Сплав чугун: виды чугунных сплавов, составляющие компоненты и плотность, методы сварки

Содержание

виды чугунных сплавов, составляющие компоненты и плотность, методы сварки

Для изготовления конструкций используются различные сплавы. Одним из наиболее распространённых материалов является чугун. Многим он знаком по радиаторам отопления, а также ваннам, которые изготавливаются преимущественно из него. Чугун представляет собой сплав, в котором большая часть его состава приходится на углерод и железо.

Составляющие компоненты чугуна

Содержание железа и углерода составляет 2,1%. Кроме них, этот сплав содержит кремний около 3%, а также марганец около 1%. Помимо перечисленных элементов, в состав этого сплава входит также сера и фосфор.

При его производстве в состав вносятся легирующие добавки в виде:

  • никеля;
  • хрома;
  • алюминия.

Если легирующие добавки в составе чугунного сплава отсутствуют, а процесс термообработки он не прошёл, то это приводит к снижению таких его качеств, как:

  1. Прочность.
  2. Твёрдость.
  3. Пластичность.

Виды чугуна

Как было сказано выше, одним из основных компонентов этого сплава является углерод. В этом материале он присутствует в виде цементита и графита.

В зависимости от количества содержащегося в чугуне цементита и формы присутствующего в нём графита, чугунные сплавы могут различаться на следующие виды:

  • Белые.
  • Серые.
  • Ковкие.
  • Половинчатые.
  • Высокопрочные.

Белый чугун — под ним принято понимать сплав, в котором содержащийся углерод представлен в форме цементита. На изломе этот сплав имеет светлый оттенок. Характерной особенностью белого чугуна являются высокие показатели твёрдости.

Поэтому при его использовании обработке режущим инструментом его не подвергают. Обычно белый чугун используют для производства различных видов ковки.

Серый чугун — в его составе углерод представлен в виде графита. На излом это сплав имеет серый оттенок. До этой разновидности чугунного сплава характерны высокие литейные свойства. Этот материал можно подвергать различным видам металлической обработки.

Ковкий чугун — его производят из белого сплава с обязательной термической обработкой. Получаемый материал используется главным образом для изготовления чугунных изделий, используемых в конструкции автомобилей и тракторов.

Углерод присутствует в составе половинчатого чугуна. В нём он представлен в форме графита и цементита. Используют его главным образом в качестве фрикционного материала при изготовлении деталей, от которых требуются высокие показатели износоустойчивости.

Высокопрочный чугун — этот сплав содержит шаровидный графит. Его образование происходит в процессе кристаллизации. Материал высокой плотности применяется для изготовления важных деталей, используемых в машиностроении. Также из него изготавливают элементы высокопрочных труб водопровода, а также составные части газо — и нефтепроводов.

Способность чугуна к свариванию

В технологическом смысле способность чугуна к свариванию очень низкая. Это обусловлено множеством причин:

  • Когда происходит быстрое охлаждение сварного шва, возникают отбелённые участки. Для них характерен высокий уровень твёрдости. Это негативным образом отражается на возможности обработки механическим способом.
  • Если свариваемые материалы нагреваются или охлаждаются неравномерно, то на сварном шве возникают трещины, что связано с высокой хрупкостью чугунного сплава.
  • Так как чугун является жидкотекучим сплавом, то сложной задачей является удержание от вытекания расплавленного металла. Это создаёт трудности для формирования сварного шва.
  • При сварке металла в шве могут возникать поры, что обусловлено интенсивным выделением газов.
  • Выполнение работ по свариванию чугунных изделий приводит к непроварам. Это обусловлено наличием тугоплавких оксидов, которые образуются в результате процессов окисления кремния и ряда других элементов, присутствующих в составе этого сплава.

Характеристики разновидностей чугуна

Основными компонентами этого сплава являются железо и углерод. Кроме них, чугун содержит разнообразные примеси, благодаря которым он приобретает определённые свойства. При производстве чугунного сплава доля углерода в нём не должна превышать 2,14%.

Если это условие не будет выполняться, то материал будет являться не чугуном, а сталью. Благодаря углероду он приобретает высокие показатели твёрдости, но при этом у него снижаются такие характеристики, как ковкость и пластичность.

Это объясняет то, что даже качественный чугун является хрупким материалом. При производстве отдельных марок чугуна в состав вводятся дополнительные присадки. Благодаря им чугун высокой плотности приобретает особые свойства.

Важной характеристикой этого металла является плотность. У него она находится на уровне 7,2 гр. на кубический сантиметр. Для производства деталей и изделий методом литья этот металл является подходящим материалом.

Детали и элементы, изготавливаемые из него, используются в различных отраслях промышленности. В плане плотности чугун лишь немного уступает некоторым маркам стали, которые по этой характеристике превосходят все сплавы железа.

Способы сварки чугунных изделий

Для выполнения сварки материала специалисты прибегают к использованию покрытых или угольных электродов. Кроме этого, применяется порошковая проволока, а также оборудование для газовой сварки.

Если рассматривать процесс сварки чугунных изделий высокой плотности с технологической точки зрения, то нужно выделить три основных направления:

  1. Получение в составе материала качественного сварного шва.
  2. Получение низкоуглеродистого сварного шва.
  3. Получение шва, состоящего из сплавов цветных металлов.

При выполнении сварки чугунных изделий высокой плотности важной задачей является предотвращение возникновения закалённых участков. Во избежание этого выполняется предварительный прогрев деталей, которые будут сваривать. По степени прогрева выделяют следующие виды сварки:

  • горячая — при таком режиме сварки предварительный прогрев изделий осуществляется до температуры 600–650 градусов Цельсия;
  • полугорячая — подготовленное для сварки изделие высокой плотности подогревается до температуры 450 градусов Цельсия;
  • холодная сварка — выполняется без предварительного подогрева.

К использованию первых двух режимов сварки чугуна высокой плотности следует прибегать в тех случаях, когда стоит задача получить сплав высокой плотности в материале сварного шва, который приближен к основному материалу.

Горячая сварка. Когда выполняется этот режим, то подготовленная для сварки холодная деталь прогревается до 650 градусов Цельсия. Это позволяет создать условия равномерного нагрева и медленного охлаждения деталей после завершения работ.

Полугорячая сварка. Когда соединение чугунных изделий производится методом полугорячей сварки, то для решения задачи повышения графитизации прибегают к использованию способа введения графитизирующих веществ. В их качестве выступают алюминий, титан или кремний. Они внедряются в область сварки, а сами детали прогреваются до температуры меньшей, чем при горячей сварке.

Холодный способ сварки чугуна

К такому режиму соединения чугунных изделий высокой плотности прибегают в случаях, если наличие чугуна не предусмотрено в составе сварного шва.

Он также используется в тех случаях, когда необходимо получить чугун высокой плотности в составе материала шва при условии использования во время сварочных работ графитизирующих веществ и допустимости возникновения незначительных дефектов.

Чугун — достаточно популярный материал, который широко применяется в промышленности для изготовления различных деталей, узлов и механизмов. Его отличает высокая прочность и плотность, чем и обусловлена его востребованность.

Сварка чугунных деталей – это актуальная проблема, которая требует серьёзного подхода. При соединении заготовок или конструкций необходимо правильно выбрать подходящий режим сварки в зависимости от свойств и качественных характеристик сварного шва, который требуется получить.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Чугун: сплав с ювелирной историей

Чугун представляет собой сплав железа и углерода, в составе которого углерода не меньше 2,14%. Если изменить состав и добавить меньше углерода, получается сталь. Если невнимательно гуглить, получается информация о печном горшке, в котором на Руси готовили еду. Как видите, тема сложная.

Основное сырье для получения чугуна – железная руда. После ее восстановления железо опускают в доменную печь, где его с помощью природного газа или термоантрацита насыщают углеродом. В результате сего действа получается нужный сплав в жидкой форме.

Чугун. Источник: портал promplace.ru

О чугуне «заговорили» очень давно: по некоторым источникам, в V веке до нашей эры. С большой вероятностью слово уходит корнями в китайское выражение «Чу – гун», которое в переводе означает «литейное изделие». Вместе с литейными технологиями Поднебесной другие страны заимствовали и термин. Так, «чугун» оказался в тюркском языке, а затем, в ходе татаро-монгольского нашествия, переместился в русский.

Характеристики сплава, как можно догадаться, с тех пор слабо изменились. Плотность, удельный вес, электромагнитные и прочие физические свойства по-прежнему зависят от вида чугуна. Есть всего два основных — белый и серый.

Первый в большей степени обладает главным негативным свойством чугуна – хрупкостью. Несмотря на это, он по-настоящему тверд и легко выдерживает различного рода истирания. Тем временем серый чугун обладает лучшими литейными свойствами. Именно благодаря ему мы можем видеть изгибы и хитросплетения на оградах парков и скверов, ажурные ворота и прочие причуды дизайна наших городских пространств.

Если свойства чугуна не изменились, то кардинально поменялось отношение к нему в ювелирной сфере. Он прошел все стадии, начиная от полного успеха и звания «самого патриотичного металла Европы» и заканчивая материалом для гирь, сковород и прочих элементов быта. Попробуем проследить этот путь с начала.

Брошь из чугуна. Источник: портал jevel.ru

Первые медальоны и цепочки из чугуна появились в начале XIX века в Берлине. Чтобы избежать коррозии, мастера покрывали изделия черным лаком — и ни золотые, ни серебряные вставки не могли добавить им «жизнерадостности». Из-за этого они пользовались особой популярностью в качестве траурных украшений.

Но пришли наполеоновские войны, и европейским странам, пострадавшим от них, резко понадобились новые потоки финансирования. В это время в Европе зафиксировали небывалый подъем патриотизма. Европейские благородные дамы обменивали свои золотые украшения на чугунные, жертвуя разницу в стоимости на борьбу с наполеоновской армией. На выменянных чугунных украшениях красовалась надпись «Я отдала золото за железо» и прочие патриотические лозунги.

Медальон с надписью «Сдал золото военным, беру железо для чести». Источник: Фактрум

Мода, как ей свойственно, быстро прошла: чугунные украшения из сплава были хрупкими, защитное покрытие со временем стиралось и материал становился уязвим к коррозии.

В России техника отлива чугунных изделий родилась из опыта западных коллег-металлургов. Чаще всего из этого металла делали изящные ограды, статуэтки и барельефы. Конечно, имели место чугунные цепочки и брелки, однако они не получили широкого распространения.

Сегодня чугунные украшения можно найти в основном в антикварных магазинах, музеях и частных коллекциях. А вот чугунные ванны и радиаторы отопления до сих пор стоят во многих домах нашей огромной страны.

Миниатюра для главной страницы — StroyRes.Net

Характеристики чугуна согласно порталу StroyRes.Net:

Температура плавления — около 1200ºС;

Плотность — 7,2 гр/см3;

Удельная теплоемкость — 540 Дж/кг*С;

Удельная масса — около 7,3±0,2 г/см3

Чугунное литьё. Марки сплавов и способы производства

Литейно-механический завод «Стройэкс» производит изделия из различных марок чугуна. По чертежам и эскизам наших заказчиков мы изготавливаем самую разнообразную продукцию. Подробнее об ассортименте можно узнать в разделе «Литьё под заказ». Нам часто поступают заявки на литьё из стали, но наш профиль – это чугунное литьё.
В этой статье нам хотелось бы рассказать именно об этом сплаве (напомним, чугун – сплав железа, углерода, кремния, с добавлениями марганца, серы, фосфора).

Марки чугуна:
1. СЧ — серый чугун (ГОСТ 1412-85): СЧ10, СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ30, СЧ35;
2. ВЧ — высокопрочный чугун (ГОСТ 7293-85): ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ 100;

3. АЧС — антифрикционный чугун серый;
4. АЧВ — антифрикционный чугун высокопрочный;
5. АЧК — антифрикционный чугун ковкий (ГОСТ 1585-85): АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-5, АЧС-6, АЧВ-1, АЧВ-2, АЧК-1, АЧК-2.
6. Жаропрочный чугун (ГОСТ 7769—82): ЧХ2, ЧХ3, ЧХ3Т, ЧХ9Н5, ЧХ16, ЧХ16М2, ЧХ22, ЧХ22С, ЧХ28, ЧХ28П, ЧХ28Д2, ЧХ32, ЧС5Ш, ЧС13, ЧС15, ЧС17, ЧС15М4, ЧС17М3, ЧЮХШ, ЧЮ6С5, ЧЮ7Х2, ЧЮ22Ш, ЧЮ30, ЧГ6С3Ш, ЧГ7Х4, ЧГ8Д3, ЧНХТ, ЧНХМД, ЧНМШ, ЧНДХМШ, ЧН2Х, ЧН4Х2, ЧН3ХМДШ, ЧН4Х2, ЧН11Г7Ш, ЧН15ДЗШ, ЧН15Д7, ЧН19Х3Ш, ЧН20Д2Ш.

Обозначения:
Ч – чугун
Х – хром
С – кремний
Г – марганец
Н – никель
Д – медь
М – молибден

Т – титан
П – фосфор
Ю – алюминий
Ш – шаровидная форма графита.

Способы производства, используемые ЛМЗ «Стройэкс»:
1. Литьё ХТС (холодно-твердеющие смеси)
2. Литьё по моделям (выплавляемым и выжигаемым)
3. Литьё в землю

При литье в холодно-твердеющие смеси применяется искусственная смола. Смесь заливается в опоку и требует затвердевания. Чаще всего для этого достаточно примерно 20-25 минут времени и стандартной комнатной температуры.

При литье по моделям изготавливается копия изделия с обязательными припусками на усадку и последующую механическую обработку. После этого модель высушивается, образуя вокруг себя жаростойкую корку, куда и будет заливаться расплавленный чугун. Далее сама модель плавится или выжигается (что определяет конкретное название).

При литье в землю сначала в модельном цехе готовится образец изделия (чаще всего деревянный, но бывает и гипсовый, и металлический). Опять-таки модель немного больших размеров, т.к. учитывается усадка при охлаждении. Кроме того, она, как и будущая форма, обязательно делается разъёмной. Если у отливки должно быть внутреннее отверстие или полость, то необходимо приготовить еще одну смесь — для стержней. Назначение стержней — заполнить те места в форме, которые в детали соответствуют отверстиям или полостям.

Чугун Чугун это железоуглеродистый сплав

Чугун

Чугун – это железоуглеродистый сплав с содержанием углерода >2, 14 % и примесями в десятых долях процентов. Кроме того, в чугуне содержатся примеси в десятых долях : кремний, марганец, сера, фосфор и др. С целью улучшения свойств в чугуны могут вводиться легирующие элементы, такие как хром, никель, медь и др.

Виды чугуна Серый чугун Белый чугун Высокопрочный чугун Ковкий чугун Половинчатый чугун

Серый чугун это сплав железа, кремния (от 1, 2 3, 5 %) и углерода, содержащий также постоянные примеси Mn, P, S. В структуре таких чугунов большая часть или весь углерод находится в виде графита пластинчатой формы. Излом такого чугуна из за наличия графита имеет серый цвет. Применяется серый чугун для изготовления слабонагруженных деталей, работающих в легких условиях. Например, корпуса редукторов, насосов, электродвигателей, различные крышки, отопительные батареи и т. п.

Белый чугун это чугун, у которого углерод химически соединен с железом. Углерод в белом чугуне находится в виде цементита Fe 3 C связанное состояние. Цементит придает излому чугуна блеск, а графит серый цвет. Поэтому чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии, получил название белого чугуна. Сравнительно мягкий и поддающийся механической обработке. Мягкость придает свободный углерод.

Ковкий чугун получают длительным отжигом белого чугуна, в результате которого образуется графит хлопьевидной формы. Металлическая основа такого чугуна: феррит и реже перлит. Ковкий чугун получил свое название из за повышенной пластичности и вязкости (хотя обработке давлением не подвергается). Ковкий чугун обладает повышенной прочностью при растяжении и высоким сопротивлением удару. Из ковкого чугуна изготовляют детали сложной формы: картеры заднего моста автомобилей, тормозные колодки, тройники, угольники и т. д.

Высокопрочный чугун, Половинчатый чугун Высокопрочный чугун имеет в своей структуре шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации. Шаровидный графит ослабляет металлическую основу не так сильно как пластинчатый, и не является концентратором напряжений. В половинчатом чугуне часть углерода (более 0, 8 %) содержится в виде цементита. Структурные составляющие такого чугуна — перлит, ледебурит и пластинчатый графит.

Область применения чугуна Чугун широко используется при производстве изделий различного назначения. Главные качества чугуна – дешевизна, хорошие литейные качества, прочность и твёрдость. Чугун используется там, где необходимо получить детали сложной формы и достаточной прочности. Например – станины станков, корпусные детали или художественные чугунные ограды. Всем хорошо известны художественные украшения набережных Санкт Петербурга, выполненные из чугунного литья. Не менее красиво оформлены ажурные литые ворота Зимнего дворца, а также другие памятники.

В автомобильной промышленности из чугуна получают блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания (на современном производстве используют чугун с вермикулярным графитом), а также коленчатые валы дизельных двигателей. Чугун широко используется в сантехническом оборудовании – из чугуна делают ванные, раковины и кухонные мойки, а также отопительные радиаторы, трубы и фитинги. Например, ванные из чугуна очень ценятся знатоками за их надёжность, прочность и неприхотливость в эксплуатации. Такие ванные могут служить десятилетиями, сохраняя первоначальный вид без изменений

Применение чугуна в авиации Чугун применяется в авиационных моторах для весьма ограниченного числа деталей, к каковым относятся: поршневые кольца (почти у всех моторов), направляющие втулки клапонов (напр. мотор Либерати), втулки поршневого пальца в головке шатуна (напр. мотор БМВ), вставные гильзы цилиндров (напр. мотор Рон) и др.

Применение чугуна в авиации Серый чугун, употребляемый в машиностроении, является материалом антифрикционным как при нормальных температурах, так и при более высоких, которых многие другие антифрикционные материалы, как напр. баббит, не выдерживают. Это свойство чугуна является главным основанием его применения в авиамоторах.

На поршни установлены по два поршневых коль ца 17, изготовленных из высокопрочного чугуна. На двигателях могут применяться кольца трапециевидного или прямоугольного сечений.

Самый быстрый словарь в мире | Vocabulary.com

  • легированный чугун чугун, содержащий легирующие элементы (обычно никель, хром, медь или молибден) для увеличения прочности или облегчения термической обработки

  • ирония несоответствие между ожидаемым и происходящим

  • Ланкастерцы из английского города Ланкастер или его жители или относящиеся к нему

  • распределение Акт распределения или распределения по плану

  • чугун сплав железа, содержащий столько углерода, что становится хрупким и поэтому не может подвергаться ковке, а должен формоваться литьем

  • распределяющий лицо, уполномоченное распределять или распределять или распределять

  • сверхпрочный чугун

  • выделять распределять по плану или выделять для определенной цели

  • оцинкованное железо железо, покрытое цинком для защиты от ржавчины

  • кортикостерон, секретируемый корой надпочечников

  • обращение официальное или авторитетное обращение, которое советует или увещевает

  • прогестерон стероидный гормон, вырабатываемый яичниками

  • телекомпания телевещательная компания

  • Ланкастер город на северо-западе Англии

  • чугун в слитках железо высокой чистоты

  • легированный чугун Чугун, содержащий легирующие элементы (обычно никель, хром, медь или молибден) для повышения прочности или облегчения термической обработки

  • аллерголог Врач, занимающийся лечением реакций на пищевые продукты или вещества

  • акация желтая Большое колючее дерево в восточной и центральной части США с перисто-сложными листьями и поникающими кистями белых цветов; широко натурализован во многих разновидностях в регионах с умеренным климатом

  • разработка открытым способом добыча руды или угля открытым способом

  • гастрин полипептидный гормон, секретируемый слизистой оболочкой желудка; когда в тонком кишечнике присутствуют пептиды и аминокислоты, секреция желудочного сока стимулируется

  • Список сплавов

    для Weatherly Casting и Hazleton Casting

     

    Наш широкий ассортимент черных металлов и специальных сплавов отличает Weatherly Casting от других литейных предприятий.

    Мы можем лить практически любую углеродистую сталь, низколегированную или высоколегированную сталь, жаростойкую и коррозионностойкую нержавеющую сталь, сплавы на основе никеля или меди.

    Мы также производим широкий спектр высокоуглеродистых сплавов, в том числе серый и ковкий чугун, чешуйчатый и ковкий нирезист, а также широкий спектр износостойких сплавов.

    Наши возможности литья включают стальное литье, чугунное литье, никелевое литье, медное литье, литье из специального сплава, литье из железного сплава, литье из стойкого к истиранию, коррозионностойкое литье, литье из коррозионностойкой стали и литье из коррозионностойкого чугуна.

    Weatherly Casting выходит за рамки традиционного ассортимента стальных сплавов и железа. Мы также производим наши собственные широко известные запатентованные материалы, чтобы удовлетворить практически любой спрос и противостоять любой среде.

    Наш запатентованный сплав DIACRO представляет собой сплав железа с высоким содержанием хрома, который мы рекомендуем как сочетание стойкости к истиранию и коррозии.

    Наш DIACRO XL представляет собой железо с высоким содержанием хрома и низким содержанием углерода, специально разработанное для обеспечения коррозионной стойкости при воздействии кислоты.

    Для превосходной стойкости к истиранию наш СПЛАВ 177 представляет собой литой хромистый чугун, который после полной термообработки имеет твердость по Бринеллю не менее 700, что обеспечивает исключительную прочность.

    Наш композитный литой сплав DIAWOLF® из карбида вольфрама и стали или высоколегированного железа предназначен для работы в условиях наиболее агрессивного износа.

    Каждая заливаемая плавка тестируется и контролируется на протяжении всего процесса, чтобы убедиться, что она соответствует строгим стандартам ASTM (Американское общество по испытаниям и материалам) и/или международным стандартам.

    Наши работники имеют многолетний опыт работы с этими материалами. Большинство из них накопило более 20 лет знаний о характеристиках и свойствах сплавов.

    Высокие стандарты. Собственные сплавы. Опытные руки.

    Именно так компания Weatherly Casting делает изделия, которые служат дольше.

    Источник трансляции — 2020 Каталог источников трансляции

    Железные сплавы

    23.06.2020 04:08:52

    Чугунные отливки

    производятся различными методами формования и доступны с широким диапазоном свойств.Чугун — это общий термин, обозначающий семейство металлов, включающее серый, ковкий, аустенитный ковкий, карбидный аустенитный ковкий, уплотненный графит, ковкий, белый и легированный чугун.

    Из-за своих превосходных свойств и литейных свойств серый и ковкий чугуны сегодня являются доминирующими металлами, производимыми на предприятиях литья металлов.

    Серый чугун

    является предпочтительным материалом, когда конструктор ищет недорогие изделия сложной геометрии, отличающиеся прочностью и высокой плотностью.Для более прочных применений можно использовать ковкий чугун. Отпуск ковкого чугуна создает дополнительные возможности за счет дальнейшего повышения прочности, сопротивления усталости и износостойкости.

    Свойства

    Основная прочность и твердость всех сплавов железа обеспечивается металлическими структурами, содержащими графит. Свойства железной матрицы могут варьироваться от свойств мягкой низкоуглеродистой стали (18 тысяч фунтов/кв.дюйм/124 МПа) до свойств закаленной высокоуглеродистой стали (230 тысяч фунтов/кв. дюйм/1586 МПа).Модуль упругости зависит от класса железа, формы (сферичности) и объемной доли графитовой фазы (процент свободного углерода).

    Из-за относительно высокого содержания кремния чугуны по своей природе устойчивы к окислению и коррозии, образуя прочно прилипшие оксиды и накипь, чтобы отразить дальнейшее воздействие. Чугунные отливки используются в приложениях, где это сопротивление обеспечивает долгий срок службы. Стойкость к нагреву, окислению и коррозии заметно повышается при использовании легированных чугунов.

    Свойства семейства чугуна можно регулировать в широком диапазоне и улучшать с помощью термической обработки. В результате отжига получается матрица из мягкого обрабатываемого феррита. В ограниченных ситуациях этот отжиг можно проводить при докритических температурах. Нагрев выше критических температур забирает углерод из графита и помещает его в матрицу. Этот инженерный материал может подвергаться сквозной закалке и отпуску с использованием обычной термообработки или поверхностной закалки (таблица 1). Эти корректировки создают различных членов семейства чугуна.

    Типы

    Серый чугун — чешуйчатый графит придает серому чугуну уникальные свойства (например, превосходную обрабатываемость) при таких уровнях твердости, которые обеспечивают превосходные характеристики износостойкости, способность противостоять истиранию и превосходное гашение вибрации. Демпфирующая способность серого чугуна значительно выше, чем у стали и других видов чугуна.

    Прочность на сжатие серого чугуна

    обычно в три-четыре раза больше, чем его прочность на растяжение (таблица 2). Отсутствие изменений объема, связанных с графитом, допускает аналогичный коэффициент Пуассона (отношение относительной деформации сжатия к относительной деформации растяжения) для других технических металлов, но с другими свойствами растяжения.Коэффициент Пуассона остается постоянным на уровне 0,25 в большом диапазоне сжимающих напряжений и увеличивается при более высоких уровнях напряжения.

    Серый чугун идеально подходит для станин и опор машин, блоков цилиндров двигателей и компонентов тормозов.

    Ковкий чугун. В ковком чугуне получается необычная комбинация свойств, поскольку графит встречается в виде сфероидов, а не чешуек (таблица 3). Ковкий чугун демонстрирует линейную зависимость напряжения от деформации, значительный диапазон пределов текучести и пластичности.Отливки производятся в широком диапазоне размеров с очень тонкими или толстыми сечениями.

    Различные марки производятся путем контроля структуры матрицы вокруг графита либо в литом виде, либо путем термообработки. Среди обычных марок существуют лишь незначительные различия в составе (для обеспечения желаемой микроструктуры матрицы). Добавки сплава могут быть сделаны, чтобы помочь контролировать структуру матрицы в литом состоянии или обеспечить реакцию на термическую обработку.

    Из-за своей прочности и пластичности ковкий чугун часто используется в тяжелых условиях.Другие основные рынки ковкого чугуна включают инженерные компоненты для дорожного и внедорожного применения, компрессоры, клапаны и фитинги, детали дизельных двигателей, полиграфическое и упаковочное оборудование, а также нефтепромысловое оборудование.

    Высокопрочный ковкий чугун

    (ADI) — высокопрочные марки ковкого чугуна могут быть закалены и отпущены с образованием бейнитоподобной матрицы, полученной в результате отпуска. ADI предлагает сочетание механических свойств, эквивалентных литым и кованым сталям, и производственных затрат, аналогичных показателям обычного ковкого чугуна (таблица 4).Компонент, разработанный ADI, часто может быть произведен на 20 % дешевле, чем деталь из кованой стали, и до 50 % меньше, чем алюминиевая деталь. Причины его экономичности включают в себя отличную литейную способность, более низкую стоимость механической обработки из-за более точного изготовления чистой формы, более низкую стоимость термообработки и 100% способность к переработке.

    ADI также обеспечивает широкий спектр свойств при различной термообработке, в диапазоне от 10-15% удлинения с пределом прочности на разрыв 125 тысяч фунтов на квадратный дюйм (870 МПа) до предела прочности на разрыв 250 тысяч фунтов на квадратный дюйм (1750 МПа) с удлинением 1-3%.

    Carbidic Austempered Ductile Iron (CADI) — несмотря на то, что он не получил широкого распространения, CADI сочетает в себе износостойкость высокохромистого износостойкого чугуна с ударной вязкостью. Сопротивление истиранию CADI выше, чем у традиционного ADI, и увеличивается с увеличением содержания карбида. Хотя изначально наибольший интерес к CADI исходил от сельскохозяйственного сектора, у него есть потенциал в качестве распределительных валов из твердого сплава, а также для применения на железной дороге, в горнодобывающей промышленности и строительстве.

    Чугун с уплотненным графитом (CGI) — CGI является альтернативой как серому чугуну, так и легким металлам в тяжелых условиях эксплуатации.Он сочетает в себе большую часть прочности и жесткости ковкого чугуна с теплопроводностью и литейными свойствами серого чугуна. Определение микроструктуры CGI формально определено стандартом ASTM A842 как чугун, содержащий не менее 80% частиц графита в уплотненной форме. Это означает, что по крайней мере 80% частиц графита должны быть отдельными вермикулярными или «червячными» на металлографической плоскости полировки, при этом менее 20% частиц должны иметь сфероидальную форму. Напротив, чешуйчатый графит даже в небольших количествах снижает модуль упругости CGI на целых 20%.

    Классы CGI: 250, 300, 350, 400 и 450, в зависимости от их прочности на растяжение (таблица 5).

    Белый чугун — Белый чугун твердый и практически не содержит графита. Карбиды находятся в матрице, которая может быть перлитной, ферритной, аустенитной, мартенситной или любой их комбинацией.

    Белые чугуны с высоким содержанием хрома используются для работы при повышенных температурах, в то время как белые чугуны с высоким содержанием хрома и никель-хромовые белые чугуны (Ni-Hard) используются для износостойких работ.Другие легированные чугуны используются для обеспечения коррозионной стойкости или работы при повышенных температурах.

    Аустенитные чугуны, легированные никелем, представляют собой хорошо зарекомендовавшую себя группу высоколегированных аустенитных чугунов (широко известных как Ni-Resist), которые производятся для коррозионностойких применений. Эти утюги обладают отличной коррозионной стойкостью благодаря присутствию никеля (12–37%), хрома (0,5–6%) и меди (5,5–7,5%). Большинство композиций Ni-Resist могут быть изготовлены из серого или ковкого чугуна.

    Хромсодержащие ковкие чугуны D-2 и D-5B, а также высококремнистый тип D-5S обеспечивают хорошую стойкость к окислению и полезные механические свойства при температурах до 1400F (760C).При более высоких температурах полезные свойства проявляют D-2B, D-3, D-4 и D-5S, а D-5S обладает хорошей стойкостью к окислению до 1700F (925C). Аустенитные чугуны с высоким содержанием никеля металлургически стабильны во всем диапазоне рабочих температур, не претерпевают фазовых переходов и устойчивы к короблению, деформации, растрескиванию и росту во время термоциклирования.

    Ковкий чугун. В ковком чугуне графит встречается в виде узелков неправильной формы, называемых отпускным углеродом, поскольку он образуется в твердом состоянии во время термической обработки.Чугун отливается в виде белого чугуна с подходящим химическим составом, чтобы реагировать на ковкую термическую обработку.

    Спецификация ASTM

    A220 определяет восемь марок перлитного ковкого чугуна с повышенной прочностью и пониженной пластичностью. Спецификация A47 предназначена для ферритного ковкого чугуна, который имеет самую низкую прочность и самую высокую пластичность.

    Легированный чугун — эта классификация включает серый чугун, ковкий чугун и белый чугун, который содержит более 3% легирующих элементов (никеля, хрома, молибдена, кремния или меди).Ковкие чугуны не являются сильнолегированными, поскольку многие легирующие элементы мешают процессу графитообразования, происходящему во время термической обработки.

    Вопросы дизайна

    Прочность и твердость чувствительны к толщине сечения, особенно в сером чугуне. В тонких срезах материал может быть твердым и трудным для обработки. В тяжелых сечениях его прочность значительно снижается. Поскольку модуль упругости серого чугуна выше при сжатии, чем при растяжении, использование стандартных структурных формул приводит к консервативному расчету.

    Ковкий чугун можно использовать в литом виде без термической обработки или другой дополнительной очистки. Он может быть отлит в широком диапазоне размеров отливок и толщины сечения; однако более тонкие участки могут потребовать отжига для получения высокой пластичности. Добавки сплава могут потребоваться для получения более высоких классов прочности в тяжелых сечениях.

    CGI имеет преимущества в отношении прочности на растяжение, жесткости, усталостных характеристик и отношения прочности к весу для отливок умеренно тонкого и среднего сечения по сравнению с другими чугунами.

    Белый чугун уникален тем, что это единственный член семейства чугунов, в котором углерод присутствует только в виде карбида.

    Наличие различных карбидов, в зависимости от содержания сплава, делает белый чугун твердым и устойчивым к истиранию, но также и очень хрупким.

    Ковкий чугун

    идеально подходит для тонкостенных компонентов, требующих пластичности. Ферритный ковкий чугун производится в более низком диапазоне прочности, чем перлитный ковкий чугун, но с более высокой пластичностью. Это наиболее поддающийся механической обработке чугун, и его можно упрочнить штамповкой или отчеканить, чтобы приблизить основные размеры к пределам допуска.Однако ковкий чугун заменяет ковкий чугун во многих областях применения, потому что технические свойства ковкого чугуна почти идентичны свойствам ковкого чугуна, а ковкий чугун не требует обширной термической обработки для осаждения графита.

    © Американское литейное общество. Посмотреть все статьи.

    Железные сплавы
    /article/Iron+Alloys/3703939/664608/article.html

    Меню

    Список выпусков

    Metalcaster Prospect 2022

    Март/апрель 2022 г.

    Январь/февраль 2022 г.

    ноябрь/декабрь 2021

    сен/октябрь 2021

    июль/август 2021

    2021 Справочник MCDP

    май/июнь 2021

    март/апрель 2021

    Проспект MetalCaster, март/апрель 2021 г.

    янв/февраль 2021

    ноябрь/декабрь 2020 г.

    сентябрь/октябрь 2020 г.

    июль/август 2020

    2020 Каталог источников кастинга

    Май/июнь 2020 г.

    Проспект Металлокастеров

    Источник кастинга март/апрель 2020

    Источник литья Январь/Февраль 2020

    Источник кастинга ноябрь/декабрь 2019

    Сентябрь/октябрь 2019 г.

    июль/август 2019

    2019 Каталог источников кастинга

    Май/июнь 2019 г.

    Проспект Metalcaster 2019

    Март/апрель 2019 г.

    Январь/февраль 2019 г.

    ноябрь/декабрь 2018 г.

    Сентябрь/октябрь 2018 г.

    июль/август 2018 г.

    Каталог источников трансляции 2018 года

    Май/июнь 2018 г.

    Проспект Metalcaster — март/апрель 2018 г.

    Март/апрель 2018 г.

    Январь/февраль 2018 г.

    ноябрь/декабрь 2017 г.

    Сентябрь/октябрь 2017 г.

    июль/август 2017 г.

    Май/июнь 2017 г.

    Март/апрель 2017 г.

    Январь/февраль 2017 г.

    ноябрь/декабрь 2016 г.

    Сентябрь/октябрь 2016 г.

    июль/август 2016 г.

    Май/июнь 2016 г.

    Март/апрель 2016 г.

    Январь/февраль 2016 г.

    ноябрь/декабрь 2015 г.

    Сентябрь/октябрь 2015 г.

    июль/август 2015 г.

    Май/июнь 2015 г.

    Март/апрель 2015 г.

    Январь/февраль 2015 г.

    ноябрь/декабрь 2014 г.

    Сентябрь/октябрь 2014 г.

    июль/август 2014 г.

    Май/июнь 2014 г.

    Март/апрель 2014 г.

    Январь/февраль 2014 г.

    ноябрь/декабрь 2013 г.

    Сентябрь/октябрь 2013 г.

    июль/август 2013 г.

    Май/июнь 2013 г.

    Март/апрель 2013 г.

    Январь/февраль 2013 г.

    ноябрь/декабрь 2012 г.

    Сентябрь/октябрь 2012 г.

    июль/август 2012 г.

    Май/июнь 2012 г.

    Март/апрель 2012 г.

    Январь/февраль 2012 г.

    ноябрь/декабрь 2011 г.

    Сентябрь/октябрь 2011 г.

    июль/август 2011 г.

    Май/июнь 2011 г.


    Библиотека

    В чем разница между чугуном и стальным литьем?

    Как чугун, так и литая сталь представляют собой сплавы Fe-C.Из-за различного содержания углерода, кремния, марганца, фосфора, серы и других химических элементов они имеют различную металлографическую структуру и демонстрируют множество различных механических свойств и литейных свойств. Обычно считается, что содержание углерода выше 2% относится к чугуну, а содержание углерода от 0,1 до 0,5% — к литой стали. Давайте посмотрим на разницу между стальным литьем и чугунным литьем в соответствии с его классификацией и применением.

     

    Чугун

    Серый чугун.Высокое содержание углерода (2,7% ~ 4,0%). Серый чугун является наиболее широко используемым чугуном, содержащим чешуйчатый графит (составляет более 80% от общего объема производства чугуна). Углерод в основном имеет форму чешуйчатого графита серого цвета, имеет низкую температуру плавления (1145 ~ 1250 ℃) и небольшую усадку при затвердевании, близок к углеродистой стали по прочности на сжатие и твердости, хорошо поглощает удары, используется для изготовления станины станка, цилиндр, коробка и другие детали конструкции.

    Чугун вермикулярный.Получают из серого чугуна после вермикулярной обработки. Осажденный графит имеет вермикулярную форму, между чешуйчатым камнем и сфероидом. Его химическая структура аналогична серому чугуну, его механические свойства аналогичны свойствам чугуна, а литейные свойства находятся между серым чугуном и чугуном с шаровидным графитом.

    Может использоваться для изготовления деталей автомобилей.

    Ковкий чугун. Шаровидный графит, полученный путем сфероидизации и модифицирования воды из серого чугуна, называется ковким чугуном, который представляет собой разновидность высокопрочного чугуна с комплексными свойствами, близкими к свойствам стали, и имеет широкое применение в промышленных областях.Он обладает более высокой прочностью, лучшей ударной вязкостью и пластичностью, чем обычный серый чугун.

    Используется в производстве двигателей внутреннего сгорания, автозапчастей и сельскохозяйственной техники.

     

     

    Литая сталь


    Литая сталь представляет собой железоуглеродистый сплав с содержанием углерода менее 2,11%. Литая сталь обладает хорошими комплексными характеристиками, свариваемостью и обрабатываемостью, но имеет плохие характеристики всасывания и литья по сравнению с чугуном.Литая сталь может быть разделена на литейную углеродистую сталь, литейную низколегированную сталь и литейную специальную сталь в зависимости от состава химического элемента.

    Литая углеродистая сталь. Литая сталь с углеродом в качестве основного легирующего элемента и небольшим количеством других элементов. Его можно разделить на отливку из низкоуглеродистой стали (с содержанием углерода менее 0,2%), отливку из среднеуглеродистой стали (с содержанием углерода от 0,2% до 0,5%), отливку из высокоуглеродистой стали (с содержанием углерода более 0,5%). Его прочность и твердость увеличиваются с увеличением содержания углерода.Литая углеродистая сталь обладает более высокой прочностью, пластичностью и ударной вязкостью, низкой стоимостью, используется в тяжелом машиностроении, используемом для производства деталей с большой нагрузкой, таких как рама прокатного станка, основание гидравлического пресса; производство деталей для тяжелых ударных нагрузок, таких как подушки, боковые рамы, колеса и муфты для железнодорожных транспортных средств.

    Литье из низколегированной стали. Литая сталь, содержащая марганец, хром, медь и другие легирующие элементы (суммарно менее 5%). Он обладает большей ударной вязкостью и может получить лучшие механические свойства за счет термической обработки.Литье из низколегированной стали имеет лучшие характеристики, чем углеродистая сталь, что позволяет снизить качество деталей и увеличить срок службы.

    Литье из специальной стали. Легированная литая сталь, очищенная для специальных нужд. Обычно он содержит большое количество одного или нескольких легирующих элементов для получения определенного свойства. Например, сталь с высоким содержанием марганца, содержащая 11% ~ 14% марганца, может выдерживать ударный износ, в основном используется в горнодобывающей технике, изнашиваемых деталях строительной техники; Все виды нержавеющих сталей с хромом или хромоникелем в качестве основного легирующего элемента используются для деталей, подверженных коррозии или работающих при высоких температурах выше 650 ℃, таких как корпус клапана, насос, контейнер или корпус паровой турбины электростанции большой мощности для химическая индустрия.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.