерод в чугуне может находиться в виде цементита или графита, или в то же самое время в виде цементита и графита.
Цементит придает излому специфический светлый глянец.
Поэтому чугун, в котором весь углерод находится в виде цементита, именуют бледным.
Графит придает излому чугуна серый тон, поэтому чугун называют бесцветным.
В зависимости от формы графита и обстоятельств его образования различают следующие чугуны : бесцветный, высокопрочный и ковкий.

Выполненный разбор теорий ( предположений ) образования шаровидного графита позволяет сделать заключение о том, что новые из рассмотренных предположений, учитывающих рафинирование в межфазное состояние линий, наиболее полно отвечают на вопросы как теоретического, так и прикладного плана.
Сии же гипотезы могут быть основой для последующих научных разведок и разработок новейших технологий получения чугуна с шаровидным графитом.

Графитный чугун | Справочник конструктора-машиностроителя

Сплав железа с углеродом ( > 2, 14 % С ) называют чугуном.
Присутствие эвтектики в структуре чугуна обусловливает его использование исключительно в качестве литейного сплава.
Углерод в чугуне может находиться в виде цементита или графита, или в то же самое время в виде цементита и графита.
Цементит придает излому специфический светлый глянец.
Поэтому чугун, в котором весь углерод находится в виде цементита, именуют бледным.
Графит придает излому чугуна серый тон, поэтому чугун называют бесцветным.
В зависимости от формы графита и обстоятельств его образования различают следующие чугуны : бесцветный, высокопрочный и ковкий.

Структура серого ( литейного ) чугуна состоит из металлической основы с графитом пластинчатой формы, вкрапленным в эту основу.
Такая структура образуется непосредственно при кристаллизации чугуна в отливке в соответствии с диаграммой состояния системы Fe — С ( постоянной ).
Причем, чем больше углерода и кремния в сплаве и чем ниже скорость его охлаждения, тем выше вероятность кристаллизации по этой диаграмме с образованием графитной эвтектики.
При коротком содержании углерода и кремния чугун модифицируют небольшими дозами некоторых элементов ( например, алюминий, кальций, церий ).

Углерод в чугуне может находиться в виде цементита, графита или в то же самое время в виде цементита и графита.
Возникновение постоянной фазы — графита в чугуне может происходить в итоге прямого выделения его из слабого ( твердого ) раствора или вследствие распада предварительно образовавшегося цементита ( при замедленном охлаждении расплавленного чугуна цементит может подвергнуться разложению РезС — > Fe + ЗС с образованием феррита и графита ).
Процесс формирования в чугуне ( стали ) графита называют графшпизацией.

высокопрочным чугуном, так как графит сфероидальной формы имеет меньшее касательство его поверхности к объему, что определяет наибольшую сплошность металлической основы, а значит, и прочность чугуна.
Структура металлической основы чугунов с шаровидным ( сфероидальным ) графитом такая же, как и в обычном сером чугуне, то есть в зависимости от химического состава чугуна, скорости охлаждения ( толщины стенки отливки ) могут быть получены чугуны со следующей структурой :, который нельзя отменить графит ( ферритный высокопрочный чугун ), феррит + перлит + шаровидный графит ( феррито — перлитный высокопрочный чугун ), перлит + шаровидный графит ( перлитный высокопрочный чугун ) 1.

И в том и в другом эпизоде будет получаться структура феррит и графит ;
сей процесс именуют другой стадией графитизации.
вторую стадию графитизации совсем не проводят или не доводят до конца и после первой стадии графитизации или второй частично проведённой стадии охлаждают на воздухе , если вместо ферритного ковкого чугуна требуется, чтобы структура была перлитной или феррито — перлитной .
В главном эпизоде будет получаться структура перлит и графит, во втором – феррит, перлит и графит.

Графит в чугуне | Справочник конструктора-машиностроителя

Чугуны с вермикулярным графитом ( ЧВГ ) представляют собой литейные чугуны, обладающие промежуточными механическими и материальными характеристиками между серыми чугунами ( СЧ ) и высокопрочными чугунами ( ВЧ ).
ЧВГ удачно комбинируют прочность, теплопроводность и другие свойства.
ЧВГ обладают хорошими литейными характеристиками и требуют технологического контроля, который применяется при производстве высокопрочных чугунов.

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

Марки чугуна для отливок, обладающего в структуре графит вермикулярной формы ( ВГ ), назначаемые на основе механических характеристик, с количеством шаровидного графита не более 40%, регулируются межгосударственным стандартом ГОСТ 28394 — 89 «Чугун с вермикулярным графитом для отливок.
Марки.
«Этот стандарт выделяет четыре марки ЧВГ : ЧВГ 30, ЧВГ 35, ЧВГ 40, ЧВГ 45.
Аббревиатура ЧВГ — это условное обозначение чугуна с вермикулярным графитом.
Условное обозначение ЧВГ включает в себя также цифровое обозначение минимального значения временному сопротивлению разрыву при растяжении, в МПа 10 — 1 например, ЧВГ 45 ( 450 МПа ).

Чугу́н — сплав железа с углеродом с содержанием более 2, 14 % ( точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний ).
Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита.
В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют : бледный, бесцветный, ковкий и высокопрочные чугуны.
Чугуны держат постоянные примеси ( Si, Mn, S, P ), а в отдельных событиях также легирующие элементы ( Cr, Ni, V, Al и др. ).
Обыкновенно, чугун хрупок.

Высокопрочные чугуны ( ГОСТ 7293 ) могут иметь ферритную ( ВЧ 35 ), феррито — перлитную ( ВЧ45 ) и перлитную ( ВЧ 80 ) металлическую основу.
Зарабатывают эти чугуны из бесцветных, в результате модифицирования магнием или церием ( добавляется 0, 03…0, 07% от массы отливки ).
По сравнению с серыми чугунами, механические свойства повышаются, это порождено отсутствием неравномерности в распределении усилий из — за шаровой формы графита.

Как формируется структура ковкого чугуна — Моя ковка

Чугун — сплав железа с углеродом (от 2,14% до 4-5% углерода), применяемый в промышленности, сантехнике и отоплении, используемый в хозяйственном быту. Чугуны дешевле стали (также сплав железа с углеродом), имеют лучшие литейные свойства, большую тепловую инертность, поэтому широко применяются в различных отраслях машиностроения.

Схема отжига белого чугуна на ковкий.

В зависимости от технологии изготовления в структуре сплава формируются две разные углеродистые формы: графит или цементит. Присутствие того или иного вида углеродного включения определяет вид чугуна и его свойства. Серый чугун содержит свободный углерод (графит), он является литейным. Он характеризуется достаточной пластичностью, позволяющей выполнять его механическую обработку.

Для белого чугуна, содержащего связанный углерод (цементит), характерна высокая твердость и следующая за ней износостойкость, он хрупок и плохо обрабатывается механическим резанием. Он является основой для получения ковкого вида, объединяющего в себе свойства прочности и пластичности. Какая обработка приводит к преобразованию белого чугуна в ковкий и при каких технологических операциях формируется структура ковкого чугуна?

Вам может быть интересно: Сайт о фундаменте.

Виды сплавов: белый и серый

Схема микроструктуры ковкого чугуна.

Структура чугуна белого формируется благодаря быстрому охлаждению при затвердевании. При такой технологии растворенный при высоких температурах углерод не успевает выделиться в отдельную структурную составляющую и остается в связанном виде (цементит или карбид железа Fe₃C). Его присутствие определяет свойства твердости, износостойкости и хрупкости.

Поскольку скорость охлаждения играет определяющее значение для формирования структуры, важна толщина отливок. При слишком большом сечении (больше 50 — 60 мм) трудно отрегулировать требуемую скорость остывания и получить необходимую безграфитную структуру по всей толщине.

Белые сплавы часто называют передельными, поскольку сами по себе они не применяются, а служат промежуточным сплавом, который либо отжигается в ковкий чугун (КЧ), либо переплавляется в сталь.

Технология получения серого чугуна предполагает медленное охлаждение при затвердевании плюс дополнительное модифицирование кремнием в размере 1-3% (кремний усиливает графитизацию), что позволяет растворенному графиту выделиться в виде отдельных включений.

Структура чугуна с полученными графитными включениями формирует меньшую (чем при цементите) твердость материала и позволяют обрабатывать его резанием. Форма и дисперсность графита, структура металлической основы определяют свойства и виды материала чугунного сплава: серый (СЧ), высокопрочный (ВЧ).

Вернуться к оглавлению

Ковкий чугун: свойства и структура

Схемы микроструктур чугуна.

Ковкий вид чугуна не обрабатывается давлением, над ним не выполняется ковка. Название «ковкий чугун» связано с повышенной пластичностью и вязкостью.

Для получения оптимального сочетания прочности и пластичности используется технология длительного отжига отливок (от 50 до 120 часов) при температуре 900 — 1050ºC. Толщина стен отливок должна быть меньше 50 мм. При этом имеющиеся цементитовые включения распадаются на свободный углерод и феррит (железо).

Процесс распада цементита, называемый графитизацией, может быть полным или не полным. При полном распаде структура чугуна освобождается от всех включений цементита, которые сначала растворяются в аустените (высокотемпературная модификация железа) и затем выделяются в виде графита. Полная графитизация чугуна и преобразование литого материала в ковкий чугун происходит при длительной выдержке и медленном охлаждении.

Схема получения ковкого чугуна.

Плавное охлаждение обеспечивает хлопьевидную форму углерода в структуре ковкого чугуна. В отличие от пластинчатой формы графита, являющейся концентратором напряжений и источником разрушения, обеспечивающей хрупкость чугуна, хлопьевидная форма не ослабляет структуру металлического сплава. Хлопьевидный графит формирует требуемую для ковкого чугуна пластичность и вязкость.

Более пластичной будет структура с шаровидными углеродными включениями, свойственными высокопрочному сплаву. Высокопрочные чугуны получают из серого чугуна модификацией (легированием) щелочно-земельными металлами (добавками магния, церия).

Таким образом, в результате длительного отжига и медленного охлаждения тонкостенных отливок формируется структура, для которой характерны мягкая ферритная основа и компактные графитные включения.

Такая структура чугуна характеризуется хорошей износостойкостью, достаточной прочностью на удар, хорошо обрабатывается резанием и потому широко применяется в различных промышленных сферах.

Толстостенные отливки (больше 50 мм) формируют не только хлопьевидные, но и пластинчатые графитные включения. Такая структура хуже обеспечивает полный комплекс механических свойств ковкого материала.

Вернуться к оглавлению

Отжиг: технология и фазовые превращения

Диаграмма изотермических превращений аустенита в ковком чугуне с 2,9% С; 0,88% Si, 0,36% Mn и 0,09% S.

По получаемой структуре ковкий вид материала делят на белосердечный (перлитный) и черносердечный (ферритный) материал. Перлитный является более твердым и износостойким, а ферритный — более прочным и вязким. Структура чугуна ковкого (феррит или перлит + графитные включения) определяется особенностями отжига, температурой и временем выдержки (томления) в печи.

От структурных составляющих и их формы зависят свойства готового материала. Структура чугуна для полноценного отжига с получением требуемых свойств не должна содержать в себе выделений свободного графита, должна быть «отбеленной» по всему сечению. Для этого в сплаве ограничивают количество содержания кремния, способствующего графитизации.

Вернуться к оглавлению

Перлитная основа

Основные виды чугунов.

Белосердечный (перлитный) ковкий чугун получают обезуглероживающим отжигом отливок в порошке железной руды. Популярность этой технологии в прошлом объясняется повышенным содержанием углерода в вагранных отливках (3,4 — 3,6%).

Современная плавка в вагранке дает меньшее содержание углерода (до 3%).

Для перлитного ковкого чугуна используются отливки белого чугуна, содержащие углерод в количестве 3,0 — 3,6 %, технологические добавки кремния, марганца, фосфора, серы. Их размещают в коробах и засыпают свежим рудным порошком или окалиной. При отжиге в железной руде формируется окислительная среда, и углерод частично выгорает (окисляется). Поверхностный слой на глубине до 2 мм оказывается полностью обезуглероженным.

Получаемое литое изделие имеет прочность к воздействию разрывающих и усталостных нагрузок, близкую к стали, повышенную износостойкость. Отливка после обезуглероживания формирует разные свойства вдоль сечения: меньшая твердость на поверхности и большая в сердцевине.

Нагрев выполняется в одну стадию: до 1000 ºC, затем следует длительная выдержка (от 60 до 100 часов) и медленное непрерывное охлаждение вместе с печью. Формируемая «белосердечная» структура состоит из перлита, который на изломе имеет серебристый белый цвет.

На приведенном ниже Изображении 2 структура перлитного ковкого материала соответствует фото «а».

Вернуться к оглавлению

Ферритная основа

Холодная дуговая сварка чугуна.

Черносердечный (ферритный) ковкий чугун (фото «б» на приведенном изображении) отжигается без присутствия руды.

Для защиты от окисления отливки засыпают песком или шамотом, возможно, стальной стружкой. Такой отжиг называют графитизирующим.

Для получения ферритного ковкого чугуна важна структура исходной отливки и химический состав сплава. Ферритный черносердечный материал отжигают из белого, содержащего углерод в количестве 2,4 — 2,8 %, а также добавки кремния, марганца, серы и фосфора. Такие малоуглеродистые сплавы плавятся при повышенных температурах (в сравнении со среднеуглеродистыми), поэтому для их плавки применяется дуплекс — процесс.

На первой стадии при температурной выдержке 900 — 1050 ºC распадается углерод цементита (время выдержки 10-15 часов). На втором этапе при 720 — 760 ºC распадается перлит с выделением свободного феррита и графита, время выдержки 25 — 30 часов.

Таким образом, структура чугуна после двух стадий отжига содержит феррит и свободный хлопьевидный графит. Излом зерен феррита имеет темно-серый цвет, поэтому такие чугуны получили название черносердечных. Черносердечный ковкий чугун характеризуется хорошей вязкостью, дающей возможность обрабатывать его механическим воздействием (на режущем станке). Плотность литья и небольшие литьевые напряжения позволяют лить из ковкого вида тонкостенные детали с толщиной стенок от 4 до 40 мм.

По механическим и литьевым свойствам ковкий вид материала лучше других видов сплавов, но хуже стали.

Ферритная структура обладает небольшой твердостью и износостойкостью, но характеризуется хорошей вязкостью и прочностью. Такой материал заменяет сталь в неответственных узлах.

Что такое чугун с шаровидным графитом?

Чугун с шаровидным графитом — это причудливый способ сказать «ковкий чугун». Полное описание этого материала можно найти на нашей странице «Что такое ковкий чугун». Эти отливки также известны как отливки из чугуна S.G. или просто чугун S.G.

Причудливое название «чугун с шаровидным графитом» происходит от состава ковкого чугуна. В первую очередь мы имеем дело с чугунным литьем (очевидно, правда?).Одним из основных ингредиентов, добавляемых в железо, является графит (или углерод), чтобы сделать его прочнее. Ковкий чугун содержит 3,2-3,6% углерода.

Так вот, другие чугуны также содержат графит. Круглая форма углеродной трубки, которая добавляет к названию важный « spherical », делает ковкий чугун одним из самых популярных видов чугуна для литья в литейных цехах.

Если углерод не «направлен» в определенную форму, он превращается в чешуйки в металле.Эти хлопья выглядят как волнистые линии, если вы посмотрите на поперечный разрез серого чугуна при 100-кратном увеличении. Эта чешуйчатая структура углерода делает металл хрупким и склонным к растрескиванию. Тем не менее, добавляя дополнительные ингредиенты и контролируя процесс литья, вы получаете сферы из графита, которые повышают прочность и уменьшают хрупкость.

Отливки из чугуна со сферическим графитом (отливки из высокопрочного чугуна) очень прочны по сравнению с обычным чугуном (серым чугуном).Прочность на растяжение чугуна составляет 20 000–60 000 фунтов на квадратный дюйм, в то время как ковкий чугун начинается с при 60 000 фунтов на квадратный дюйм и может достигать 120 000 фунтов на квадратный дюйм. Предел текучести ковкого чугуна обычно составляет 40 000 — 90 000 фунтов на квадратный дюйм, но предел текучести чугуна настолько низок, что его нельзя измерить.

Большая часть волшебства при производстве чугуна со сферическим графитом происходит в печи с расплавленным чугуном. Вы начинаете с железа (конечно), а затем добавляете больше углерода, чем железо обычно способно впитать в структуру.Если объяснить взаимосвязь между железом и углеродом по-другому, это все равно что добавить в воду столько соли, что вы достигнете точки, в которой соль больше не будет растворяться. Кремний, сера, марганец и кислород — все они вносят свой вклад в смесь, помогая углероду формировать сферические графитовые структуры по мере охлаждения железа. Это, по общему признанию, чрезмерное упрощение процесса.

Опять же, если вам нужна дополнительная информация, не стесняйтесь перейти на нашу страницу о ковком чугуне.

Влияние шаровидности графита на механические свойства высокопрочного чугуна для арматуры и принадлежностей гидротехнических сооружений

Анализ транспортного потока (2)

Анализ транспортного потока () Статистический анализ.Распределения потоковых крыс. Распределения Хэдвея. Распространение Spd выполнено доктором Ганг-Лином Чангом, профессором, директором по безопасности движения и лаборатории Oprations. Университет Мэриленда,

Подробнее Переключатели и индикаторы 01
Переключатели и индикаторы 01 01 Переключатели и индикаторы Indx Sris 01 Описание, стр. 15 Сборка изделия, стр. 16 Ассортимент изделий — кнопка для стандартного монтажа — детали вспомогательного оборудования / лонжерона Технические данные стр. 17 стр.
Подробнее Векторный анализатор цепей
Курсы по Microwav Masurmnts Vctor Ntwork Analyzr Проф.Лука Прргрини Dpt. Университета Электротехники, Компьютеров и Биомедицины в Павии — mail: [email protected] wb: microwav.unipv.it Microwav Masurmnts
Подробнее Материалы 6-й Международной конференции WSEAS по моделированию, моделированию и оптимизации, Лиссабон, Португалия, 22-24 сентября 2006 г. 246
Материалы 6-й Международной конференции WSEAS по моделированию, моделированию и оптимизации, Лиссабон, Португалия, Sptmbr 22-24, 2006 246 Моделирование больших форм при работе с почвообрабатывающим инструментом с использованием Advancd 3D
Подробнее Asset Set Liability Management для
KSD — продукты для расширения и RFRNC для мировых финансовых специалистов. Библиотека основных характеристик из 29 доступных продуктов. Предстоящие продукты. Rply Form Asst st Liability Managmnt для Insranc Companis A comprhnsiv
Подробнее Джон Дональд, преподаватель Школы бухгалтерского учета, экономики и финансов, Университет Дикин, Австралия
Анализ прибыли Studnt Nots Cost Volum, проведенный Джоном Дональдом, Lcturr, Школа бухгалтерского учета, экономики и финансов, Университет Дакина, Австралия. Подробнее
Как финансировать ферму в Колумбии
Колумбия: COLCIENCIAS Dpamnto Administrativo d Cincia, Tcnología Innovación Initial Funding Committmnt 100.000 Кто может подать заявку? Thmatic Ara БИОРАЗНООБРАЗИЕ / КЛИМАТ Исследования, технологическое развитие и / или инновации
Подробнее Глава 3. Материалы конверта
Матрицы для подземных дренажных систем 21 Глава 3 Envlop Matrials Пористая матрица, размещенная вокруг подземного дренажа, для защиты дренажа от просачивания и улучшения его гидравлической конструкции, должна быть утверждена в
Подробнее Руководство по выбору лифта
Lift Slction Guid Помогая вам выбрать правильные лифты для ваших сотрудников и персонала, они будут безопасны для вашего сообщества ПРЯМАЯ ПОСТАВКА ОБЕСПЕЧИВАЕТ ПРОСТОЙ ПОДБОР ОБОРУДОВАНИЯ ПРЕИМУЩЕСТВА БЕЗОПАСНЫХ ПОДЪЕМНЫХ ПРАКТИК
Подробнее Категория 7: Поездки сотрудников
7 Категория 7: Использование категории коммутирующих услуг. Эта категория включает миссии, связанные с транспортировкой 4 человек и 3 рабочих мест.Выбросы в результате поездок на работу mploy могут происходить от: Automobil
Подробнее Модель отношения сущность
Entity-Rlationship Modl Kuang-hua Chn Dpartmnt Библиотеки и Информации Национальный Тайваньский Университет Scinc A Базы данных компании Отслеживание Kps сотрудников, отделов и проектов компании После коллизии заявок
Подробнее ISO 9001 DIL УНИВЕРСАЛЬНЫЕ КОНТАКТОРЫ
GANZ KK Kft ISO 0 crtifid DIL UNIVERSAL CONTACTORS 00.0. GANZ KK Ltd. применяет систему контроля качества в соответствии с требованиями стандарта ENISO0 Bridg Moving magnt Coil Fixd magnt Вспомогательный контактный блок
Подробнее Заявление о неплатежеспособности 3.2
ЗАЯВЛЕНИЕ О ПРАКТИКЕ НЕПЛАТЕЖЕСТВЕННОСТИ 3.2 ДОБРОВОЛЬНЫЕ СОГЛАШЕНИЯ КОМПАНИИ ВВЕДЕНИЕ 1 Добровольное соглашение компании (CVA) — это установленный законом договор между компанией и ее кредиторами и практикующим специалистом по банкротству
Подробнее Экспертный поиск
Exprt-Mdiatd Sarch Mnal Chhabra Rnsslar Polytchnic Inst.Dpt. из Computr Scinc Troy, Нью-Йорк, США [email protected] Sanmay Das Rnsslar Polytchnic Inst. Dpt. из Computr Scinc Troy, Нью-Йорк, США [email protected] Дэвид
Подробнее ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ
Cooprativ Extnsion Srvic Институт продовольствия и сельского хозяйства Scincs ИНФОРМАЦИОННЫЙ БЮЛЛЕТЕНЬ PACKINGHOUSE Марк Ритнур Packinghous Nwslttr No. 192 Indian Rivr REC Dcmbr 29, 2000 2199 South Rock Road Ft. Pirc, FL 34945-3138
Подробнее Мониторинг ухода за домом IBM Healthcare
IBM Halthcar Hom Car Monitoring Sptmbr, 30 августа 2015 г., Сал П.Causi, P. Eng. IBM Halthcar Businss Dvlopmnt Excutiv [email protected] IBM Canada Cloud Computing Tigr Tam Homcar от dfinition 1. С gnsis
Подробнее Дизайн / Разработка логотипа 1-на-1
Logo Dsign / Dvlopmnt 1-on-1 Если ваша компания хочет произвести впечатление и развиваться на торговой площадке, вы найдете логотип. К счастью, хороший графический дизайнер может вам помочь. В то время как ценники на знаменитый
Подробнее Высокие процентные ставки в Гане,
Нет.27 МОНОГРАФИЯ МЭА Высокие первые крысы в Гане, критический анализ МЭА Гана ИНСТИТУТ ЭКОНОМИЧЕСКИХ ВОПРОСОВ Институт государственной политики Высокоинтервальные крысы в Гане, критический анализ 1 ДР. J. K. KWAKYE
Подробнее Анализ чугуна
Свяжитесь с нами Свяжитесь с нами
Продукция ▾
Решения по контролю толщины и дефектов ▾
Дефектоскопы / Дефектоскопы с фазированной решеткой ▾
Ультразвуковые дефектоскопы
Edray Current
Продукция с фазированной решеткой Продукты
Испытание сцепления
Толщиномеры ▾
27MG
45MG
38DL PLUS
Magna-Mike 8600
35RDC
9013 9013 Преобразователи и датчики 9018 9018 Одноэлементные и двухэлементные преобразователи
Вихретоковые датчики
Датчики для контроля труб
Датчики с фазированной решеткой
Датчики BondMaster
Автоматизированные системы контроля ▾
Система осмотра колес
Система проверки колес
штоки
NDT Systems Instrumentation ▾
FOCUS PX / PC / SDK
QuickScan
Промышленные сканеры NDT ▾
Сканеры для контроля сварных швов 9022 Сканеры для проверки уголков
9022 Принадлежности
The Olympus Scientific Cloud
XRF- и XRD-анализаторы ▾
Портативные XRF-анализаторы ▾
Vanta
Vanta Element
Compact
DELTA

Vanta
Vanta Element
GoldXpert
Xpert for Consumer / RoHS
Process XRF Analyzers ▾
FOX-IQ
XRD Analyzer 9015 902
BTX III Скамья op XRD Analyzer
Решения OEM ▾
X-STREAM
Ключ к приложениям и решениям
The Olympus Scientific Cloud
Промышленные микроскопы ▾
9030▾3 Сканирующий зонд
9030▾3 OLS4500
Лазерные конфокальные микроскопы ▾
OLS5000
Цифровые микроскопы
Измерительные микроскопы ▾
STM7
▾
STM7

Световые микроскопы ▾
Прямые микроскопы
Инвертированные микроскопы
Модульные микроскопы
Полупроводниковые и плоскопанельные дисплеи Инспекционные микроскопы ▾
▾
▾ MX202
Стереомикроскопы ▾
SZX16
SZX10
SZX7
SZ61 / SZ51
Цифровые фотоаппараты ▾
DP SC74
DP SC74 9015
XM10
XM10IR
Программное обеспечение для анализа изображений ▾
OLYMPUS Stream
Микроспектрофотометр ▾
USPM-RU315 9015 Объектив 9015 USPM-RU-W 901 901 Объектив 9015M-W 9015 USPM-RU-W 901 Объектив 9015M-904
MPLAPON
MPLAPON-Oil
MPLN
MPLN-BD
MPLFLN
MPLFLN-BD
MPLFLN-BDP
LMPLF44
MPLFLN-BDP
LMPLF4
MPLFLN-BDP
LMPLF4 IR / LCPLN-IR
Объектив для интерферометрии в белом свете
Микрометр
OEM Микроскоп C компоненты для интеграции ▾
Решения для интеграции оборудования
Линзы объектива
Рамки оптических микроскопов
Сверхширокие линзы
Модули оптических микроскопов
Модульные сборки микроскопов
Видео
Видеообъективы
▾
Видеоскопы ▾
IPLEX NX
IPLEX GX / GT
IPLEX G Lite
IPLEX TX
IPLEX YS
IRON PowerPoint
скачать
CAST IRON
PRESENT BY Mr.SaravutRojtanapong ID.5310751903 Miss.PhinyapatButsawan ID.5310756175
ОБЗОР • Как правило, чугун представляет собой класс ферросплавов с содержанием углерода более • 2,1 мас.%; на практике, однако, большая часть чугуна содержит от 3,0 до 4,5 мас.% С и, кроме того, другие легирующие элементы. Повторное рассмотрение фазовой диаграммы железо-карбид железа показывает, что сплавы в этом диапазоне составов становятся полностью жидкими при температурах приблизительно от 1150 до 1300 ° C (2100 и 2350 ° F), что значительно ниже, чем для сталей.Таким образом, они легко плавятся и поддаются литью. Кроме того, некоторые чугуны очень хрупкие, и литье — наиболее удобный способ изготовления.
Конструктивные и производственные преимущества чугуна включают: • Низкие затраты на инструменты и производство • Хорошая обрабатываемость без заусенцев • Возможность литья сложной формы • Отличная износостойкость и высокая твердость (особенно утюги для белых кошек) • Высокая присущая возможности демпфирования
На свойства чугуна влияют следующие факторы : • Химический состав чугуна • Скорость охлаждения отливки в кристаллизаторе (которая зависит от толщины профиля в отливке) • Тип сформированного графита (при наличии)
Тип чугуна • Основные типы чугуна показаны на Рисунке 1.Типы чугуна
Серый чугун • Серый чугун на сегодняшний день является самой старой и наиболее распространенной формой чугуна. В результате многие считают, что это единственная форма чугуна, а термины «чугун» и «серый чугун» используются как синонимы. К сожалению, единственное общеизвестное свойство серого чугуна — хрупкость — также присваивается «чугуну» и, следовательно, всем чугунам. Серый чугун назван так потому, что его трещина имеет серый цвет. Он содержит углерод в виде чешуек графита в матрице, состоящей из феррита, перлита или их смеси.Текучесть жидкого серого чугуна и его расширение во время затвердевания из-за образования графита сделали этот металл идеальным для экономичного производства безусадочных сложных отливок, таких как моторные блоки.
Чешуйчатая форма графита в сером чугуне, см. рисунки 2 и 3, оказывает доминирующее влияние на его механические свойства. Чешуйки графита действуют как концентраторы напряжений, которые могут преждевременно вызвать локализованное пластическое течение при низких напряжениях и вызвать разрушение матрицы при более высоких напряжениях.В результате серый чугун не проявляет упругих свойств, но обладает отличными демпфирующими характеристиками и не выдерживает растяжения без значительной пластической деформации. Присутствие чешуек графита также придает серому чугуну отличную обрабатываемость и самосмазывающиеся свойства.
Чешуйки графита в сером чугуне Микрофотография серого чугуна
Преимущества серого чугуна: • Графит действует как стружколом и смазка для инструмента. • Очень высокая демпфирующая способность.• Хорошие сухие несущие свойства благодаря графиту. • После образования защитных отложений он устойчив к коррозии во многих обычных инженерных средах.
Недостатки • Хрупкость (низкая ударная вязкость), что сильно ограничивает использование в критических областях. • Графит действует как пустота и снижает прочность. Максимальное рекомендуемое расчетное напряжение составляет 1/4 предела прочности на разрыв. Максимальный предел усталостной нагрузки составляет 1/3 усталостной прочности. • Изменения в размере секции вызовут отклонения в характеристиках обработки из-за изменения микроструктуры.• Серые чугуны повышенной прочности производить дороже. • Добавки сплава могут вызвать проблемы литейного производства с повторным использованием лома (направляющие, стояки и т. Д.) И прервать нормальное производство. • Увеличение прочности не приводит к соответствующему увеличению усталостной прочности. • Cr, Mo и V — карбидные стабилизаторы, которые улучшают прочность и термостойкость, но ухудшают обрабатываемость.
Белый чугун • Белый чугун уникален тем, что это единственный член семейства чугунов, в котором углерод присутствует только в виде карбида.Из-за отсутствия графита он имеет светлый вид. Присутствие различных карбидов, в зависимости от состава сплава, делает белый чугун чрезвычайно твердым и стойким к истиранию, но при этом очень хрупким. Улучшенная форма белого чугуна — закаленный чугун.
Микрофотография белого чугуна
Преимущества • Очень твердый, износостойкий и хрупкий (большое количество карбида железа) • Быстрое охлаждение серого чугуна
Высокопрочный чугун (шаровидный чугун) Железо) • Эта структура получена из расплава.Углерод образует сферы, когда церий, магний, натрий или другие элементы добавляются к расплаву железа с очень низким содержанием серы, что препятствует образованию углерода. Контроль процесса термообработки может дать перлитные, ферритные, мартенситные матрицы, в которые встроены углеродные сферы.
Чугун с шаровидным графитом (ковкий) и сферический углерод , внедренный в матрицу.
Преимущества высокопрочного чугуна , которые привели к его успеху, многочисленны, но их можно легко резюмировать — универсальность и высокие характеристики при низкой стоимости.Другие члены семейства отливок из черных металлов могут иметь превосходные индивидуальные свойства, которые могут сделать их предпочтительным материалом для некоторых применений, но ни один из них не обладает универсальностью, присущей высокопрочному чугуну, который часто дает проектировщику наилучшее сочетание общих свойств. Это особенно очевидно в области механических свойств, где высокопрочный чугун предлагает проектировщику возможность выбора высокой пластичности с марками, гарантирующими удлинение более 18% (до 25%), или высокой прочности с пределом прочности на разрыв, превышающим 120 Ksi. .Ковкий чугун после закалки обеспечивает еще большую механическую и износостойкость, обеспечивая прочность на разрыв, превышающую 230 Ksi.
Ковкий чугун При быстром охлаждении чугуна чешуйки графита, необходимые для серого чугуна, не образуются. Вместо этого образуется белый чугун. Этот белый чугун повторно нагревается до температуры около 1700 ° F в течение длительных периодов времени в присутствии материалов, содержащих кислород, таких как оксид железа. При повышенных температурах цементит (Fe3C) разлагается на феррит и свободный углерод.При охлаждении объединенный углерод далее разлагается на мелкие компактные частицы графита (вместо чешуйчатого графита, наблюдаемого в сером чугуне). Если охлаждение идет очень медленно, выделяется больше свободного углерода. Этот свободный углерод называется темперированным углеродом, а процесс называется ковкой.
Ковкий чугун
На рисунке показан ферритный ковкий чугун, который имеет ферритовую матрицу , и частицы отпущенного углерода внедрены в матрицу.Ферритный ковкий чугун
На рисунке показан ковкий перлитный чугун с перлитной матрицей . За счет добавления марганца в структуру углерод сохраняется в виде цементита. Перлитный ковкий чугун
Широкое разнообразие физических свойств может быть получено нагреванием и охлаждением посредством эвтектоидной температуры или добавлением легирующих элементов. Медленное охлаждение приведет к разложению цементита и выделению большего количества свободного углерода (умеренного углерода).При быстром охлаждении часть цементита сохраняется. Удерживаемое количество будет зависеть от скорости охлаждения. • Ковкий чугун используется для шатунов и вилок карданных шарниров, трансмиссионных шестерен, корпусов дифференциалов и некоторых шестерен, коленчатых валов и ступиц компрессоров, фланцев, трубопроводной арматуры и деталей клапанов для железнодорожных, морских и других тяжелых условий эксплуатации.
Преимущества: • Превосходная обрабатываемость • Значительная пластичность • Хорошая ударопрочность
Недостатки: • Главный недостаток — усадка.Ковкий чугун уменьшается в объеме во время затвердевания и, как следствие, требует прикрепленных резервуаров (питателей и стояков) с жидким металлом для компенсации усадки и предотвращения образования внутренних или внешних дефектов усадки.
Приложение • Ironbridge • Чугун в компьютерной мышке — часть компьютерной мыши. Интересный предмет — роликовый шар.
Приложение • Чугунные украшения в деталях и окружении из чугуна Древние украшения из чугуна
Ссылки • WILLIAM D.КАЛЛИСТЕР МЛАДШИЙ Департамент науки и инженерии Университета Юты • http://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/2001/adi/cast.iron.html • http://www.sudeshnapaul.com/material. science / castiron.html # Ковкий чугун
Различия между отливками из ковкого и серого чугуна
Автор: Penticton Foundry на 18 июня 2015 г.
Серый чугун и высокопрочный чугун различаются по типу и структуре углерода, содержащегося в них. Вопрос, конечно, в том, какой из них подходит для вашего проекта? Прежде чем мы рассмотрим возможные ответы, давайте рассмотрим некоторые ключевые различия между двумя чугунами.Чтобы получить краткую информацию, прокрутите блог до конца и ознакомьтесь с нашей диаграммой.
Ключевые отличия
Пластичность — Пластичность определяется большим процентом удлинения при растяжении. Добавление магния в ковкий чугун означает, что графит имеет шаровидную / сферическую форму, что придает более высокую прочность и пластичность, в отличие от серого чугуна, имеющего форму чешуек. Например, 18% удлинение может быть легко достигнуто с материалами классов 60-40-18 ASTM A395 и A536.
Предел прочности на разрыв и предел текучести — Конечно, существуют различия, когда речь идет о прочности на разрыв и предел текучести серого и высокопрочного чугуна. Ковкий чугун имеет минимальный предел прочности на разрыв 60 000 фунтов на квадратный дюйм и минимальный предел текучести 40 000 фунтов на квадратный дюйм. Согласно стандарту ASTM A48 существует множество марок серого чугуна. Хотя у серого чугуна нет измеримого предела текучести, диапазон прочности на разрыв составляет 20 000 — 60 000 фунтов на квадратный дюйм.
Удар — Ковкий чугун обладает большей устойчивостью к ударам и способен выдерживать как минимум 7-футовые удары (по сравнению с 2 фунтами для серого чугуна).
Теплопроводность — Ковкий чугун имеет более низкую теплопроводность, чем серый чугун.
Гашение вибрации — Серый чугун гасит вибрации более эффективно, чем высокопрочный чугун.
Серый чугун очень легко отливается и хорошо обрабатывается. Он обычно используется в следующих некритических приложениях , где прочность не является основным требуемым свойством:
Крышки люков
Противовесы
Основания машин для гашения вибрации
Ковкий чугун из-за повышенной прочности и пластичности используется в более сложных приложениях:
Барабаны кабельные
Рамки
Коробки передач
Насосы
Мы включили таблицу, в которой сравниваются два утюга по множеству факторов.Галочка в соответствующем столбце указывает лучший выбор между ними.

.

Различия между отливками из ковкого и серого чугуна

Наши магазины

Состав и формы графита в чугунах

Состав и формы графита в чугунах