Ковкий чугун это: Ковкий чугун — преимущества, маркировка, применение

Ковкий чугун — преимущества, маркировка, применение

Ковкий чугун

Ковкий чугун – это сплав железа и углерода, который принимает вид графитовых хлопьев в структуре металла. Ковкий чугун производят из заготовок белого чугуна путём длительной термообработки. Отжиг меняет структуру металла, превращая цементит в графит (процесс граффитизации). Термообработка меняет механические свойства сплава — уменьшается прочность и твёрдость, металл становится пластичным.

Отжиг состоит из 5 этапов:

• Плавный нагрев заготовки в течение 25 часов до температуры 950 — 1000 С.
• Выдержка при температуре 950 – 1000 С на протяжении 15 -20 часов — первый этап графитизации.
• Постепенное охлаждение до температуры 740 — 720 С, длительность 6 — 12 часов.
• Продолжительная выдержка заготовки при температуре 720 С или постепенное снижение температуры с 760 до 720 С. Продолжительность — около 30 часов — второй этап графитизации.
• Полное охлаждение заготовки.

Также, исходя из требуемых свойств отливки, можно выделить 4 способа отжига.Они отличаются четвертым этапом (на диапазоне температур от 760 — 720 С). Остальные этапы остаются идентичными. Ниже перечислены различные вариации 4 этапа для достижения тех или иных свойств:

Вариант 1. Быстрое охлаждение до температуры ниже критической  720 С и выдержка 30 часов при этой температуре.

Вариант 2. Постепенное охлаждение на протяжении 30 часов, в критическом интервале температур от 760 – 720 С.

Вариант 3. Ступенчатое охлаждение в интервале температур от 760 до 720 С.

Вариант 4. Технология чередующегося нагрева выше 760 С и охлаждения ниже 720 С.

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна характеризуется пониженным содержанием графитизирующих элементов C=2,4-2,9%; Si=1,0-1,6%; C+Si=3,6-4,2%, что обусловлено необходимостью получения отливок из ковкого чугуна в литом состоянии со 100% отбелом по всему сечению отливки, по той простой причине, что при наличии в литой структуре чугуна пластинчатого графита, в процессе последующего проведения отжига будет формироваться пластинчатый графит (т.е. серый чугун), а не компактный, присущий ковкому чугуну.

Существуют 2 вида ковкого чугуна — черносердечный  и белосердечный. Черносердечный  ковкий чугун получают графитизирующим отжигом ( эта технология используется в Украине) Белосердечный ковкий чугун получают с помощью процесса обезуглероживающего отжига в окислительной среде. При этом отливки располагают в контейнерах вместе с железной рудой при температуре 1000-1050°C в течение 60-70 ч. Такую технологию используют во Франции, Германии, Италии и других странах. Основными достоинствами такого чугуна являются повышенная вязкость и свариваемость без предварительной и последующей термической обработки.

Преимущества ковкого чугуна

Ковкий чугун имеет следующие преимущества:

1. Сочетание отличных механических свойств и высокой обрабатываемости резанием
2. Однородность структуры по всему сечению отливки
3. Отсутствие внутренних напряжений в отливке
4. Способность воспринимать высокие знакопеременные нагрузки
5. Хорошая коррозионностойкость

Ковкий чугун используется в производстве мелких тонкостенных отливок (3-50 мм) ответственного назначения, которые работают в условиях динамических знакопеременных нагрузок в автомобильной промышленности, тракторостроении и сельскохозяйственной технике. Из ковкого чугуна изготавливают коробки передач, детали приводных механизмов, шасси, рычаги, коленчатые и распределительные валы, детали сцепления, поршни дизельных двигателей, коромысла клапанов, фитинги и другие изделия.

Ковкий чугун — маркировка

Ковкий чугун маркируется буквами КЧ, за которыми следуют две цифры, отображающие предел прочности при растяжении σB (в кгс/мм2), а за ними, через дефис, следует одна или две цифры, отображающие относительное удлинение δ (в %), через дефис заканчивают маркировку буквы Ф или П, отобраражающие класс чугуна ферритный или перлитный. К примеру, КЧ 37-12-Ф означает — ковкий чугун ферритного класса с пределом прочности на растяжение не ниже — 37 кг/мм2 и относительным удлинением не ниже — 12%.

Классификация ковкого чугуна

В зависимости от микроструктуры металлической матрицы ковкий чугун подразделяют на ферритный (Ф) и перлитный (П):

• Ковкий чугун ферритного класса с ферритной или феррито-перлитной микроструктурой металлической матрицы, могут быть следующих марок: КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10, КЧ 37-12
• Ковкий чугун перлитного класса с перлитной микроструктурой металлической матрицы, могут быть следующих марок: КЧ 45-7, КЧ 50-5, КЧ 55-4, КЧ 60-3, КЧ 65-3, КЧ 70-2, КЧ 80-1,5

Ковкий чугун — механические свойства

Механические свойства материала отливок из ковкого чугуна ферритного и перлитного классов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1215-79, приведенным в табл. 1.

Таблица 1: Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

 

Марка	Временное сопротивление разрыву, МПа, (кгс/мм2)	Относительное удлинение, %	Твердость по Бринеллю, НВ
	не менее
КЧ 30-6	294 (30)	6	100-163
КЧ 33-8	323 (33)	8	100-163
КЧ 35-10	333 (35)	10	100-163
КЧ 37-12	362 (37)	12	110-163
КЧ 45-7	441 (45)	7*	150-207
КЧ 50-5	490 (50)	5*	170-230
КЧ 55-4	539 (55)	4*	192-241
КЧ 60-3	588 (60)	3	200-269
КЧ 65-3	637 (65)	3	212-269
КЧ 70-2	686 (70)	2	241-285
КЧ 80-1,5	784 (80)	1,5	270-320

Примечание: * По согласованию изготовителя с потребителем допускается понижение на 1%.

Ковкий чугун — химический состав

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна согласно ГОСТ 1215-79, приведен в табл. 2.

Таблица 2: Химический состав ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Марка	Массовая доля, %
	Основные компоненты				Примеси, не более
	C	Si	C+Si	Mn	P	S	Cr
Ферритного класса
КЧ 30-6	2,6-2,9	1,0-1,6	3,7-4,2	0,4-0,6	0,18	0,20	0,08
КЧ 33-8	2,6-2,9	1,0-1,6	3,7-4,2	0,4-0,6	0,18	0,20	0,08
КЧ 35-10	2,5-2,8	1,1-1,3	3,6-4,0	0,3-0,6	0,12	0,20	0,06
КЧ 37-12	2,4-2,7	1,2-1,4	3,6-4,0	0,2-0,4	0,12	0,06	0,06
Перлитного класса
КЧ 45-7	2,5-2,8	1,1-1,3	3,6-3,9	0,3-1,0	0,10	0,20	0,08
КЧ 50-5	2,5-2,8	1,1-1,3	3,6-3,9	0,3-1,0	0,10	0,20	0,08
КЧ 55-4	2,5-2,8	1,1-1,3	3,6-3,9	0,3-1,0	0,10	0,20	0,08
КЧ 60-3	2,5-2,8	1,1-1,3	3,6-3,9	0,3-1,0	0,10	0,20	0,08
КЧ 65-3	2,4-2,7	1,2-1,4	3,6-3,9	0,3-1,0	0,10	0,06	0,08
КЧ 70-2	2,4-2,7	1,2-1,4	3,6-3,9	0,3-1,0	0,10	0,06	0,08
КЧ 80-1,5	2,4-2,7	1,2-1,4	3,6-3,9	0,3-1,0	0,10	0,06	0,08

 

Применение ковкого чугуна

С экономической точки зрения, применение отливок из ковкого чугуна всегда обосновано. Отливки из ковкого чугуна значительно дешевле, чем отливки из стали.

Ковкий чугун широко используются в автомобильной промышленности и производстве тракторов, а также других отраслях:

• Машиностроительные предприятия используют отливки в основном на ферритной основе и относительно немного на перлитной. Но литейно-механические свойства ковкого чугуна на перлитной основе значительно выше.
• Перлитный ковкий чугун применяется в сельском хозяйстве как современный конструкционный сплав и заменитель углеродистой стали. Ковкий чугун привлекает своими высокими эксплуатационными, конструкционными и технологическими свойства, а также зачастую имеет лучшее сочетание этих характеристик.

Ключевая особенность ковкого чугуна – это его применение в производстве как деталей с небольшим весом (например, поршневые кольца), так и крупных элементов с весом до 150т независимо от толщины стенки отливки. Изделия из ковкого чугуна могут также подвергаться необходимой термической и механической обработке.

Хорошим примером использования ковкого чугуна, который заменил стальные изделия — это коленчатые валы для двигателей больших дизельных автомобилей и тракторов. При этом преимуществом чугунного изделия является не только низкая цена (по сравнению со сталью), но и отличные эксплуатационные свойства (гашение вибрации, работа при высоких температурах).

Таблица 3. Чугуны ковкие, их основные свойства и применение

 

Марка	НВ	Свойства и применение
КЧ 35-10 КЧ37-12	160	Чугуны ферритного класса используют для производства деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках (картеров, редукторов, ступиц, крюков, скоб, задних мостов, кронштейнов)
КЧ 30-6 КЧ 33-8	160	Для изготовления менее ответственных деталей (хомутов, гаек, вентилей, деталей сельскохозяйственных машин, глушителей, фланцев, муфт, тормозных деталей, педалей, гаечных ключей, колодок, кронштейнов)
КЧ 45-7	203	Ковкие чугуны перлитного класса марок обладают высокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Из них получают вилки карданных валов, шестерни, червячные колеса, поршни, подшипники, звенья и ролики конвейерных цепей, втулки, муфты, тормозные колодки, коленчатые валы
КЧ 50-5	226
КЧ 55-4	236
КЧ 60-3	264
КЧ 65-3	264
КЧ 70-2	280
КЧ 80-1,5	314

 

 

 

Ковкий чугун. Получение ковкого чугуна. Ковкий чугун применение.

Ковкий чугун получают отжигом белого доэвтектического чугуна. Хорошие свойства у отливок обеспечиваются, если в процессе кристаллизации и охлаждения отливок в форме не происходит процесс графитизации. Чтобы предотвратить графитизацию, чугуны должны иметь пониженное содержание углерода и кремния.

Диаграмма железо-графит. Диаграмма состояния железо-графит.

Ковкие чугуны содержат: углерода – 2,4…3,0 %, кремния – 0,8…1,4 %, марганца – 0,3…1,0 %, фосфора – до 0,2 %, серы – до 0,1 %.

Отжиг ковкого чугуна

Отливки выдерживаются в печи при температуре 950…1000^оС в течении 15…20 часов. Происходит разложение цементита:

Fe₃C -> Fe_γ (C) +  C

Классификация чугунов. Маркировка чугунов.

Структура после выдержки состоит из аустенита и графита (углерод отжига). При медленном охлаждении в интервале 760…720^oС, происходит разложение цементита, входящего в состав перлита, и структура после отжига состоит из феррита и углерода отжига (получается ферритный ковкий чугун).

При относительно быстром охлаждении (режим б, рисунок) вторая стадия полностью устраняется, и получается перлитный ковкий чугун.

Структура чугуна, отожженного по режиму в, состоит из перлита, феррита и графита отжига (получается феррито-перлитный ковкий чугун).

Отжиг является длительной 70…80 часов и дорогостоящей операцией. В последнее время, в результате усовершенствований, длительность сократилась до 40 часов.

Различают 7 марок ковкого чугуна: три с ферритной (КЧ30–6) и четыре с перлитной (КЧ65–3) основой (ГОСТ 1215).

По механическим и технологическим свойствам ковкий чугун занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. Недостатком ковкого чугуна по сравнению с высокопрочным (см. Высокопрочный чугун. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Состав высокопрочного чугуна.) является ограничение толщины стенок для отливки и необходимость отжига.

Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках. Из ферритных чугунов изготавливают картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы, хомутики, муфты, фланцы. Из перлитных чугунов, характеризующихся высокой прочностью, достаточной пластичностью, изготавливают вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, тормозные колодки.

Механические свойства металлов. Механические свойства сталей. Механические свойства сплавов.

Обозначаются индексом КЧ (высокопрочный чугун) и двумя числми, первое из которых показывает значение предела прочности, умноженное на 10^-1, а второе – относительное удлинение — КЧ30-6.

ковкий чугун — это… Что такое ковкий чугун?

Ковкий чугун — Фазы железоуглеродистых сплавов Феррит (твердый раствор внедрения C в α железе с объемно центрированной кубической решеткой) Аустенит (твердый раствор внедрения C в γ железе с гранецентрированной кубической решеткой) Цементит (карбид железа; Fe3C …   Википедия

Ковкий чугун — (ковкий название, характеризующее большую пластичность ковкого чугуна по сравнению с серым чугуном) чугун с хлопьевидным графитом, полученный в результате специального графитизирующего или обезуглероживающего отжига. В зависимости от режима… …   Энциклопедический словарь по металлургии

ковкий чугун — Чугун, полученный при длительном отжиге белого чугуна, при котором происходят процессы декарбюризации и графитизации, устраняющие частично или полностью цементит. Графит находится в форме углерода отжига. Если преобладает реакция декарбюризации,… …   Справочник технического переводчика

Ковкий чугун — чугун, полученный путем отжига отливок белого чугуна. При этом углерод приобретает вид хлопьевидного графита. По английски: Annealed cast iron Синонимы английские: Malleable cast iron См. также: Металлургия Финансовый словарь Финам …   Финансовый словарь

КОВКИЙ ЧУГУН — (Malleable castiron) вязкий, легкообрабатываемый чугун, получаемый путем длительного нагрева отливок из белого чугуна (твердого). Позволяет дешево получать отливки сложной формы с относительно прочными тонкими стенками. Самойлов К. И. Морской… …   Морской словарь

КОВКИЙ ЧУГУН — вид чугунного литья, обладающего повышенной крепостью и нек рой пластичностью, получаемой путем термической обработки ( томления ). Для этой цели изделия иа белого чугуна подвергают длительному отжигу в песке или шлаке (американский способ) и в… …   Технический железнодорожный словарь

Ковкий чугун — Malleable iron Ковкий чугун. Чугун, полученный при длительном отжиге белого чугуна, при котором происходят процессы декарбюризации и графитизации, устраняющие частично или полностью цементит. Графит находится в форме углерода отжига. Если… …   Словарь металлургических терминов

ковкий чугун — kalusis ketus statusas T sritis chemija apibrėžtis Ketus, kuriame yra 2–2,7% dribsnių pavidalo grafito. atitikmenys: angl. cast iron; malleable iron rus. ковкий чугун …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Ковкий чугун — (La fonte malléable; das schmiedbare Güsseisen; maleable cast iron). К. или адусированным чугуном называется железный продукт, получаемый прямо из чугуна, посредством продолжительного нагревания его при высокой температуре каления в присутствии… …   Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Белосердечный ковкий чугун, светлосердечный ковкий чугун — ковкий чугун, полученный после обезуглероживающего отжига. Вследствие обезуглероживания излом получается белым (светлым), отчего пошло название белосердечный ковкий чугун. Химический состав белосердечного ковкого чугуна, %: С 2,8 3,4; Si 0,3 0,7; …   Энциклопедический словарь по металлургии

4. Ковкий чугун

Ковкий чугун получают отжигом белого чугуна. Хорошие свойства у отливок из ковкого чугуна обнаруживаются в случае, если в процессе кристаллизации и охлаждения отливок в форме не произойдет процесс графитизации. Чтобы предотвра­тить графитизацию, чугун должен иметь пониженное содержание углерода и кремния, а отливки незначительную толщину стенок, обычно до 25 мм. Ориентировочный состав ковкого чугуна: 2,4… 3,0% С, 0,8… 1,4% Si, 0,3… 1,0% Мn, Р<0,2% и S<0,1%

№ 43.Из чего состоит структура литого ковкого чугуна до отжига?

Ответ: структура состоит из 1) Ф+П, с. 218; 2) П+Ц_II, с. 219; 3) П + Л+Ц_II, с. 218.

Формирование окончательной структуры и свойств отливок из ковкого чугуна происходит в процессе отжига. На рис. 99 приведены схемы режимов отжига ковкого чугуна.

Отжиг на ферритный ковкий чугун. Отливки выдерживаются в печи при температуре 950…1000°С в течение 15…20 часов. При этом происходит разложение цементита Fe₃CFe_(C) + С (графит), и структура после выдержки состоит из аустенита и графита (углерода отжига). При медленном охлаждении в интервале 760 . . . 720°С (режим а на рис. 99) происходит раз­ложение цементита перлита, и структура после отжига состоит из феррита и углерода отжига: получается ферритный ковкий чугун, рис. 96, а. При относительно быстром охлаждении (режим б, рис. 99) вторая стадия графитизации полностью устраняется и получается перлитный ковкий чугун, рис. 96, в. Структура чугуна, отожженного по режиму рис. 99, в, состоит из перлита, феррита и углерода отжига, рис. 96, б. Отжиг является длительной (70 … 80 часов) и дорогостоящей операцией технологического процесса производства отливок из ковкого чугуна. В последнее время за счет ряда усовершенствований длительность отжига в автопромышленности сокращена до 30… 40 часов.

В соответствии с ГОСТом 1215—59 различают 7 марок ков-

Таблица 5

Марки, основные механические свойства и структуры серых, ковких и высокопрочных чугунов (выборка)

Марка	в кГ/мм2	изг кГ/мм2	0,2 кГ/мм	 %	НВ кГ/мм2	Структура
Серые чугуны ГОСТ 1412-70
СЧ 12-28	12	28	—	до 0,5	143…229	Ф, (Ф+Л)
СЧ 24—44	24	44	—	„	170…246	П
СЧ 32—52	32	52	—	„	185…255	П (модифицированный)
Ковкие чугуны: ГОСТ 1215-59 ферритные
КЧ 30—6	30	—	—	6	163	Ф
КЧ 37—12	37	—	—	12	143
перлитные
КЧ 50—4	50	—	—	4	241	П
КЧ 63—2	63	—	—	2	269
Высокопрочные чугуны: ГОСТ 7293-70
ВЧ 40—10	40	—	30	10	170…207	Ф
ВЧ 45—5	45	—	38	5	187…255	Ф+П
ВЧ 60—2	60	—	42	2	197…269	П
ВЧ 120-4	120	—	90	4	302…369	П

кого чугуна (3 с ферритной — и 4 с перлитной металлической основной). Ковкий чугун маркируется: КЧ (ковкий чугун) и два числа, из которых первое показывает предел прочности на разрыв, второе — относительное удлинение. В таблице 5 приведены несколько марок ковкого чугуна, их свойства и структура. По механическим и технологическим свойствам ковкий чугун занимает промежуточное место между сталью и серым чугуном. Недостатком ковкого чугуна по сравнению с высокопрочным чугуном является ограничение толщины стенок для отливок из ковкого чугуна и необходимость отжига.

Мелкие отливки преимущественно из ферритного ковкого чугуна используются в весьма различных отраслях промышленности: в авто-тракторостроении, сельскохозяйственном машиностроении и в других областях. Такими отливками являются картеры редукторов, корпусы подшипников, звездочки приводных цепей, храповики, фитинги.

№ 44. Задний мост грузовых автомашин работает в условиях динамических нагрузок. Какой материал можно использовать для изготовления таких деталей?

Ответ: 1) модифицированный серый чугун, с. 218; 2) ферритный ковкий чугун, с. 219; 3) стальное литье, с. 219.

№ 45. Какой материал целесообразно использовать для изготовления бытовых ванн?

Ответ: 1) СЧ12—28, с. 217; 2) КЧЗО—6, с. 218; 3) ВЧ40— 10, с. 219.

Помимо серых, ковких и высокопрочных чугунов известное применение имеют отбеленные чугуны.

Отбеленными называются чугунные отливки, поверхностная зона которых состоит из белого чугуна, а во внутренних зонах имеет место серый или высокопрочный чугун. Отбеленные чугуны имеют 2,8. ..3,6% углерода и пониженное содержание кремния 0,5… 0,8%. Отбеленные чугуны имеют высокую поверхностную твердость 950 . . . 1000 HV и очень высокую износостойкость. Они используются для изготовления прокатных валков, вагонных колес с отбеленным ободом, шаров для шаровых мельниц и т. д.

Для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного износа используют белые чугуны, легированные хромом, хромом и марганцем, а также хромом и никелем (нихард). Отливки из этих чугунов отличаются высокой твердостью и износостойкостью.

Для деталей, работающих в условиях износа при высоких температурах, используются высокохромистые (до 34% хрома) и хромоникелевые чугуны. Жаростойкость достигается также легированием чугуна кремнием (5… 6% Si) и алюминием (1 …2% А1). Коррозионная стойкость чугунов повышается при легировании хромом, никелем, кремнием.

Свойства чугунов можно в значительной степени изменять также термической обработкой.

. Пояснения к ответам на вопросы

№ 1—1. Ошибаетесь, lp-подуровня не существует. Посмотрите материал на с. 15.

№ 2—2. Ошибаетесь. Какая решетка имеет большую плотность упаковки?

№ 5—1. Вы ошибаетесь. На с. 173 посмотрите из чего состоит перлит. Посмотрите также ответ 1 на вопрос 4.

№ 7—1. Неправильно. Определите количество аустенита при 727° по правилу отрезков. Количество перлита после превращения будет столько же.

№ 9—2. Вы не совсем правы. При температуре 3 весь углерод в сплаве еще может быть растворен в аустените, но аустенит уже насыщен углеродом.

№ 14—1. Вы ошибаетесь. Ледебурит не фаза, а смесь фаз Л.+ Д.

№ 15—3. Ответ правильный.

№ 11—2. Ответ правильный. Образуется ледебурит.

№ 13—3. Неправильно. Когда температура только что достигла 1147°С, цементит еще не образовался.

№ 18—3. Ответ не совсем правильный. Si не относится к вредным элементам.

№ 16—3. Неправильно. Так определяется состав жидкой фазы, который изменяется по линии ликвидус.

№ 19—3. Неправильно. Растворяться в феррите могут лишь посторонние атомы, а не включения, представляющие совокупность атомов.

№ 21—1. Ошибаетесь. Так как инструмент изготавливается из вьгсокоуглеродистой стали с очень плохой свариваемостью, то сварка при изготовлении таких изделий не может быть использована.

№ 1—2. Вы ошибаетесь. Для переходных металлов раньше заполняется s-подуровень, после чего идет достройка d-подуровня, см. с. 15.

№ 2—1. Правильно. Плотность решетки о. ц. к. меньше плотности решетки г. ц. к.

№ 3—2. Ответ неполный. Какое превращение при 1499°С?

№ 4—2. Неправильно. Посмотрите ответ 1 на этот вопрос.

№ 5—3. Правильно.

№ 6—3. Неправильно. При 727°С существуют 3 фазы. Кроме того сущность превращения следует знать более конкретно.

№ 7—2. Правильно, так как в перлит превращается весь аустенит, который был при 727°С.

№ 8—2. Неправильно. Вы перепутали методику определения количества и состава фаз, см. с. 125… 128.

№ 10—2. Неправильно. Вы определили количество аустенита при 727°С, который превращается в перлит.

№ 11—1. Ответ правильный, но не конкретный. У эвтектики есть свое название.

№ 13—1. Неправильно. При температуре 1147°С кристаллизация еще продолжается, значит есть жидкость. Определите количество ее по правилу отрезков.

№ 14—3. Вы ошибаетесь. Таково состояние системы между точками 2 и 2′ на кривой охлаждения, т. е. когда кристаллизация еще идет. Вопрос же касается состояния в точке 2′, когда кристаллизация закончилась.

№ 15—2. Правильно, но объяснение недостаточно исчерпывающее.

№ 2—3. Ошибаетесь. Разве плотность упаковки в этих решетках одинаковая?

№ 3—1. Неправильно. Разве при 727°С кристаллизуется жидкая фаза, чтобы назвать такое превращение эвтектическим?

№ 4—3. Правильно.

№ 5—2. Неправильно. Перлит состоит из Ф и Ц. Значит он не является фазой, а структурной составляющей. По­смотрите ответ 1 на вопрос 4.

№ 6—1. его будет и в структуре сплава.

№ 11—3. Неправильно. Ведь превращается жидкая фаза, ко­торой при эвтектоидном превращении нет.

№ 12—1. Ответ правильный, но не совсем точный (неясно что превращается в перлит).

№ 16—2. Ответ правильный.

№ 17—3. Правильно.

№ 18—1. Ошибаетесь. Si и Мп не является вредными элемен­тами.

№ 19—1. Ошибаетесь. Внутри зерна такие включения наиме­нее опасны.

№ 1—3. Правильно.

№ 3—3. Правильно. При этих температурах существуют три фазы и С = 0.

№ 4—1. Ошибаетесь. Ледебурит Л не является фазой. Он состоит из Л и Д. Для определения фазового состоя­ния возьмите любую точку в данной области, прове­дите коноду и, спроектировав точки пересечения ко-ноды с ближайшими линиями диаграммы на ось кон­центрации, найдите состав, а значит и природу фаз.

№ 6—2. Правильно.

№ 8—1. Ваш ответ правильный.

№ 9—1. Вы ошибаетесь. Разве в области SECFK существует углерод, как фаза? Проверьте каков состав и какие фазы в этой области.

№ 10—3. Неправильно. Ведь это абсурд. Вы получили цемен­тита больше, чем количество всего сплава. Посмот­рите материал на с. 128.

№ 12—2. Ответ правильный.

№ 17—2. Ответ правильный, но неточный.

№ 18—2. Правильно. Эти элементы по разным причинам сни­жают качество стали.

№ 19—2. Правильно. Во всех случаях выделение посторонних фаз по границам зерна наиболее сильно охрупчивает материал.

№ 22—3. Ответ правильный, но неконкретный, см. с. 145.

№ 21—3. Ошибаетесь. Инструмент штамповкой обычно не изготовляется.

№ 25—1. Правильно.

№ 12—3. Неправильно. Ведь перлит состоит из фаз феррита и цементита.

№ 13—2. Ответ правильный.

№ 14—2. Правильно. Таково состояние системы после окончания кристаллизации жидкости.

№ 15—1. Ответ неполный. Здесь имеют место и некоторые изменения структуры сплава из-за изменения состава фаз при понижении температуры. Проверьте состав аустенита в точках 2 и 3.

№ 16—1. Неправильно. Так определяется количество фаз и этим путем определить природу фазы нельзя.

№ 17—1. Ошибаетесь. Разве в этих условиях фазы одни и те же?

№ 20—1. Ошибаетесь. Эта сталь имеет пониженную пластичность из-за повышенного содержания углерода и кремния.

№ 21—2. Ответ правильный.

№ 23—2. Правильно. Так как в решетке г. ц. к. размеры пор больше.

№ 24—1. Правильно. У этих сплавов нет фазовых превращений в твердом состоянии.

№ 26—2. Ошибаетесь. По рис. 1 посмотрите, разве неметаллы имеют недостроенную d-орбиталь.

№ 27—3. Ответ правильный только в случае, если в сплаве много углерода.

№ 20—3. Правильно. Пластичность хорошая: мало углерода и кремния до 0,03%.

№ 22—2. Правильно. При этом происходят диффузионные процессы, выравнивающие состав стали в пределах зерен.

№ 23—1. Ошибаетесь. Объемы отдельных пор в решетке Fe_aо. ц. к. меньше, чем в решетке Fe_ г. ц. к.

№ 24—2. Ошибаетесь. Все такие сплавы имеют превращение , поэтому могут подвергаться всем видам термообработки.

№ 25—3. Неправильно. Область а+  у этих сплавов при меньшем содержании марганца.

№ 26—1. Ответ неточный.

№ 28—3. Ответ правильный.

№ 30—1. Ошибаетесь. Гораздо выше.

№ 31—1. Ответ неполный.

№ 33—3. Неправильно. Прочтите внимательно как создается марка легированной стали.

№ 34—3. Ответ правильный.

№ 35—2. Правильно. Пои малой скорости охлаждения степень, переохлаждения мала (рис. 13). Если кристаллизация происходит при температуре выше 1147°С, то согласно рис. 92 возможно образование только смеси, аустенита и графита.

№ 36—2. Неправильно. Еще раз прочтите материал.

№ 39—1. Неправильно. Металлическая основа всех этих чугунов может быть одинакова.

№ 45—1. Правильно. Материал имеет хорошие литейные свойства, дешев, достаточно прочен.

№ 40—2. Правильно. При этом главным образом увеличением кремния, так как изменять в широких пределах состав по углероду, особенно при плавке чугуна в вагранке, трудно.

№ 20—2. Неправильно. Эта сталь недостаточно пластична: (много углерода).

№ 22—1. Неправильно. Отливки являются полуфабрикатом, который подвергается только механической обработке.

№ 24—3. Ошибаетесь. Ведь все эти сплавы имеют превращение в твердом состоянии. Подумайте, что это значит с точки зрения возможностей термообработки?

№ 25—2. Неправильно. Ферритную структуру имеют сплавы при низком содержании марганца (Mn<12%).

№ 26—3. Совершенно верно.

№ 27—1. Неправильно. Если углерода мало, карбидов хрома, в структуре может не быть.

№ 29—1. Ошибаетесь. Посмотрите внимательно рис. 88.

№ 30—3. Ответ правильный.

№ 31—3. Ответ правильный.

№ 32—1. Неправильно. В эвтектоидной стали с 5%Cr меньше-0,5% С.

№ 33—2. Правильно.

№ 35—3. Неправильно. При малых скоростях охлаждения кристаллизация происходит при малых переохлаждениях.. Исходя из рис. 92 подумайте, какие фазы в этих условиях могут образоваться.

№ 37—2. Ошибаетесь. Ведь толстостенная отливка охлаждается медленно. Подумайте, как это должно отразиться на второй стадии графитизации.

№ 30—2. Неправильно. Посмотрите еще раз рис. 88.

№ 32—3. Неправильно. Чтобы сталь с 5% Сr была ледебуритной нужно, чтобы в ней было больше 1,5% углерода.

№ 34—2. Вы очень невнимательно прочитали материал о маркировке легированных сталей.

№ 36—3. Правильно. В этих условиях жидкость кристаллизуется в смесь A + Ц несмотря на то, что G этих фаз; выше, чем фаз А +Г. Это объясняется тем, что образование цементита, состав которого ближе к составу жидкости, чем у графита, протекает более легко (требуется значительно меньшая развитость диффузионных процессов).

№ 38—3. Правильно. Имеем ферритный чугун.

№ 39—2. Неправильно. Прочтите внимательно материал на с. 204.

№ 40—3. Теоретически Вы правы, но практически реализовать влияние изменения скорости охлаждения отливки в форме трудно. См. ответ 1 на этот вопрос.

№ 41—2. Неправильно. Структура этого чугуна будет П+ Ф + Г.

№ 42—2. Неправильно. Изгиб менее жесткое нагружение, чем растяжение.

№ 43—1. Ошибаетесь. Это структура доэвтектоидной стали.

№ 44—1. Решение неправильное. Этот материал недостаточно прочен при динамических нагрузках.

№ 45—2. Неправильно. Для таких деталей нет необходимости в материале с такими высокими механическими свойствами. Стоимость изделий будет высокая.

№ 28—1. Неправильно. В этих сплавах Fe₃C совсем нет, см. рис. 87, а.

.№ 32—2. Правильно.

№ 27—2. Правильно, так как титан является наиболее активным карбидообразующим элементом.

№ 29—3. Ошибаетесь. В эвтектоидной стали этого состава 0,23% С.

№ 31—2. Ответ неполный.

№ 38—1. Ошибаетесь. В этом случае 0,8% С должно быть в цементите перлита.

№ 33—1. Ошибаетесь. Эта марка не отражает высокое качество стали.

№ 37—1. Правильно. Скорость охлаждения такой отливки большая, поэтому процесс графитизации цементита, входящего в перлит, не успевает реализоваться в достаточной степени.

№ 40—1. Теоретически правильно, но скорость охлаждения зависит от толщины стенки отливки и теплопроводности формы, чего практически изменить трудно.

№ 41—3. Неправильно. При таком содержании кремния мы попадаем в область половинчатых чугунов со структурой П + Ц + Г.

№ 42—1. Правильно. У серых чугунов эти характеристики очень низки.

№ 43—3. Правильно. Это структура дозвтектического белого чугуна, которая после отжига дает структуру ковкого чугуна.

№ 44—3. Неправильно. Получить тонкостенные отливки из стали очень трудно.

№ 29—2. Ответ правильный.

№ 34—1. Ошибаетесь. Что показывает первое число в марке стали?

№ 38—2. Ответ неточный. Углеродом является также алмаз.

№ 36—1. Вы ошибаетесь в части образующихся фаз. Подумайте, что образуется, если кристаллизация происходит при температуре ниже 1147°С, см. рис. 92.

№ 39—3. Правильно. Форма графитовых включений является основой для того, чтобы считать чугун серым, ковким или высокопрочным.

№ 41—1. Правильно. Попадаем примерно в середину области перлитных чугунов.

№ 42—3. Неправильно. Концентраторы напряжений наиболее сильно снижают прочностные свойства при жестком характере нагружения.

№ 43—2. Вы неправы. Такую структуру имеет заэвтектоидная сталь.

№ 44—2. Правильно. Материал достаточно хорошо сопротивляется действию динамических нагрузок, обладает удовлетворительными литейными свойствами.

№ 45—3. Для таких деталей нет необходимости в таком прочном материале. Стоимость изделий будет высокая.

№ 28—2. Ошибаетесь. По рис. 87, а это имеет место при содержаниях хрома 2 … 3%.

№ 35—1. Неправильно. Посмотрите ответ 3 на этот вопрос.

1Опубликовано отдельной брошюрой.

231

Ковкий чугун и высокопрочный чугун « Попаданцев.нет

Во многих областях чугун просто незаменим, и внедрять его выплавку стоит как можно раньше, тем более что принципиальных сложностей для этого нет практически в любую эпоху.

Обычный серый чугун хорошо подходит для отливки деталей машин и станков, посуды, а благодаря стойкости к перепадам температуры и химической стойкости — для сосудов и труб на химическом производстве.
Основной недостаток серого чугуна состоит в хрупкости, поскольку углерод в нем находится в виде пластинчатых графитовых включений, что способствует росту и распространению трещин.

Но свойства чугуна можно кардинально улучшить, меняя морфологию графита и получая в результате ковкий или высокопрочный чугун.
Для КЧ и ВЧ в первую очередь необходим подходящий состав исходного сплава. Он должен быть низкоуглеродистым (2.5-3.5% C), и содержать минимальные количества серы и фосфора, не более 0.1-0.2%. Кремний и марганец в больших количествах тоже нежелательны. Отличный вариант исходного сырья — древесноугольный чугун из небольшой домны без подогрева воздуха, тем более именно такую домну построить проще всего. Имеет смысл и получение синтетического чугуна науглероживанием кричного железа в тиглях при 1200-1400 градусах — так даже из самой плохой руды вполне можно выплавить металл, свободный от нежелательных примесей.
Для получения ковкого чугуна нужно сначала сделать отливку из белого чугуна, в которой весь углерод находится в форме цементита Fe3C (этому способствует низкое содержание кремния и фосфора, а также быстрое охлаждение отливки). Превращение белого чугуна в ковкий происходит в процессе длительного, в течение 10-25 часов, отжига при 950-1000 градусах (закалка исходного белого чугуна сокращает это время до 5-7 часов за счет образования центров графитизации), при этом цементит распадается и углерод выделяется в виде графита, но не пластинчатой, как в СЧ, а хлопьевидной формы, оказывающей значительно меньшее ослабляющее влияние.

Структура самой железной матрицы зависит от режима дальнейшей обработки — при медленном охлаждении получается перлитный КЧ; если же охладить отливку до 700-750 и выдержать при этой температуре еще несколько часов — ферритный КЧ.
В результате формируется материал с пределом прочности на растяжение около 300-400 МПа и предельным удлинением 12-3% (для ферритных и перлитных КЧ соответственно). По сравнению с 150-200 МПа и <1% , типичных для СЧ, разница колоссальная.
Еще более радикальное улучшение механических свойств чугуна происходит при модифицировании расплавленного чугуна присадками магния, кальция, церия и др. Присадки вводятся в малых количествах, 0.1-0.3%, и служат инициаторами для выделения графита в виде сферических частиц прямо при охлаждении расплава.

Поэтому не нужен длительный отжиг, а свойства получающихся высокопрочных чугунов приближаются к среднеуглеродистым сталям — предел прочности 500 МПа и выше (до 1000 МПа), удлинение 10-20%. К тому же ВЧ хорошо заполняет формы при отливке и имеет маленькую усадку.
И КЧ, и ВЧ могут подвергаться термообработке (закалка, отпуск), что еще больше расширяет область их применимости.

Область применения ковкого чугуна

Чугуны являются первоначальными продуктами черной металлургии. Они представляют железоуглеродистые сплавы, в которых содержание углерода более 2.14%. В состав входят также примеси из других элементов, влияющих на свойства сплавов. Изделия имеют несколько разновидностей, среди которых интересен ковкий чугун. Рассмотрим, как его получают, а также характеристики, маркировку и назначение.

Виды чугунов

Углерод присутствует в таком сплаве в виде:

Отливки, содержащие углерод в виде цементита, имеют характерный светлый отблеск и называются белыми.

Темный графит в сочетании с металлическим сплавом придает отливкам серую окраску. Конфигурация графитовых включений влияет на свойства поковок. Исходя из этих свойств, чугун подразделяют на:

На фото изображены разные виды включений из графита. Они могут быть пластинчатыми, шаровидными или иметь форму хлопьев.

Ковкий чугун характеризуется графитными включениями в виде хлопьев.

Особенности производства ковкого чугуна

Углерод в этом виде чугуна присутствует в пределах от 2,4 до 2,8%. Также в него входят Si, Mn, S, P, количество которых зависит от необходимых свойств материала.

Ковкий чугун производится из отливок белой разновидности изделий. В них углерод полностью связан железом и представлен карбидом железа (цементитом Fe₃C). При отжиге заготовок при температуре 950-970 о С, добиваются освобождения графита из карбида железа и аустенита (А). В результате он кристаллизуется, образуя вид хлопьев. Окончательное формирование графитовых хлопьев в чугуне происходит в температурном интервале 760–720 о C, что продемонстрировано на диаграмме Fe–Fe₃C.

На ней: А – это аустенит, представляющий твердые внедрения атомов углерода в структуру ячейки железа; Г– это графит; Ц – это цементит; П – перлит, представляющий соединение феррита и цементита в эвтектоидной области при распаде аустенита.

Процесс термического отжига проводится в два этапа:

1. Сначала заготовки нагревают до 950–1000 о С и выдерживают в нагретом виде до окончания распада ледебурита (цементит + аустенит) на графит и аустенит.
2. Затем постепенно охлаждают заготовки до области температур 760–720 о С, где аустенит дает дополнительный цементит (вторичный), входящий в состав перлита. При дальнейшем охлаждении происходит распад перлита на феррит и графит.

Разновидности ковкого чугуна

Структурный состав чугунных отливок зависит от условий технологии отжига. Он бывает:

Ферритный вид изделий содержит феррит и хлопьевидный графит. Перлитный вид состоит из перлита и хлопьевидного графита. Ферритно-перлитный в своем составе имеет феррит, перлит и хлопья из графита.

Структура каждого вида изображена на схемах:

Чугун на основе перлита можно получить, если охлаждать отливку в зоне распада быстрее. Тогда, вместе с ферритом, в структуре будет находиться перлит. Он сохранится при дальнейшем, достаточно медленном, проведении охлаждения сплава ниже 727 о С.

Важно! Структура ковкого чугуна зависит от температурного режима обработки и входящих в состав легирующих элементов.

На практике, в основном, используют первые два вида литых заготовок (фото и схема приведены ниже).

Свойства ковких чугунов

Технические характеристики и свойства ковкого чугуна определяются содержанием углерода в виде графита, а также кремния. Для перлитного вида — еще хрома и марганца.

Структурное различие также отражается на свойствах изделий. Например, ферритный вид отливок имеет твердость меньше, чем перлитный, но зато он отличается большей пластичностью.

Хлопьевидные графитные включения придают изделиям высокую прочность при достаточно хорошей пластичности. Они способны поддаваться пластической деформации при температуре внутри помещений. Отсюда пошло их название «ковкие». Оно условно и не означает, что изделия из такого чугуна можно получать путем ковки. Для их изготовления применяют способ отливки деталей.

Одним из существенных преимуществ ковких заготовок является постоянство их свойств по всему поперечному сечению, а также отсутствие внутренних напряжений.

Физические и механические характеристики таких отливок находятся между подобными свойствами серых чугунов и стали. Они обладают:

• хорошей текучестью в жидком виде;
• свойством поглощения вибраций при периодически повторяющихся нагрузках;
• хорошей износостойкостью;
• стойкостью к коррозии, поэтому на них не действует влага, химические реактивы, в том числе топочный газ.
• высокой плотностью, например, заготовка, имеющая толщину 7-8 мм, способна выдержать давление при гидравлических испытаниях в пределах 40 атмосфер.

Это дает возможность использовать отливки для производства различных изделий в газовой и водопроводной сфере.

При низких температурах под действием динамических нагрузок материал может стать хрупким.

Маркировка чугуна

Изделия из ковкого чугуна имеют маркировку КЧ и последующие цифры. Первая пара цифр — это средний показатель временного сопротивление разрыву (предела прочности), уменьшенный на порядок, а вторая — процентный показатель относительного удлинения. Например, изделие марки КЧ 30-6 имеет временное сопротивление на разрыв σ_в =294 Н/мм 2 , а относительное удлинение — δ=6%.

Согласно ГОСТ 1215–79 определено 11 видов ковкого чугуна.

В таблице отражены механические характеристики разных марок изделия.

Области применения

Ковкий чугун предназначен для использования:

• в машиностроительной отрасли для изготовления конструкций станков;
• для изготовления корпусов и комплектующих автомобилей;
• при производстве железнодорожных вагонов;
• в изготовлении оборудования для сельского хозяйства.

Несмотря на то, что перлитный чугун по своим характеристикам лучше, применяются в основном ферритные отливки, т. к. их производство обходится дешевле.

Перлитный вид отливок применяют в производстве деталей, испытывающих повышенные нагрузки. Например, из них производят автомобильные рессоры, комплектующие дизельных и других двигателей и т.д.

При наличии большого количества технологических преимуществ, ковкий чугун в основном применяют для изготовления литья с относительно тонкой стенкой в интервале от 3 мм до 40 мм.

Заключение

Эта статья дает общие понятия о производстве, свойствах, маркировке и применении ковкого чугуна. Расширить свои знания можно, посмотрев также видеоролик:

Если у вас есть по этой теме дополнительная информация, то вы также можете поделиться ей в комментариях к данной статье.

Чугун — это основной металл черной металлургии. Он представляет собой сплав железа и углерода. В чугун могут входить специальные добавки, которые делают его свойства особенными. Такой чугун обладает характеристиками износостойкости, коррозионностойкости, жаропрочности, немагнитности и другими. Про свойства, состав и области применения серого, белого, ковкого чугуна, а также высокопрочного и гранулированного расскажем ниже.

Сферы применения чугуна

Благодаря ценным свойствам, дешевизне и хорошим литейным характеристикам чугун применяют для изготовления различных деталей и предметов. Из чугуна можно получить изделия интересной и особенной формы, так как этот материал обладает отличной твердостью и прочностью. Сделанные чугунные предметы смогут выдержать достаточно серьезные нагрузки. Именно по этой причине из чугуна делают корпуса машин и основания станков.

• Чугун всегда применялся для изготовления деталей и предметов тяжелой промышленности. Его использовали в металлургии и станкостроении. При этом этот материал брался в очень больших количествах. Он применялся в качестве основного для мелких изделий и для крупногабаритных предметов, масса которых достигала сотни тонн.
• В машиностроении нашел свое применение серый чугун с графитной составляющей. Именно это вид всегда берут для изготовления ответственных деталей. Чугунные машинные изделий хорошо противостоят колебаниям и вибрации.
• В автомобильной промышленности из чугуна изготавливают блоки цилиндров. Это ответственные детали, которые должны обладать высокой прочностью и стойкостью к износу. Этим качествам помогает соответствовать чугун. Чтобы сделать названные показатели оптимальными в чугун добавляют специальные добавки в виде графита. Графит в несколько раз повышает такое свойство сплава, как прочность. Добавки позволяют сделать чугун совершенным и использовать его при изготовлении коленчатый валов дизелей.
• Из чугуна делают тормозные колодки. Мы знаем, что эти детали работают при повышенном трении. Чугун помогает им выдержать эти жесткие условия. Кроме этого, из чугуна делают валки мукомольный и бумагоделательных машин.
• Чугунные изделия хорошо работают при низких температурах. Для этой целей используют ковкий вид чугуна. Из него делают узлы тракторов и сложных механизмов, которые будут в дальнейшем работать в жестких условиях.
• Чугун широко используется для изготовления предметов быта. Это материал очень популярен среди нашего населения. Чугунные горшки, сковородки, казаны можно встретить как на обычной кухни, так в арсенале посуды ресторана. Это действительно уникальная посуда.
• Про чугунную сковородку, которая обладает отличным качеством, знает любая хозяйка. Чугунная посуда хорошо сохраняет тепло. В ней удобно готовить блюда, для которых необходимо постоянно сохранять тепло. Чугунную посуду используют для приготовления плова, каш и рагу. Продукты в ней сохраняют массу полезных свойств. В такой пищи не образуются канцерогенные вещества. Кстати было доказано, что чугунная посуда способна обогащать продукты полезными элементами железа.
• Для нефтяной промышленности, сложной и опасной отрасли, трубы изготавливают только из чугуна. Изделия получаются с высокими эксплуатационными качествами.
• Чугун отличается своей долговечностью. Поэтому в наших домах до сегодняшнего времени можно увидеть мойки и ванны, которые были изготовлены более 50 лет назад и до сегодняшнего дня с успехом эксплуатируются.
• Чугун очень часто применяют для художественных предметов. Из него делают разные произведения искусства. Так, набережная Санкт-Петербурга, практически вся украшена чугунными изделиями. Из чугуна изготавливают интересные и необычные ограждения, ажурные ветвистые ворота и чугунные памятники. Все это стало возможным благодаря хорошим литейным качествам этого материала. Сделанные вещи практически не изнашиваются и смотрятся так же даже спустя много лет. Нередко можно встретить чугунные произведения искусства в стенах музея.

Про характеристики и области применения сталей и чугунов (легированных, антифрикционных, литейных и др.) расскажем ниже.

Данное видео расскажет о сферах применения чугуна:

Использование материала в строительстве

В этом разделе будут рассмотрены классификация, маркировка (марки) и применение чугунов и их сплавов.

Особенности применения

В строительстве используют серый чугун. Белый слишком твердый и хрупкий. Его переплавляют в ковкий чугун или в сталь.

Читайте также:

1. D-ILA-технология.
2. I. Технология организованного общения школьников.
3. II Области знаний управления проектами
4. II. Приемы получения функциональных групп
5. II. ТЕХНИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ И КАНАЛИЗАЦИИ
6. II. Технология индивидуального воспитательного взаимодействия с ребенком
7. III. Материалы для подготовки и проведения занятия (краткая информационная справка о методах и технологиях, реализуемых в ходе занятия)
8. III. Материалы для подготовки и проведения занятия (краткая информационная справка о методах и технологиях, реализуемых на занятии)
9. III. Технология педагогического взаимодействия с родителями школьников
10. III. Технология педагогической герменевтики как педагогики понимания в деятельности руководителя ОВД
11. IV. По периодам получения
12. IX–ая пара черепных нервов: ядра, узлы, топография, ветви, области иннервации.

Влияние отжига и нормализации на структуру и свойства сталей.

Сущность отжига 1-го рода заключается в нагреве заготовок выше температуры фазового превращения с последующим медленным охлаждением. Различают следующие разновидности отжига 1-го рода:

гомогенизационный, применяемый для выравнивания структуры, особенно крупных стальных отливок, поковок;

реклисталлизационный, устраняющий изменения структуры, возникающие, в частности, в процессе обработки металлов давлением, при котором они получают наклеп, сопровождаемый заметным повышением твердости и снижением пластичности;

отжиг, снимающий или уменьшающий остаточные внутренние напряжения, возникающие при различных технологических операциях.

С помощью отжига 2-го рода, или полного отжига, изменяют структуру сплава и устраняют внутренние напряжения. Заготовки нагревают до температуры, пресыщающей на 30-50 градусов С температуру фазового превращения, и медленно охлаждают вместе с печью. Такой процесс термообработки проводят после штамповки, отливки заготовок, а также после черновой механической обработки с целью понижения твердости.

Разновидностью отжига 2-го рода является нормализация, при которой заготовки охлаждают на воздухе. В отдельных случаях нормализация улучшает обрабатываемость материалов резанием, вызывая некоторое повышение механической прочности.

Ковкий чугун – чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Такой чугун получают в отливках, изготовленных из белого доэвтектического чугуна и подвергнутых последующему графитизирующему отжигу, в результате чего цементит распадается, образуя при этом графит хлопьевидной формы. Мех. св-ва ковкого чугуна опред-ся структурой Ме-кой основы, количеством и степенью компактности включений графита. Из отливок ковкого чугуна изготовляют детали, работающие при ударных и вибрационных нагрузках. Ковкий чугун применяют главным образом для изготовления тонкостенных деталей. Твёрдость колеблется в пределах НВ163-269.

Ковкие чугуны нашли широкое применение в машиностроении. Из них изготавливают детали высокой прочности, работающие в тяжелых условия износа, способные воспринимать ударные и знакопеременные нагрузки.

Стандартные марки ковких чугунов обозначаются: К – ковкий, Ч – чугун. После букв следуют числа. Первое – предел прочности при растяжении в кгс/мм , второе – относительное удлинение в % Например, КЧ 30-6 означает: ковкий чугун, предел прочности при растяже­нии 30 кгс/мм’ (300 МПа), относительное удлинение – 6 %.

различают следующие марки ковких чугунов: КЧ 30-6. КЧ 33-8; КЧ 35-10; КЧ 37-12; КЧ 45-6; КЧ 50-4; КЧ 55-4; КЧ 60-3; КЧ 65-2.1 Структура металлической основы: у первых четырех марок – феррит и 3-10 % перлита; у остальных – перлит и 0-20 % феррита. Ферритная металлическая основа указывается буквой Ф, перлитная – П (например, КЧ 30-6-Ф, КЧ 60-3-П).

Ковкий чугун применяется в основном для небольших отливок, рабо­тающих в условиях динамических нагрузок (тормозные барабаны, картеры, ступицы колес, коленчатые валы и др.). Необходимость длительной, дорого стоящей термической обработки и ограниченные допускаемые размеры сече­ний (не более 30-40 мм) породили тенденцию к замене ковкого чугуна высокопрочным с шаровидным графитом.

Дата добавления: 2015-04-24 ; Просмотров: 1092 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Виды и особенности чугуна — Печное и каминное литьё из чугуна. Рубцовск.

Чугунные сплавы являются неотъемлемой частью человеческой жизни. Его применение распространилось от тяжёлой промышленности до произведений искусства. Давайте разберёмся, в чём же особенность чугуна, почему он настолько универсален и незаменим.

Чугун – это сплав, основными элементами которого является железо и углерод (более 2, 14 %). Механические и литейные свойства чугуна определяются концентрацией углерода и наличием прочих химических элементов.

Если говорить о чугуне в целом и в сравнении с прочими сплавами, он отличается высокой жаростойкостью, теплоёмкостью, устойчивостью к коррозии, и т.д. Положительные характеристики сплава делают его применение необходимостью как в тяжёлой промышленности, так и в быту.

Выплавка чугуна осуществляется в доменных печах, вагранках и электропечах.

В процессе нагрева в печах проходят химические реакции, позволяющие создавать чугун различных марок с различными механическими и литейными свойствами.

В вагранках(только серый) и электропечах обычно переплавляют отливки в изделия, что с точки зрения затраты топлива более экономично, да и в целом более практично если завод занимается изготовлением изделий, а не производством чугуна разных марок.

Виды чугунов:

На физические и химические свойства чугуна влияют его  химический состав и вид термической обработки.

Белые чугуны – получаются в процессе ускоренного охлаждения.

Белые чугуны отличаются высокой твёрдостью и хрупкостью. Тяжело поддаётся резке, в процессе откалываются куски. В связи с этим в большей степени используются не как конструктивный металл, а как заготовка для производства ковкого и иных марок чугуна.

---

Производные белых чугунов:

Ковкие чугуны получаются в результате обработки (отжига) белого чугуна.

Название ковкий никак не связано с процессом деформации (ковки) металла. Историки утверждают, что подобное название появилось вследствие того, что  из чугуна с характерными свойствами делали подковы.

Ковкий чугун обладает высокими механическими свойствами, такими как прочность, износостойкость и т.д.. Благодаря чему металл активно используется в автомобильной промышленности, сельскохозяйственном машиностроении  при производстве мелких деталей

---

В результате средней между белым и серым чугуном интенсивности охлаждения образуются половинчатые чугуны. Как следствие, имеющие промежуточные свойства и структуру металла.

Помимо изменения химического состава металла, регулируя интенсивность его охлаждения возможно получать отливки с различным уровнем прочности, пластичности и прочими механическими свойствами чугуна.

Чугуны со специальными свойствами:

Подобной классификации подвергаются белые и серые чугуны, отливаемые с применением определённой технологии для дальнейшего использования в определённых условиях или по специальному назначению. К таким относятся:

• Антифрикционные чугуны. Применяются для изготовления деталей, используемых в особо нагруженных узлах трения (корпус подшипников, втулки, вкладыши, валы)
• Износостойкие чугуны. Применяются в отраслях с высоким уровнем воздействия внешней среды: детали агрегатов для азотной промышленности, насосного оборудования, печного литья (дверки, колосники и т.д.).
• Жаростойкий чугун. Применяется для изготовления деталей, подверженных интенсивному воздействию высоких температур: печное литьё, в частности колосники, детали коксохимического оборудования, трубокомплексов, газотурбинных двигателей и т.д.
• Коррозионностойкие чугуны. Применяются для изготовления деталей, используемых в агрессивных средах. В большей степени химическая и авиационная промышленность.
• Жаропрочные чугуны. Благодаря высокой прочности при нормальных и повышенных температурах  применяется для изготовления деталей арматуры и котлов, промышленных колосниковых решёток, обжиговых печей.

На сегодняшний день простое перечисление деталей, которые изготавливают из чугуна, составит приличную книгу. Сложно переоценить значимость чугуна и изделий из него в промышленности и быту не только нашей страны, но и всего мира.

Чугун VS Ковкий чугун: в чем разница?

Ковкий чугун, как и чугун, производится методом литья, но на самом деле они сильно отличаются друг от друга. Хотя арматура из ковкого чугуна начинается с арматуры из чугуна, затем в процессе нагрева они превращаются в гораздо более прочный ковкий чугун.

В этом посте мы проясним любую путаницу между ковким и чугунным чугуном и рассмотрим различные материалы, которые попадают под чугунный зонтик.Мы объясним, что отличает ковкое железо от других и какие области применения лучше всего подходят для каждого материала. Давайте взглянем.

Чугун

Из-за их чрезвычайной хрупкости чугунные фитинги никогда не следует использовать в сантехнике. Понимание разницы — ключ к выбору правильного материала, подходящего для вашего приложения. Ниже представлены четыре материала, которые относятся к чугуну: серый, белый, ковкий и пластичный.

Серый чугун

Серый чугун не используется для изготовления чугуна или ковких фитингов.Серый чугун получил свое название от серого цвета, который выделяют трещины в материале. Серый чугун — это наиболее часто используемый чугун и наиболее широко используемый литой материал из-за веса. Серый чугун по прочности сопоставим с низко- или среднеуглеродистой сталью, но имеет меньшую прочность на разрыв и ударопрочность по сравнению со сталью. Обычные изделия из серого чугуна — это крышки колодцев и уплотнения колодцев.

Белый чугун

Белый чугун использовался как для изготовления деталей из чугуна, так и для изготовления деталей из ковкого чугуна.Белый чугун содержит цемент, который дает белую поверхность, отсюда и название. Белый чугун слишком хрупок для многих строительных конструкций, но, обладая хорошей твердостью и устойчивостью к истиранию, его можно использовать во многих областях, включая зубья ковша экскаватора и подъемные штанги в шаровых мельницах. Этот материал также имеет относительно невысокую стоимость.

Ковкий чугун

Ковкий чугун сначала представляет собой отливку из белого чугуна, но затем обрабатывается при температуре около 1650 ° F, 900 ° C.Ковкий чугун имеет более тупые границы, чем чешуйки, что устраняет проблемы концентрации напряжений, которые может вызвать серый чугун. Ковкий чугун по своим свойствам очень похож на низкоуглеродистую сталь.

Ковкий чугун

Ковкий чугун — более новая разработка. Добавляется небольшое количество магния. Ковкий чугун очень похож на ковкий чугун, но детали могут быть отлиты большего размера по сравнению с ковким чугуном, где есть предел того, насколько большие части детали могут быть отлиты.Синяя электростатическая эпоксидная краска добавляется к таким изделиям, как катушки без ямок, уплотнения колодцев и крышки колодцев для защиты от коррозии.

Класс против

фунтов

В 1973 году словоблудие изменилось от фунта к классу, мы больше не называем гибкий фитинг 150 фунтами, правильный термин — класс 150. Важно помнить, что номинальное давление фитинга зависит от температуры материалов. для использования с. Обычно класс фитинга — это максимальное давление при максимальной температуре.Для получения дополнительной информации о номинальных значениях температуры и давления, а также о том, как это относится к гибким фитингам, ознакомьтесь с нашим веб-семинаром «Рейтинг температуры и давления 101: понимание разницы».

У каждого материала есть приложения, в которых он работает лучше всего, и знание всей информации гарантирует использование правильного материала. Ковкий чугун стал популярным материалом в сантехнической промышленности, и знание происхождения этого материала гарантирует, что он правильно используется в тех сферах, для которых он предназначен.

Различия между ковким чугуном и чугуном

Под названием «железо» существует целый ряд сплавов; эти сплавы определяются в процентах относительно того, сколько в них углерода. Ковкий чугун и чугун (также известный как серый чугун) — два таких сплава. Основные различия между этими двумя металлами включают содержание углерода, образование, преимущества, недостатки и функции.

Содержание углерода

Ковкий чугун содержит 0.От 08 до 0,2 процента углерода. Для сравнения, чугун содержит намного больше углерода, чем ковкий чугун. Его процентное содержание углерода колеблется от 2 до 4,5 процентов.

Различия в формах

Процесс производства ковкого чугуна начинается с производства белого чугуна, который получают путем быстрого охлаждения чугуна, предотвращающего образование чешуек графита. Белый чугун нагревается в течение нескольких длительных периодов с использованием определенных материалов. В эти периоды углерод, содержащийся в железе, разлагается и начинает выходить из металла, а часть его превращается в частицы графита.Из-за потери объема необходимо добавить больше жидкого металла, чтобы предотвратить поломки. Результатом этого процесса является ковкое железо.

Чугун можно производить в шаровидной печи. В шаровидной печи для плавки железа используется прямое восстановление, что означает, что железо никогда не переходит в жидкое состояние. Когда печь становится слишком горячей, для других типов чугунного литья чугун поглощает достаточно углерода, чтобы классифицировать его как серый чугун. При охлаждении образует чешуйки графита.

Преимущества и недостатки

Серый чугун обладает высокой амортизирующей способностью и устойчив к коррозии.Однако он хрупкий, и его трудно обрабатывать, так как трудно получить гладкую поверхность и это может снизить стойкость инструмента.

Ковкий чугун обладает хорошей устойчивостью к ударам, пластичен и хорошо поддается механической обработке. Его главный недостаток в том, что он сжимается при охлаждении. Это связано с тем, что при охлаждении он теряет объем.

Функция

Ковкий чугун выполняет роль металла в универсальных шарнирах, коленчатых валах компрессоров, ступицах компрессоров, фланцах, шатунах и компонентах для тяжелого оборудования, такого как:

• судовое оборудование
  
• железнодорожное оборудование

Понимание Cast Утюги — Ковкое железо

На главную> Советы и факты> Что такое чугун> Ковкий чугун

Этот тип чугуна характеризуется тем, что большая часть содержания углерода в нем присутствует в микроструктуре в виде графитовых узелков неправильной формы.Эта форма графита называется отпущенным углеродом, потому что он образуется в твердом состоянии во время термообработки. Чугун отлит в виде белого чугуна подходящего химического состава.

После извлечения отливок из формы их подвергают длительной термообработке, начиная с температуры выше 1650 ° F (900 ° C). Это вызывает диссоциацию карбида железа и осаждение свободного углерода в твердом железе в виде графита. Высокая скорость затвердевания, необходимая для образования белого чугуна, ограничивает толщину металла в отливке, что практично для процесса производства ковкого чугуна.

За счет управления структурой матрицы вокруг графита ковкий чугун может получить широкий диапазон механических свойств. Перлитные и мартенситные матрицы получают как путем быстрого охлаждения до критической температуры, так и с добавками сплавов. Ковкий чугун, содержащий некоторое количество связанного углерода в матрице, часто называют перлитным ковким, хотя микроструктура может быть мартенситной или сфероидизированным перлитом.

Следующая: Белый чугун >>
Предыдущий : << Утюг с уплотненным графитом

Если вы хотите получить дополнительную информацию о Atlas Foundry Company, отливках из серого чугуна и других услугах, которые мы предоставляем, позвоните нам по телефону (765) 662-2525 , заполните нашу контактную форму или напишите в отдел продаж.

Услуги | Продукты | Оборудование | Преимущества | FAQs
Советы и факты | Ссылки | О литейной фабрике Атлас | Глоссарий литейного производства
Связаться с Atlas Foundry | Карта сайта | Вернуться домой

---

Atlas Foundry Company, Inc.
601 N. Henderson Avenue
Marion, IN 46952-3348
Телефон: (765) 662-2525 • Факс: (765) 662-2902
Электронная почта: Atlas Foundry • Продажи: Продажа по электронной почте

Авторские права © 2001-2018 Atlas Foundry Company Inc.Все права защищены.

Ковкий чугун — обзор

BS 901 08 Спецификация для bourdon 2917: 1977 сталь10 : 1987

BS 21: 1985	Спецификация трубной резьбы для труб и фитингов, где герметичные соединения выполняются на резьбе (метрические размеры)	ISO 7/1 ISO 7/2
BS 143: 1986 и BS 1256	Спецификация резьбовых фитингов для труб из ковкого чугуна и литого медного сплава	ISO 49
BS 673: 1984	Спецификация для хвостовики для пневматических инструментов и установочные размеры патронных втулок	ISO 1180
BS 848	Вентиляторы общего назначения
Часть 1	Методы испытаний производительности
Часть 2 проверка шума	ISO 5136
Часть 5	Руководство по механической и электрической безопасности
Часть 6	Метод измерения вибрации вентилятора
BS 1042	Методы измерения расхода жидкости в закрытых трубопроводах
BS 1123	Предохранительные клапаны, манометры и плавкие заглушки установки на воздухе или инертном газе
Часть 1: 1987	Практические правила установки	ISO 4126
BS 1134	Оценка текстуры поверхности	ISO 468 ISO 4287/1
1256	см. BS 143
BS 1306: 1975	Спецификация для систем напорных трубопроводов из меди и медных сплавов
BS 1387: 1985	Спецификация для стальных труб и трубок с резьбовыми соединениями и втулками, а также для гладких концов стальные трубы, пригодные для сварки или навинчивания на трубную резьбу BS 21	ISO 65
BS 1501	Стали для работы под давлением
BS 1502	Спецификация на стали для огневых и необожженных сосудов под давлением: профили и стержни
BS 1571	Спецификации для испытаний компрессоров прямого вытеснения и вытяжных
Часть 1: 1987	Методы приемочных испытаний	ISO 1217
BS 1710: 1984	Спецификация для идентификации трубопроводов и услуг
BS 1780: 1985	трубчатые манометры и вакуумметры
BS 1806	Спецификация размеров тороидальных уплотнительных колец (уплотнительных колец) и их корпусов (дюймовая серия)
BS 1906: 1952 (устаревший)	Спецификация шланга муфты (воздух и вода) (от дюйма до 1¼ в номинальных размерах)
BS 1965	Технические условия на фитинги для стыковой сварки труб для работы под давлением
Часть 1: 1963	Углеродистые стали
BS 2009: 1953	Нормы приемочных испытаний для турбокомпрессоров и вытяжных устройств
BS 2051 (устаревший)	Трубные и трубопроводные фитинги для инженерных целей
BS 2779: 1986	Спецификация на трубную резьбу для труб и фитингов, где герметичные соединения не выполняются на резьбе ( метрические размеры)	ISO 228/1 ISO 228/2
BS 2871	Спецификация для меди и медных сплавов.Трубы
BS 2872: 1989 поковки	Спецификация поковки из меди и медных сплавов
BS 2874	Спецификация прутков и профилей из меди и медных сплавов, кроме поковки
Графические символы и схемы для гидравлических систем и компонентов
Часть 1: 1993	Спецификация графических символов	ISO 1219
BS 4001	Уход и техническое обслуживание подводного дыхательного аппарата
Часть 1: 1981	Рекомендации для типа открытого контура сжатого воздуха
Часть 2: 1967	Стандартное водолазное оборудование
BS 4151: 1967	Пневматический клапан Метод оценки положения с входными сигналами от 3 до 15 фунтов силы / дюйм 2 (г auge)
BS 4275: 1974	Рекомендации по выбору, использованию и техническому обслуживанию средств защиты органов дыхания
BS 4358: 1968	Глоссарий терминов, используемых в измерениях воздуха, с примечаниями к технике
BS 4390: 1969	Технические условия на переносные пневматические шлифовальные станки (до 250 мм)
BS 4509: 1985	Метод оценки характеристик датчиков для использования в системах управления промышленными процессами	IEC 770
BS 4518: 1982	Технические требования к метрическим размерам тороидальных уплотнительных колец (уплотнительных колец) и их корпусов
BS 4575	Гидравлические передачи и системы управления
Часть 2: 1987	Свод правил для пневматического оборудования и систем	ISO 4414
Часть 3: 1988	Свод правил для технических спецификаций, проектирования, строительства, ввода в эксплуатацию и безопасного применения гидравлических и пневматических гидравлических систем
BS 4667	Дыхательный аппарат
Часть 4: 1989	Спецификация для аварийного дыхательного аппарата с открытым контуром
BS 4862	Установочные размеры одностержневых пневматических цилиндров двойного действия 10 бар
Часть 1: 1983	Спецификация для баллонов с внутренним диаметром до 25 мм	ISO 6432
BS 5106: 1988	Спецификация размеров спиральных опорных колец, предотвращающих выдавливание, и их корпусов
BS 5118: 1980	Спецификация резиновых шлангов для сжатого воздуха	ISO 2398 901
BS 5169: 1992	Спецификация для стали, сваренной плавлением eivers
BS 5235: 1975	Спецификация для термометров расширения с круговой шкалой
BS 5242	Трубки для цилиндров гидроцилиндров
Часть 1: 1987	Спецификация специально обработанные поверхности	ISO 4394-1
Часть 2: 1983	Спецификация для труб из цветных металлов со специально обработанными отверстиями	ISO 6537
BS 5276	Детали сосуда под давлением (размеры)
BS 5344: 1985	Методы эксплуатационных испытаний вращающихся и ударных пневматических инструментов	ISO 2787
BS 5409	Спецификация для нейлоновых трубок.
Часть 1: 1976	Полностью пластифицированные нейлоновые трубки типов 11 и 12 для использования в основном в пневматических установках	ISO 7628/1
BS 5500: 1994	Технические условия на сосуды под давлением, сваренные плавлением без обжига
BS 5543: 1978	Вакуумная технология — графические символы	ISO 3753
BS 5555: 1993	Спецификация единиц СИ и рекомендации по использованию их кратных и некоторых других единиц	ISO 1000
BS 5755	Технические требования к размерам основных характеристик гидравлических цилиндров	ISO 3320, 3322, 4393, 4395, 7181
BS 5791	Глоссарий терминов для компрессоров, пневматических инструментов и машин
Часть 1: 1979	Общие	ISO 3857/1
Часть 2: 1979 9011 0	Компрессоры	ISO 3857/2
Часть 3: 1990	Пневматические инструменты и машины	ISO 3857/3
BS 5793	Регулирующие клапаны промышленных процессов	IEC 534
6005: 1993	Технические условия на формованные прозрачные стаканы из поликарбоната, используемые в фильтрах и лубрикаторах сжатого воздуха
BS 6244: 1982	Правила для стационарных воздушных компрессоров	ISO 5388
BS 6413	BS 6413	индустриальные масла и сопутствующие товары (класс L)
Часть 3: 1992	Классификация для семейства D (компрессоры)
Раздел 3.1	Воздушный компрессор	ISO 6743
BS 6759	Предохранительные клапаны
Часть 2: 1984	Спецификация для предохранительных клапанов для сжатого воздуха или инертных газов	ISO 4126 6810
Руководство по измерению и оценке воздействия на человека вибрации, передаваемой на руку	ISO 5349
BS 7086: 1989	Глоссарий терминов для пневматических инструментов	ISO 5391
BS 7129: 1989	Рекомендации по механическому монтажу акселерометров для измерения механической вибрации и ударов	ISO 5348
BS 7389	Монтажные поверхности пневматического гидравлического клапана
Часть 1: 1990	Спецификация для пятиходового направленного клапана регулирующие клапаны (без электрического разъема)	ISO 5599-1
BS 7714: 1993	Руководство по уходу и обращению с уплотнениями для гидравлических систем
BSEN 10028	Спецификация плоских изделий из стали для работы под давлением
BSEN 10207: 1992	Стали для простых сосудов под давлением.Технические требования к поставке пластин, полос и стержней
BS ISO 6431	Пневматический гидравлический привод. Одностержневой цилиндр, серия 1000 кПа (10 бар) со съемными креплениями, диаметр отверстия от 32 мм до 320 мм. Установочные размеры
BSEN 139: 1995	Средства защиты органов дыхания. Дыхательный аппарат со сжатым воздухом для использования с полнолицевой маской, полумаской или мундштуком. Требования, испытания и маркировка
BSEN 270: 1995	Средства защиты органов дыхания.Дыхательный аппарат с пневмопроводом и капюшоном. Требования, испытания и маркировка
BSEN 271	Средства защиты органов дыхания. Линия сжатого воздуха или дыхательный аппарат со шлангом подачи свежего воздуха с кожухом для использования при абразивоструйной очистке. Требования, испытания, маркировка
BSEN 286	Простые необожженные сосуды под давлением, предназначенные для воздуха или азота
BSEN 28662	Ручной переносной электроинструмент.Измерение вибрации на ручке
BSDDENV 25349	Механическая вибрация. Руководство по измерению и оценке воздействия на человека вибрации, передаваемой через руки

Отливки из ковкого чугуна — детали, изготовленные на заказ, кованые, литые и гальванические — Bunty LLC

В процессе литья чугуна производитель помещает расплавленное железо и сплавы железа в форму. Этот материал затвердевает при охлаждении и в конечном итоге принимает форму, определяемую полостью формы.Процесс литья способствует важным изменениям микроструктуры литых металлов.

Чугунное литье

Casting сегодня создает много коммерчески важных продуктов. Три популярных различных литых металла часто используются в процессах изготовления и сборки металлических деталей. К ним относятся серый чугун, ковкий чугун и ковкий чугун.

Серый чугун : Отливки из серого чугуна , известные своим характерным серым цветом , получили широкое применение во многих современных промышленных применениях.

Ковкий чугун : Производители создают ковкий чугун, применяя магний к черным металлам, используемым при производстве серого чугуна. Отливки из ковкого чугуна содержат сфероидальных включений углерода в чугуне на гранулированном уровне, что способствует повышению пластичности.

Ковкий чугун : Этот чугун содержит на углерода меньше , чем обычный серый чугун. Он отличается пластичностью и прочностью, но иногда при охлаждении уменьшается в размерах.

О ковком чугуне

Производители производят ковкий чугун, сначала отливая хрупкий продукт, известный как «белый чугун ». Белый чугун содержит включения углерода и обеспечивает твердость поверхности. Применение специальной термической обработки с отжигом приводит к тому, что этот металл теряет свою хрупкость, а также меняет внутреннюю микроструктуру, чтобы сделать его более гибким.

Производители должны проявлять осторожность во время процесса термического отжига, чтобы предотвратить повторное образование хрупкого железа.

Этот этап иногда включает повторный нагрев тонких участков литого материала для обеспечения того, чтобы углеродные включения образовывали структуры неправильной формы, которые на микроструктурном уровне называются «конкрециями упрочненного графита » или «конкрециями упрочненного графита ». Сообщается, что высокие температуры во время продолжительного нагрева достигают 1700 градусов по Фаренгейту.

В некоторых случаях производители повторно нагревают белый чугун в течение длительных периодов времени (до 100 часов) во время производства ковкого чугуна.На этом этапе они могут добавить в расплавленный металл дополнительное количество железной руды.

Поскольку компании с литейными заводами « low tech » и « high tech » производят ковкий чугун, очевидно, что сегодня на коммерческом рынке существуют вариации в методах производства.

Свойства ковкого чугуна

Ковкий чугун обладает большей пластичностью, чем серый чугун, и, хотя он твердый, ему не хватает хрупкости, как у белого чугуна. Хотя его не так легко лить, как серый чугун или ковкий чугун, он будет лить лучше, чем некоторые другие материалы, включая белый чугун.

Кроме того, ковкий чугун обеспечивает отличную поверхностную закалку . устойчив к царапинам и истиранию . Он обладает превосходной прочностью на разрыв по сравнению с серым чугуном, хотя и намного меньшей прочностью, чем ковкий чугун.

Его пластичность означает, что ковкий чугун позволяет выполнять различные операции « холодная деформация, » в процессе чистовой обработки. Его повышенная пластичность позволяет ковкому чугуну хорошо выдерживать механическую обработку. Мы можем согнуть, выпрямить или штамповать этот металл для создания востребованных на рынке компонентов.Ковкое железо переносит эти операции.

Одно свойство ковкого чугуна является недостатком для его использования в некоторых коммерческих целях. Иногда при охлаждении он сжимается. Потеря стабильности размеров делает его непригодным для создания продуктов, требующих высоких допусков.

Однако многие производители используют ковкий чугун для производства небольших тонких отливок и пластин .

Области применения ковкого чугуна

Ковкое железо существует на протяжении веков.Некоторые изделия с использованием этого литого металла датируются древними временами.

Например, при археологических раскопках, как сообщается, были обнаружены некоторые артефакты, сделанные из ковкого железа, датируемые периодом династии Тан . Однако его использование не получило широкого распространения до промышленной революции.

Сегодня производители все еще могут использовать ковкий чугун в различных изделиях, для которых создание большого количества однородных деталей в пределах жестких допусков не является первостепенной задачей.

Часто используется для создания мелких деталей, предназначенных для обширных последующих операций механической обработки и чистовой обработки.

Сегодня ковкий чугун применяется во многих отраслях промышленности, включая сельское хозяйство , электроника , потребительские товары и строительство .

К изделиям из ковкого чугуна относятся:

• фурнитура для забора
• фитинги
• сельхозтехника
• предметы домашнего обихода
• мелкие детали машин
• бижутерия
• Электрооборудование
• Бирки промышленные штампованные
• произведение искусства и др.

Этот материал хорошо подходит для создания очень тонких литых деталей и пластин.

Преимущества отливок из ковкого чугуна

Ковкий чугун имеет ряд преимуществ.

1. Обеспечивает на большую пластичность, чем на , чем у многих альтернативных литейных материалов, что делает его отличным выбором для изделий, которые будут подвергаться обширной механической обработке во время чистовой обработки. Хотя ему не хватает эластичности, прочности на разрыв и ударопрочности, как у высокопрочного чугуна, он допускает обширные манипуляции, во время обработки, без разрушения.
Ковкий чугун
2. позволит производителям расплющивать и обрабатывать его молотком во время отделки. В этой ситуации некоторые конкурирующие формы чугуна могут сломаться. Этот металл представляет собой отличную поверхность для операций штамповки и чеканки.
3. Прочность ковкого чугуна позволяет ему в некоторых целях конкурировать как с серым, так и с высокопрочным чугуном. Он получил широкое распространение в промышленности по производству металлических деталей.
4. Некоторые марки ковкого чугуна нашли применение благодаря хорошей ударопрочности при очень низких температурах .Бирки, сделанные из этого металла, могут, например, выдерживать суровые арктические условия.

---

СВЯЗАТЬСЯ С БАНТИ ООО

Для получения дополнительной информации о наших услугах свяжитесь с нами через удобную форму на веб-сайте или запросите коммерческое предложение напрямую.

Мы приветствуем ваши запросы.

Ковкий чугун

Ковкий чугун представляет собой термообработанный сплав железа с углеродом, который затвердевает в литом состоянии со структурой без графита, т.е.е. общее содержание углерода присутствует в форме цементита (Fe3C).
Две группы ковкого чугуна (ковкий чугун белого цвета и черный ковкий чугун) различаются по химическому составу, температуре и временным циклам процесса отжига, атмосфере отжига, а также свойствам и микроструктуре, возникающим в результате этого.

Ковкий чугун — это термообработанный сплав железа с углеродом, который затвердевает в литом состоянии с структура без графита, т.е.е. общее содержание углерода присутствует в форме цементита (Fe3C).

Выделены две группы ковкого чугуна: различаются по химическому составу, температуре и времени циклы процесса отжига, атмосфера отжига и получаемые в результате свойства и микроструктура.

Ковкий чугун Whiteheart

Микроструктура ковкого чугуна белого сердца зависит от по размеру раздела. Небольшие секции содержат перлит и темпер. углерод в ферритной подложке.В больших разделах существует три разные зоны:

• поверхностная зона, содержащая чистый феррит,
• промежуточная зона, содержащая перлит, феррит и закалку углерод,
• зона ядра, содержащая перлит, закаленный углерод и ферритные включения.

Микроструктура не должна содержать чешуйчатого графита.

Черный и перлитный ковкий чугун

Микроструктура ковкого чугуна черного сердца имеет Матрица по существу из феррита.Микроструктура перлитный ковкий чугун имеет матрицу, согласно указанная марка перлита или других продуктов превращения аустенита.

Графит присутствует в виде конкреций умеренного углерода. Микроструктура не должна содержать чешуйчатого графита.

Система обозначений ковкого чугуна

Обозначение ковкого чугуна в соответствии с ISO 5922 (1981) состоит из одной буквы, обозначающей тип железо, две цифры, обозначающие предел прочности и две цифры, обозначающие минимальное удлинение.

1. Буквы, обозначающие тип ковкой отливки утюг может быть:

• W для белого ковкого чугуна,
• B для ковкого чугуна черного сердца,
• P для грушевого ковкого чугуна.

За этой буквой следует пробел.

Первые две цифры, обозначающие минимальное растяжение прочность, в Ньютонах на квадратный миллиметр, 12 мм диаметр испытательного образца, деленный на десять. Например, если минимальная прочность на разрыв составляла 350 Н / мм², обозначение будет 35.

Следующие две цифры, обозначающие минимальное удлинение (L ₀ = 3d) в процентах от диаметра 12 мм тестовый образец. Ничто (0) должно быть первой цифрой, когда значение меньше 10%, например, если минимальный относительное удлинение 4%, обозначение 04, а при минимальном относительное удлинение 12%, обозначение 12.

Например: обозначение податливой отливки белого сердца. железо с минимальным пределом прочности на разрыв 400 Н / мм² и минимальное удлинение 5% при измерении на образце диаметром 12 мм будет W 40-05 .

Химический состав ковкого чугуна

Химический состав ковкого чугуна в целом соответствует к диапазонам, приведенным в таблице 1. Небольшие количества хром (0,01-0,03%), бор (0,0020%), медь (≤ 1,0%), никель (от 0,5 до 0,8%) и молибден (от 0,35 до 0,5%) также иногда присутствует. Таблица 1. Химический состав ковкого чугуна

Элемент	Сочинение %
Углерод	2.16–2,90
Кремний	0,90–1,90
Марганец	0,15–1,25
Сера	0,02-0,20
Фосфор	0,02-0,15

Механические свойства ковкого чугуна

Ковкий чугун, как и ковкий чугун, обладает значительными пластичность и прочность благодаря сочетанию узловых графит и низкоуглеродистая металлическая матрица.Из-за пути в котором графит образуется в ковком чугуне, однако узелки не имеют действительно сферической формы, как в высокопрочном чугуне. но представляют собой агрегаты неправильной формы.

Ковкий чугун и ковкий чугун используются для некоторых приложения, в которых важны пластичность и вязкость. Во многих случаях выбор между ковким и ковким чугуном основан на экономии или доступности, а не на характеристики. Однако в некоторых случаях ковкое железо имеет явное преимущество.Предпочтительно для тонкого сечения отливки:

• для деталей, подлежащих прошивке, штамповке или холодной обработке сформированный,
• для деталей, требующих максимальной обрабатываемости,
• для деталей, которые должны сохранять хорошую ударопрочность при низких температурах, и
• для деталей, требующих износостойкости (мартенситной только ковкое железо).

Ковкий чугун имеет явное преимущество там, где низкое затвердевание усадка необходима, чтобы избежать горячих разрывов или там, где сечение слишком толстый, чтобы позволить затвердеть как белое железо (Затвердевание в виде белого чугуна по всему сечению необходим для производства ковкого чугуна).Податливый чугунные отливки производятся в диапазоне толщин профиля от 1,5 до 100 мм и массой менее 0,03 до 180 кг и более.

Механические свойства образцов из ковкого литья. чугун должен соответствовать приведенным ниже значениям:

Таблица 2. Механические свойства ковкого чугуна белого сердца.

Обозначение	Диаметр образца мм	Прочность на разрыв Н / мм²	0,2% условного сопротивления Н / мм²	Относительное удлинение (L 0 = 3d) % мин.	Твердость HB
W 35-04	9–15	340 — 360	—	5–3	230
W 38-12	9–15	320 — 380	170 — 210	15–8	200
W 40-05	9–15	360–420	200 — 230	8–4	220
W 45-07	9–15	400–480	230 — 280	10 — 4	220

Таблица 3.Механические свойства черносердечного и перлитного ковкого чугуна

Обозначение	Диаметр образца мм	Прочность на разрыв Н / мм²	0,2% условного сопротивления Н / мм²	Относительное удлинение (L 0 = 3d) % мин.	Твердость HB
В 30-06	12–15	300	—	6	Не более 150
В 32-12	12–15	320	190	12	Не более 150
В 35-10	12–15	350	200	10	Не более 150
П 45-06	12–15	450	270	6	150-200
П 50-05	12–15	500	300	5	160–220
П 55-04	12–15	550	340	4	180–230
П 60-03	12–15	600	390	3	200–250
П 65-02	12–15	650	430	2	210–260
П 70-02	12–15	700	530	2	240–290
П 80-01	12–15	800	600	1	270-310

Технологии плавки

Плавка может быть осуществлена ​​периодической холодной плавкой или дуплекс.Холодная плавка производится без сердечника или канального типа. индукционные печи, дуговые электропечи или вагранки печи. В дуплексе железо плавится в вагранке или электродуговая печь, а расплавленный металл переносится в индукционная печь без сердечника или канального типа для выдержки и заливка.

Шихтовые материалы (возврат литейного производства, стальной лом, ферросплавы, и, кроме вагранки, уголь) тщательно выбран, и операция плавления хорошо контролируется, чтобы производить металл желаемого состава и свойств.Незначительные исправления в составе и температуре заливки. производится на второй стадии дуплексной плавки, но большая часть управление процессом осуществляется в первичной плавильной печи.

Формы производятся из зеленого песка, силикатного СО ₂ песок на связке или песок на связке смолой (ракушечные формы). Оборудование варьируется от высокомеханизированных или автоматизированных машин до требуется для напольного или ручного формования, в зависимости от размер и количество производимых отливок.В целом технология формования и разливки ковкого чугуна аналогична к тому, что используется для производства серого чугуна. Термическая обработка проводится в высокопроизводительные печи непрерывного действия с контролируемой атмосферой или печи периодического действия, опять же в зависимости от производства требования.

После затвердевания и охлаждения металл приобретает белый цвет. состояние железа, а литники, литники и питатели могут быть легко снята с отливок ударом. Эта операция, называемая литникование, обычно выполняется вручную с помощью молотка потому что разнообразие отливок, производимых в литейном цехе делает механизацию или автоматизацию литников очень трудно.После литников отливки нагреваются. обработки, в то время как ворота и стояки возвращаются в плавильный цех по переработке.

Ковкий чугун — свойства и применение

На рисунке представлена ​​фазовая диаграмма железо – карбид железа (Fe – Fe3C). Процент присутствующего углерода и температура определяют фазу железоуглеродистого сплава и, следовательно, его физические характеристики и механические свойства. Процент углерода определяет тип сплава черных металлов: чугун, сталь или чугун.Источник: wikipedia.org Läpple, Volker — Wärmebehandlung des Stahls Grundlagen. Лицензия: CC BY-SA 4.0

В материаловедении чугуны относятся к классу черных сплавов с содержанием углерода более 2,14 мас.% . Обычно чугуны содержат от 2,14 мас.% До 4,0 мас.% Углерода и от 0,5 до 3 мас.% кремния . Сплавы железа с более низким содержанием углерода известны как сталь. Разница в том, что чугуны могут использовать преимущества эвтектического затвердевания в бинарной системе железо-углерод.Термин эвтектика в переводе с греческого означает « легко или хорошо плавится », а точка эвтектики представляет собой состав на фазовой диаграмме, при котором достигается самая низкая температура плавления . Для системы железо-углерод эвтектическая точка возникает при составе 4,26 мас.% C и температуре 1148 ° C .

См. Также: Типы чугунов

Ковкий чугун

Ковкий чугун — белый чугун, прошедший отжиг.Путем термической обработки отжигом хрупкая структура при первой отливке преобразуется в податливую форму . Таким образом, его состав очень похож на белый чугун с немного большим содержанием углерода и кремния. Ковкий чугун содержит узелки графита, которые не являются действительно сферическими, как в ковком чугуне, потому что они образуются в результате термической обработки, а не во время охлаждения из расплава. Ковкий чугун получают путем отливки сначала белого чугуна, чтобы избежать образования чешуек графита, а весь нерастворенный углерод находится в форме карбида железа.Ковкий чугун представляет собой отливку из белого чугуна, которую затем подвергают термообработке в течение дня или двух при температуре около 950 ° C (1740 ° F), а затем охлаждают в течение дня или двух. В результате углерод в карбиде железа превращается в графитовые конкреции, окруженные ферритной или перлитной матрицей, в зависимости от скорости охлаждения. Медленный процесс позволяет поверхностному натяжению образовывать графитовые узелки, а не хлопья. . Ковкий чугун, как и ковкий чугун, обладает значительной пластичностью и ударной вязкостью благодаря сочетанию шаровидного графита и низкоуглеродистой металлической матрицы.Как и ковкий чугун, ковкий чугун также обладает высокой устойчивостью к коррозии и отличной обрабатываемостью. Хорошая демпфирующая способность и усталостная прочность ковкого чугуна также полезны для длительной службы в сильно нагруженных деталях. Есть два типа ферритного ковкого чугуна: черное сердце и белое сердце.

Часто используется для небольших отливок, требующих хорошей прочности на разрыв и способности изгибаться без разрушения (пластичность). Ковкий чугун применяется для многих основных автомобильных деталей, таких как опоры дифференциала, корпуса дифференциалов, крышки подшипников, корпуса рулевого механизма.Другое использование включает ручные инструменты, кронштейны, детали машин, электрическую арматуру, трубопроводную арматуру, сельскохозяйственное оборудование и оборудование для горнодобывающей промышленности.

Свойства ковкого чугуна — ASTM A220

Свойства материала — это интенсивных свойств , это означает, что они не зависят от количества массы и могут изменяться от места к месту в системе в любой момент. В основе материаловедения лежит изучение структуры материалов и их соотнесение с их свойствами (механическими, электрическими и т. Д.).). Как только ученый-материаловед узнает об этой корреляции структура-свойство, он может перейти к изучению относительных характеристик материала в данном приложении. Основными определяющими факторами структуры материала и, следовательно, его свойств являются составляющие его химические элементы и способ, которым он был переработан в свою окончательную форму.

Механические свойства ковкого чугуна — ASTM A220

Материалы часто выбирают для различных применений, потому что они имеют желаемое сочетание механических характеристик.Для структурных применений свойства материалов имеют решающее значение, и инженеры должны их учитывать.

Прочность ковкого чугуна — ASTM A220

В механике материалов прочность материала — это его способность выдерживать приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации. Прочность материалов в основном рассматривает взаимосвязь между внешними нагрузками , приложенными к материалу, и результирующей деформацией или изменением размеров материала. Прочность материала — это его способность выдерживать эту приложенную нагрузку без разрушения или пластической деформации.

Предел прочности на разрыв

Предел прочности на разрыв ковкого чугуна — ASTM A220 составляет 580 МПа.

Предел прочности при растяжении является максимальным на инженерной кривой зависимости напряжения от деформации. Это соответствует максимальному напряжению , которое может выдержать конструкция при растяжении. Предел прочности на разрыв часто сокращают до «прочности на разрыв» или даже до «предела».«Если это напряжение приложить и поддерживать, в результате произойдет разрушение. Часто это значение значительно превышает предел текучести (на 50–60 процентов больше, чем предел текучести для некоторых типов металлов). Когда пластичный материал достигает предела прочности, он испытывает образование шейки, где площадь поперечного сечения локально уменьшается. Кривая «напряжение-деформация» не содержит напряжения, превышающего предел прочности. Несмотря на то, что деформации могут продолжать увеличиваться, напряжение обычно уменьшается после достижения предела прочности.Это интенсивное свойство; поэтому его значение не зависит от размера испытуемого образца. Однако это зависит от других факторов, таких как подготовка образца, наличие или отсутствие поверхностных дефектов, а также температура испытательной среды и материала. Предел прочности на разрыв варьируется от 50 МПа для алюминия до 3000 МПа для очень высокопрочных сталей.

Предел текучести

Предел текучести ковкого чугуна — ASTM A220 составляет 480 МПа

Предел текучести — это точка на кривой зависимости напряжения от деформации, которая указывает предел упругого поведения и начало пластического поведения. Предел текучести или предел текучести — это свойство материала, определяемое как напряжение, при котором материал начинает пластически деформироваться, тогда как предел текучести — это точка, в которой начинается нелинейная (упругая + пластическая) деформация. До достижения предела текучести материал будет упруго деформироваться и вернется к своей исходной форме, когда приложенное напряжение будет снято. После достижения предела текучести некоторая часть деформации будет постоянной и необратимой. Некоторые стали и другие материалы демонстрируют поведение, называемое явлением предела текучести.Предел текучести варьируется от 35 МПа для алюминия с низкой прочностью до более 1400 МПа для очень высокопрочных сталей.

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости ковкого чугуна — ASTM A220 составляет 172 ГПа.

Модуль упругости Юнга представляет собой модуль упругости для растягивающего и сжимающего напряжения в режиме линейной упругости при одноосной деформации и обычно оценивается с помощью испытаний на растяжение. С точностью до предельного напряжения тело сможет восстановить свои размеры при снятии нагрузки.Приложенные напряжения заставляют атомы в кристалле перемещаться из положения равновесия. Все атомы смещаются на одинаковую величину и по-прежнему сохраняют свою относительную геометрию. Когда напряжения снимаются, все атомы возвращаются в исходное положение, и остаточная деформация не происходит. Согласно закону Гука , напряжение пропорционально деформации (в упругой области), а наклон равен модулю Юнга . Модуль Юнга равен продольному напряжению, деленному на деформацию.

Твердость ковкого чугуна — ASTM A220

Твердость по Бринеллю ковкого чугуна — ASTM A220 составляет примерно 250 МПа.

В материаловедении твердость — это способность противостоять поверхностному вдавливанию ( локализованная пластическая деформация ) и царапинам . Твердость , вероятно, является наиболее плохо определенным свойством материала, поскольку он может указывать на устойчивость к царапинам, сопротивление истиранию, сопротивление вдавливанию или даже сопротивление формованию или локализованной пластической деформации.Твердость важна с инженерной точки зрения, потому что сопротивление износу из-за трения или эрозии паром, маслом и водой обычно увеличивается с увеличением твердости.

Испытание на твердость по Бринеллю — это одно из испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость. При испытаниях по Бринеллю твердый сферический индентор под определенной нагрузкой вдавливается в поверхность испытываемого металла. В типичном испытании в качестве индентора используется шарик из закаленной стали диаметром 10 мм (0,39 дюйма) с усилием 3000 кгс (29.42 кН; 6,614 фунт-силы) сила. Нагрузка поддерживается постоянной в течение определенного времени (от 10 до 30 с). Для более мягких материалов используется меньшее усилие; для более твердых материалов шарик из карбида вольфрама заменяется стальным шариком.

Испытание предоставляет численные результаты для количественной оценки твердости материала, которая выражается числом твердости по Бринеллю — HB . Число твердости по Бринеллю обозначается наиболее часто используемыми стандартами испытаний (ASTM E10-14 [2] и ISO 6506–1: 2005) как HBW (H от твердости, B от твердости по Бринеллю и W от материала индентора, вольфрама ( вольфрам) карбид).В прежних стандартах HB или HBS использовались для обозначения измерений, сделанных со стальными инденторами.

Число твердости по Бринеллю (HB) — это нагрузка, деленная на площадь поверхности вмятины. Диаметр слепка измеряется с помощью микроскопа с наложенной шкалой. Число твердости по Бринеллю рассчитывается по формуле:

Существует множество широко используемых методов испытаний (например, по Бринеллю, Кнупу, Виккерсу и Роквеллу). Существуют таблицы, которые коррелируют значения твердости по различным методам испытаний, где корреляция применима.Во всех шкалах высокое число твердости соответствует твердому металлу.

Термические свойства ковкого чугуна — ASTM A220

Термические свойства материалов относятся к реакции материалов на изменение их температуры и на приложение тепла. Поскольку твердое тело поглощает энергию в виде тепла, его температура повышается, а его размеры увеличиваются. Но разных материалов реагируют на нагревание по-разному, .

Теплоемкость, тепловое расширение и теплопроводность — это свойства, которые часто имеют решающее значение при практическом использовании твердых тел.

Точка плавления ковкого чугуна — ASTM A220

Температура плавления ковкого чугуна — ASTM A220 составляет около 1260 ° C.

В общем, плавление представляет собой фазовый переход вещества из твердой в жидкую фазу. Точка плавления вещества — это температура, при которой происходит это фазовое изменение. Точка плавления также определяет состояние, в котором твердое вещество и жидкость могут существовать в равновесии.

Теплопроводность ковкого чугуна — ASTM A220

Теплопроводность ковкого чугуна составляет примерно 40 Вт / (м · К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются с помощью свойства, называемого теплопроводностью , k (или λ), измеряемой в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всем веществам, независимо от их состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.