применение, маркировка, состав, свойства, виды
Металлические сплавы железа и углерода, где содержание второго элемента превышает 2,14%, называют чугунами. К белым чугунам относят такие сплавы, в которых углерод представлен в виде карбида железа Fe3C (цементита). Именно из-за светлого цвета на изломе их и называют белым.
Условия изготовления отливок из белой марки приведены в ГОСТ 1215-79 и ГОСТ 26358-84. В них указаны технические требования, порядок приемки, испытаний, транспортирования и хранения чугунных сплавов. Маркируется буквами БЧ.
Виды выпускаемого белого чугуна
В зависимости кристаллической структуры, а так же наличия и соотношения составляющих элементов белые чугуны подразделяют на:
- обыкновенный;
- легированный;
- жаропрочный;
- нержавеющий.
Отдельным видом выделяют чугунные сплавы с высоким удельным электрическим сопротивлением.
Внутренняя структура обыкновенного белого чугуна содержит углерод в виде цементитных зерен. Количество углерода влияет на температуру плавления и в зависимости от этого чугуны подразделяют на:
- доэвтектические с более низкой температурой плавления, углерода не боле 4,3%;
- эвтектический с содержанием углерода 4,3%;
- заэвтектические — более 4,35% и может достигать — 6,3%.
Эффекта отбеливания чугуна достигают путем быстрого охлаждения отливки, которая в результате получается неоднородной по своему составу. Верхний слой, толщиной до 30 мм, становится белым, а остальная сердцевина представляет собой обычный серый чугун.
Достоинства и недостатки
Как и все чугунные сплавы, белые отличаются большой прочностью в сочетании с хрупкостью при сильных механических ударах. В числе основных положительных качеств белого чугуна следует назвать:
- высокую твердость;
- большое удельное сопротивление;
- износостойкость;
- повышенное сопротивление коррозии.
Важным качеством белых чугунов считается очень хорошая устойчивость к воздействию высоких температур, которая используется для снижения количества трещин в первоначальных отливках.
К основным недостаткам относят такие качества, как:
- хрупкость и возможность разрушения при механических воздействиях;
- низкие литейные качества и плохое заполнение форм;
- вероятность образования внутренних трещин при отливке;
- сложная и некачественная механическая обработка.
Образование дефектов при сваривании из-за быстрого выгорания углерода и образования пор.
Область применения
Обыкновенный белый чугун используют весьма ограниченно, поскольку он плохо применим к механической и термической обработке. Для производства изделий он часто применяется в виде необработанных или частично обработанных отливок.
Самое широкое применение сплав получил при изготовлении крупных деталей простой конфигурации. Это корпуса и детали станков и прокатных станов, шары для мельниц, приводные и опорные колеса. Кроме этого белый чугун используют для изготовления узлов агрегатов, которые испытывают на себе постоянное воздействие абразивных материалов.
Важным моментом является использование обычного чугуна в качестве сырья для изготовления ковких сортов железоуглеродистых чугунных и стальных сплавов.
Легирование белого чугуна
Наличие в составе сплава легирующих добавок сильно изменяет его физические свойства, которые значительно расширяют его область применения. В качестве легирующих элементов в металлургии используют очень распространенные вещества.
Для повышения твердости в железоуглеродистый чугунный сплав могут быть добавлены: никель, фосфор, марганец, хром, ванадий, кремний, медь, титан и сера.
В том случае, если количество легирующих добавок примерно равно углеродному содержанию, чугун приобретает предельно возможную твердость.
Износостойкость, как физическая характеристика белого чугуна, рассматривается независимо от его твердости. Ее повышения достигают изменением структуры металла путем добавления карбидов и фосфидов в виде равномерно распределенных включений. Качество отливки деталей напрямую зависит от химического состава сплавов и количества легирующих элементов.
В зависимости от процентного содержания легирующих примесей белый чугун подразделяют на:
- низколегированный до 2,5%;
- среднелегированный до 10%;
- высоколегированный.
Уже готовые отливки из чугуна подвергаются дополнительной температурной обработке (отжигу), в результате которой снимаются внутренние напряжения металла и происходит стабилизация внешних размеров. Температура отжига белого легированного чугуна около 850°C.
Процесс нагрева и охлаждения происходит медленно для исключения образования внутренних трещин и других дефектов.
Легированные чугунные сплавы получили широкое применение в производстве:
- деталей промышленного оборудования и станков;
- узлов и деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственной техники;
- подвижного железнодорожного состава; труб, насосов, котлов;
- бытовых и хозяйственных изделий.
Это обусловлено улучшенными качествами металлов по сравнению с обычным белым чугуном.
Нержавеющие сплавы
Для повышения устойчивости белого чугуна к коррозии в него добавляют большое количество хрома. Это приводит к образованию оксидной пленки на поверхности и дальнейшему прекращению доступа кислорода. Кроме этого высокохромистый белый чугун приобретает устойчивость к щелочным растворам, серной и азотной кислоте.
Дополнительно процесс легирования хромом предупреждает возможность коагуляции карбидов при сильном нагреве сплава. Это позволяет получать качественные сварные соединения деталей из белого чугуна. Если в процессе легирования вместе с хромом добавлены никель и молибден, то полученный нержавеющий сплав по прочности можно сравнивать с лучшими жаропрочными сталями, которые намного дороже.
Хромосодержащий белый чугун применяют в случаях тяжелых эксплуатационных условий, присутствия щелочей и окислителей, потребности высокого электросопротивления.
Белый жаропрочный чугун
Для получения чугунного сплава способного сохранять первоначальные размеры в процессе циклических нагревов до высокой температуры в него, кроме хрома, добавляют:
- до 2,0% меди;
- 0,5% титана;
- 0,1% никеля.
При этом металл относится к группе нержавеющих белых чугунов и может использоваться во многих отраслях деятельности.
Сплавы с высоким удельным сопротивлением
Такие виды белого чугуна применяют для изготовления литых нагревателей электрических печей и сушек, работающих при температуре до 900°C. Для получения сплава в него добавляют:
- 3,0-5,0% никеля;
- 2,5-3,5% углерода;
- 2,0-2,5% кремния;
- 1,0-1,5% марганца.
Такой белый чугун с высоким удельным сопротивлением называют сормайт и используют для изготовления электронагревателей различной мощности.
Белый чугун нельзя назвать слишком распространенным сплавом из-за технических трудностей при его механической и термической обработке. Однако создание легированных сплавов значительно расширяет сферу применения этого материала в результате кардинального изменения его физических и химических свойств.
При этом процесс легирования не требует использования редких и очень дорогих добавок. Поэтому применение белого чугуна для изготовления изделий и заготовок будут расширяться.
Оцените статью:Рейтинг: 0/5 — 0 голосов
Классификация чугунов
Темы: Сварка чугуна.
Чугун представляет собой многокомпонентный сплав железа с углеродом, содержащий >2,1% С. Кроме углерода в чугуне обычно содержится (в %): до 4 Si; 2 Мп; 0,3 Р; 0,25 S, а также 0,1 Cr, Ni или Cu. Классификация чугунов в зависимости от состояния углерода в сплаве:
- белые,
- серые,
- ковкие,
- высокопрочные чугуны.
В белом чугуне весь углерод находится в виде химического соединения с железом — цементита (Fе
Серые чугуны в изломе имеют серебристый цвет из-за наличия в них пластинчатых включений графита. Они широко используются в литейном производстве и выпускаются в соответствии с ГОСТ 1412-85. Прочность серого чугуна с пластинчатым графитом при растяжении находится в пределах 120.. .440 МПа, твердость 140…290 НВ. Структура серых чугунов в зависимости от состава и условий охлаждения может быть с перлитной, перлитно-ферритной и ферритной основой.
Наличие свободного графита в чугуне (до 50 % С) оказывает влияние на его свойства. Увеличение количества и размеров графитовых включений и неравномерность их распределения уменьшают прочность чугуна. Вместе с тем, свободный графит придает чугуну износостойкость, высокие литейные свойства, хорошую обрабатываемость режущим инструментом и высокую сопротивляемость при знакопеременных нагрузках. Все это обусловливает широкое применение серого чугуна в качестве конструкционного материала.
Чугун, полученный из белого чугуна продолжительным отжигом при температуре 800…850
В зависимости от режима термообработки основа ковкого чугуна может быть ферритной или перлитной. Состав основных элементов в ковком чугуне (в %): 2,3 …3 С; 0,9 … 16 Si; 0,3 … 1,2 Мn; >0,15 Р и S. Основные характеристики ковких чугунов определены ГОСТ 1215-79. Ферритные чугуны отличаются более высокой пластичностью, а перлитные обеспечивают лучшую износостойкость.
В промышленности получили распространение высокопрочные и легированные чугуны. В высокопрочном чугуне (ГОСТ 7293-85) углерод находится в виде шаровидного графита. Содержание основных элементов в таких чугунах составляет (в %): до 38 С; 2.9 Si; 0,9 Мn; 0,1 Сг; 0,02 S; 0,1 Р; 0,08 Mg. Чугуны с шаровидным графитом значительно превосходят по характеристикам серые чугуны. в частности по износо-, жаро- и коррозионной стойкости.
Легированные чугуны выпускаются согласно ГОСТ 7769-82.
Классификация чугунов легированных:
- жаростойкие хромовые чугуны,
- коррозионно-стойкие чугуны,
- износостойкие чугуны
- другие.
Такие чугуны легируются хромом, никелем, кремнием, магнием, медью и другими элементами. В легированных чугунах с содержанием до 10 % Ni, Сr и Мn и более имеют место перлитно-карбидные, бейнитные, мартенситные и аустенитные основы.
Другие страницы по теме
Классификация чугунов
:
- < Основные способы сварки чугуна
- Сварка чугуна >
Классификация и маркировка сталей и чугунов
⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 12Следующая ⇒Классификация сталей.
Стали классифицируются по химическому составу, качеству и назначению. По химическому составу классифицируют главным образом конструкционные стали, предназначенные для изготовления деталей машин и металлических конструкций. Конструкционные стали делят на углеродистые и легированные.
Углеродистые стали могут быть
— низкоуглеродистые: С ≤ 0,09 …0,25 %;
— среднеуглеродистые: С ≤ 0,25 …0,45 %;
— высокоуглеродистые: С ≤ 0,45 …0,75 %.
Легированные стали условно подразделяют по содержанию легирующих элементов: низколегированные ≤ 2,5%; среднелегированные – 2,5…10%; высоколегированные – более 10%.
По назначению стали подразделяют на конструкционные, инструментальные и стали и сплавы с особыми свойствами: жаропрочные, кислотостойкие, износостойкие, криогенные, магнитные и др.
По качеству различают стали общего назначения, качественные, высококачественные и особовысококачественные, в последнем случае в маркировке указывается способ выплавки и последующей обработки стали.
Под качеством стали понимают совокупность свойств, определяемых металлургическим процессом ее производства. Однородность химического состава, строения и свойств стали, а также ее технологичность во многом зависят от содержания газов (О2, Н2, N2) и вредных примесей – серы и фосфора.
Стали обыкновенного качества содержат до 0,05% серы и 0,04% фосфора, качественные – не более 0,04% серы и 0,035% фосфора, высококачественные ≤ 0,025% серы и ≤0,025% фосфора, особовысококачественные — ≤ 0,015% серы и ≤ 0,025% фосфора.
Стали углеродистые обыкновенного качества (ГОСТ 380-88) обозначаются индексом «Ст.» и порядковым номером, например, Ст.1, Ст.2, Ст.3, Ст.5. Чем выше номер в обозначении стали, тем выше ее прочность и ниже пластичность.
По степени раскисления и характеру затвердевания стали классифицируют на спокойные (сп), полуспокойные (пс) и кипящие (кп). Раскисление – процесс удаления из жидкого металла О2, проводимый для предотвращения хрупкого разрушения стали при горячей деформации.
Спокойные стали раскисляют Мn, Si и Аl. Кипящие стали раскисляют только Мn. Перед разливкой в них содержится повышенное количество О2, который при затвердевании, частично взаимодействуя с углеродом, удаляется в виде СО. Выделение пузырей СО создает впечатление кипения стали, с чем и связано ее название. Кипящие стали дешевы. Полуспокойные стали по степени раскисления занимают промежуточное положение между спокойными и кипящими.
По структуре — (см. выше) доэвтектоидные, эвтектоидные и заэвтектоидные.
Качественные углеродистые стали согласно ГОСТ 1050-88 маркируются цифрами, указывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента: сталь 10, сталь 15, …, сталь 80. Содержание серы и фосфора в этих сталях не должно превышать 0,035%. Стали этой группы, содержащие свыше 0,2% С, выпускаются только спокойные.
Углеродистые инструментальные стали (ГОСТ 1435-99) с С >0,7% имеют в обозначении букву «У» и цифру, указывающую на содержание углерода в десятых долях процентов: У7, У8,…,У13.
Легированные конструкционные стали (ГОСТ 4543-71) в зависимости от содержания серы и фосфора подразделяются на качественные, высококачественные и особовысококачественные.
Все высоколегированные стали содержат минимальное количество вредных примесей и являются высококачественными. Для придания особых свойств их подвергают дополнительной обработке специальными методами, которые отражены в обозначении сталей в конце наименования марки:
ВD – вакуумно-дуговой переплав,
Ш – электрошлаковый переплав,
ВН – вакуумно-индукционная выплавка,
СШ – обработка синтетическими шлаками.
Маркировка легированных сталей
В основу маркировки легированных сталей положена буквенно – цифровая система (ГОСТ 4543-71). Легирующие элементы обозначаются буквами русского алфавита:
А – азот, Б – ниобий, В – вольфрам, Г – марганец, Д – медь, Е – селен, К – кобальт, М – молибден, Н – никель, П – фосфор, Р – бор, С – кремний, Т – титан, Ф ванадий, Х – хром, Ц – цирконий, Ч – редкоземельные элементы, Ю – алюминий.
Количество углерода указывается в сотых долях процента цифрой, стоящей в начале обозначения; количество легирующего элемента в процентах указывается цифрой, стоящей после соответствующего индекса. Отсутствие цифры после индекса элемента указывает на то, что его содержание менее 1,5 %.
Высококачественные стали имеют в обозначении букву А, а особовысококачественные – букву Ш. проставляемую в конце. Например, сталь 12Х2Н4А содержит 0,12% углерода, ~ 2% Сr, ~ 4% Ni и менее 0,025% серы и фосфора.
В легированных инструментальных сталях цифра в начале указывает среднее содержание углерода в десятых долях процента, если его содержание меньше 1% , равно 1% или больше, то цифру не ставят, например: сталь 3Х2В8Ф содержит 0,3 % углерода, а сталь ХВГ – больше 1% углерода.
В маркировке сталей иногда ставят буквы, указывающие на их применение: А – автоматные, Р – быстрорежущие, Ш – шарико-подшипниковые, Э – электротехнические.
Классификация чугунов
Fe- Fe3C белые чугуны подразделяют на доэвтектические, эвтектические и заэвтектические. Из-за большого количества Fe3C они твердые (450…550НВ), хрупкие и для изготовления деталей машин не используются. Ограниченное применение имеют отбеленные чугуны – отливки из серого чугуна со слоем белого чугуна в виде твердой корки на поверхности. Из них изготавливают прокатные валки, лемеха плугов, тормозные колодки и другие детали, работающие в условиях износа.
Белые чугуны часто используются для последующего передела в сталь (передельные) или в ковкий чугун (через специальный графитизирующий отжиг-томление, чтобы графит имел хлопьевидную форму).
В промышленности широко применяют серые, высокопрочные и ковкие чугуны, в которых весь углерод или часть его находится в виде графита. Графит обеспечивает пониженную твердость, хорошую обрабатываемость резанием, а также высокие антифрикционные свойства вследствие низкого коэффициента трения. Серые, высокопрочные и ковкие чугуны различаются условиями образования графитовых включений и их формой, что отражается на их механических свойствах, которые в большей степени зависят от структуры механической основы. Прочность, твердость и износостойкость чугунов растут с увеличением количества перлита в металлической основе, которая по всем показателям близка к сталям.
Признаки классификации чугуна:
— по форме включений графита: серый чугун – с пластинчатым или с вермикулярным (завихренным или червеобразным) графитом, ковкий чугун – с хлопьевидным графитом и высокопрочный чугун с шаровидным графитом;
— по характеру металлической основы (матрицы) – с ферритной, феррито-перлитной и перлитной структурой;
По химическому составу: нелегированные чугуны и легированные – специального назначения.
Серыми называются чугуны с пластинчатой формой графита. По химическому составу их разделяют на обычные (нелегированные) и легированные. Обычные серые чугуны: С=2,2…3,7%; Si=1…3%; Мn=0,2…1,1%, Р=0,02…0,3%; S=0,02…0,15%. В небольших количествах: Сr, Ni, Сu.
Высокопрочными называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. Их получают модифицированием магнием, который вводят в жидкий чугун в количестве 0,02…0,08%. Химический состав: С=3,0…3,6%; Si=1,1…2,9%; Мn=0,3…0,7%, Р≤0,1%; S≤0,02%. Структура: ферритный или перлитный.
В чугунах с вермикулярным графитом структура формируется под действием комплексного модификатора, содержащего магний и редкоземельные металлы. Графит приобретает шаровидную (до 40%) и вермикулярную – в виде мелких тонких прожилок – форму. После модифицирования эти чугуны содержат: С=3,1…3,8%; Si=2,0…3,0%; Мn=0,2…1,0%, Р≤0,08%; S≤0,025%.
Ковкими называются чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Их получат отжигом белых доэвтектических чугунов. Химический состав: С=2,4…2,9%; Si=1,0…1,6%; Мn=0,2…1,0%, Р≤0,18%; S≤0,2%. Структура ферритная и перлитная.
Маркировка чугунов
Таблица 3.1
| Марка чугуна | σв | σ0,2 | δ, % | НВ | Структура металлической основы |
| МПа | |||||
| Серые чугуны (ГОСТ 1412-85) | |||||
| СЧ 10 | - | - | ~190 | Ф | |
| СЧ 15 | - | - | 163…210 | Ф | |
| СЧ 25 | - | - | 180…245 | Ф + П | |
| СЧ 35 | - | - | 220…275 | П | |
| Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293-85) | |||||
| ВЧ 35 | 140…170 | Ф | |||
| ВЧ 45 | 140…225 | Ф + П | |||
| ВЧ 60 | 192…227 | Ф + П | |||
| ВЧ 80 | 248…351 | П | |||
| ВЧ 100 | 270…360 | П | |||
| С вермикулярным графитом (ГОСТ 28384-89) | |||||
| Ч ВГ 30 | 130…180 | Ф | |||
| Ч ВГ 35 | 140…190 | Ф + П | |||
| Ч ВГ 40 | 1,5 | 170…220 | Ф + П | ||
| Ч ВГ 45 | 0,8 | 190…250 | П | ||
| Ковкие чугуны (ГОСТ 1215-79) | |||||
| КЧ 30-6 | - | 100…163 | Ф + до 10% П | ||
| КЧ 35-8 | - | 100…163 | - | ||
| КЧ 37-12 | - | 110…163 | - | ||
| КЧ 45-7 | - | 150…207 | - | ||
| КЧ 60-3 | - | 200…269 | П + до 20% Ф | ||
| КЧ 80-1,5 | - | 1,5 | 270…320 | - |
Читайте также:
виды, состав, формула, производство, применение
Наверняка многие сталкивались в быту или же на производстве с чугунными изделиями. Этот материал обладает хорошей прочностью и превосходными литейными качествами.
Чугун это стальной, или же правильнее сказать, железоуглеродистый сплав, состоящий из железа и углерода, который имеет объем от 2,14 % до максимальных 6,67 % и может входить в состав как цементит или же графит. Чугун по определению относится к машиностроительному материалу, отличающемуся дешевизной, а также простотой в производстве и служит основой для выплавки стали. Его получение относится к сложным химическим процессам, протекающим на определенных стадиях производства.
Основные характеристики и состав
Данный сплав помимо железа с углеродом включает дополнительные примеси, влияющие на его свойства. Разнообразный состав чугуна, обеспечивает ему высокую твердость, текучесть, повышает хрупкость. В него включаются: сера, кремний, марганец, фосфор. Сплав чугуна из-за входящего углерода имеет высокие показатели по твердости, но при этом снижается ковкость, а также пластичность вещества. Для придания металлу особых характеристик добавляются некоторые присадки. В качестве легирующих компонентов применяются: никель, ванадий, а также хром, алюминий. Формула чугуна состоит из железоуглеродистой основы с дополнительными включениями. Обладает плотностью порядка 7,2 г/см3, что является довольно высоким значением для металлических соединений.
Состоит чугун из нескольких компонентов, из-за чего свойства его вариаций могут существенно отличаться. Кроме углерода и железа, состав включает до 2 % марганца, 1,2 % фосфора, 4,3 % кремния и до 0,07 % серы. Кремний отвечает за состояние жидкотекучести, значительно улучшает литейные качества, а также делает мягче. Для усиления прочности используют марганец. Добавление серы снижает тугоплавкость и понижает его жидкотекучесть. Кроме того, она оказывает вредное воздействие, проявляющееся в появлении на горячих отливках трещин (красноломкость). Наличие фосфора снижает механические свойства, однако позволяет отливать предметы сложной формы.
Структура чугуна выглядит как металлическая основа с включениями из графита. В зависимости от вида, включает перлит, пластинчатый графит, а также ледебурит. Данные элементы определяют его характеристики и присутствуют в различных количествах или же полностью отсутствуют.
Температура плавления составляет от минимальных +1160 °С до максимальных +1250 °С. Имеет высокие антикоррозионные показатели, активно противодействует как сухой (химической), так и влажной коррозии. Благодаря ему появилась на свет нержавейка – стальной сплав, имеющий высокое содержание хромовой составляющей.
Область применения
Чугун широко используется в машиностроении при отливке разнообразных деталей. Применяется для изготовления коленчатых валов, а также двигательных блоков. Кроме того, производятся высококачественные колодки, имеющие высокую устойчивость к трению. Применяются при низких температурах, где применяется исключительно чугун благодаря своим высоким эксплуатационным свойствам. Данные качества используют при производстве различных элементов машин, где используется чугунный сплав для работы в жестком климате. Этот материал широко применяется металлургами благодаря превосходным литейным характеристикам и невысокой цене. Отлитые изделия имеют высокую износостойкость, повышенную прочность.
Многие сантехнические детали также изготавливаются из чугунной основы. Это батареи, радиаторы отопления, трубы, ванны, разнообразные раковины с мойками. Многие изделия служат и по сей день, хотя устанавливались несколько десятилетий назад. Эти предметы сохраняют первоначальный облик долгие годы и не требуют проведения реставрационных работ. Кроме того, чугунная посуда считается одной из самых удобных при готовке многих блюд.
Разновидности
Чугунный сплав по своим характеристикам подразделяется на передельный, а также литейный. Первый применяют при выплавке стали, используя кислородно-конвертерный метод. Данный вид отличается пониженным количеством марганца и кремния. Литейный чугунный материал служит для производства многочисленных деталей. Образцы изделий из этой основы можно увидеть на соответствующих фото.
К особой разновидности относятся никельхромистые сплавы (нихарды). К ним относится низкоуглеродистый, а также высокоуглеродистый чугун. Первый отличается усиленной прочностью, а второй – повышенной износостойкостью. Основными разновидностями являются белый и серый сплавы. Эти материалы отличаются содержанием углерода, а также свойствами. Кроме того, активно используются ковкие, легированные и высокопрочные виды.
Серый
Серые чугуны имеют низкую пластичность, вязкость, легко поддаются резке при обработке. Применяются при изготовлении неответственных деталей, а также элементов, работающих на износ. В сером чугуне углерод содержится в виде графита, перлита либо феррито-перлита. Его количество составляет около 2,5 %, что обеспечивает высокую прочность изделиям. Из серого сплава изготавливают корпуса различного промышленного оборудования, зубчатые шестеренки, кронштейны, втулки. Материал, содержащий высокое количество фосфора (порядка 0,3 – 1,2 %) обладает хорошей жидкотекучестью и применяется в художественном литье.
Белый
Содержит большое количество углерода (свыше 3 %), представленного в виде цементита либо карбида. Белый цвет в месте разлома данного материала дал название и соединению. Сплав этого вида имеет повышенную ломкость, а также хрупкость, что значительно сужает область использования. На его основе производят детали незамысловатой формы для выполнения статических функций без воздействия значительных нагрузок. Технические характеристики белого материала можно улучшить путем добавления легирующих компонентов. Для этого используется никель, хром, гораздо реже – алюминий либо ванадий. Марка с такими присадками называется «сормайт». Ее используют в качестве нагревательного элемента в разнообразных устройствах. Сормайт отличается стабильными характеристиками при температурных значениях не более +900 °С. Этот материал служит основой при изготовлении обычных бытовых ванн.
Ковкий
Этот вид получают из белого путем отливки с дальнейшей термообработкой. При этом применяется отжиг длительного воздействия, при котором цементит распадается, образуя графит. Этот процесс получил название графитизация с образованием в структуре углеродистых хлопьев. Графит приобретает такую форму благодаря продолжительному отжигу. Это положительно влияет на металлическую основу, которая становится более цельной, пластичной и вязкой.
Ковкий чугун прекрасно эксплуатируется при пониженных температурах и не сильно чувствителен к надрезам. Применяется при изготовлении элементов, работающих при непрерывном трении. Помимо этого, ковкий сплав служит основой для изделий весьма сложной конфигурации: угольники, тормозные колодки, тройники, автомобильные картеры для задних мостов и прочих конструкций. Улучшение свойств достигается путем добавления бора, теллура, магния.
Высокопрочный
Обладает повышенной прочностью и используется для получения изделий ответственного назначения, а в некоторых случаях заменяет даже сталь. Этот высокопрочный чугун получают добавлением в серый вид особых примесей (церий, кальций, иттрий, магний). Из него производят шестерни, поршни, коленчатые валы и прочие детали. Высокая теплопроводность позволяет отливать элементы для отопительных узлов, а также трубопроводов.
Легированный
Чугунный сплав легированного вида содержит дополнительные примеси. В состав входят в повышенном содержании титан, никель, хром, а также цирконий, ванадий, молибден, алюминий и прочие элементы. Они придают высокую прочность, твердость, износостойкость. Применяются легированные материалы при производстве деталей механизмов, взаимодействующих с газовыми, агрессивными средами, а также работающих под воздействием водных растворов.
Преимущества металла
Этот сплав относят к материалам, производимым черной металлургией. Его зачастую сравнивают со сталью при определении тех или же иных характеристик. Сделанный из чугуна предмет имеет невысокую стоимость по сравнению со стальным аналогом. Помимо этого, чугунные элементы имеют меньший вес и прочность. Эти свойства чугуна значительно расширяются за счет использования различных добавок в сплавы. Его параметры имеют следующие положительные качества:
- экологически чистый материал, что используется при производстве бытовых предметов, в том числе и посуды;
- устойчив к кислотно-щелочной среде;
- гигиеничен;
- способность длительного сохранения температуры;
- некоторые виды имеют прочность, сопоставимую со сталью;
- длительность эксплуатации, при которой его качественные показатели только улучшаются;
- полная безвредность для организма.
Производство
Получение чугунного сплава относится к материалоемким и затратным процессам. На выплавку одной тонны материала потребуется порядка 900 л обычной воды и около 550 кг кокса. Температура плавления составляет порядка +1200 °С, что требует наличия специфического плавильного оборудования. Для получения массы необходима руда, где массовая доля содержащегося железа составляет свыше 70 %. Обедненные рудные породы не используются по причине экономической неэффективности.
Материал выплавляют в особых доменных печах. Там железная руда проходит полный технологический цикл, начиная с восстановления оксидов руды и заканчивая получением на выходе чугунного сплава. Литье материала требует наличия топлива: кокса, термоантрацита, а также природного газа. По окончании восстановительного процесса железо в твердой форме помещается в особую часть печи для растворения в нем углерода. После взаимодействия получается чугунная масса, которая в жидком виде опускается вниз. Нерасплавленные примеси выталкиваются на поверхность и впоследствии удаляются. Этот шлак применяется для производства многочисленных материалов. После удаления из расплава ненужных частиц, проводят добавление присадок для получения определенных марок чугунных сплавов.
Чугун Классификация — Энциклопедия по машиностроению XXL
В машиностроении ограниченно применяют чугун первой плавки (т. е. доменный чугун). Классификацию доменного чугуна см. в работе [6]. Весьма перспективной является отливка крупных деталей непосредственно на металлургических заводах из доменного чугуна, модифицированного магнием. [c.10]Чугуны — Классификация И — Коррозия 20, 21 — Свойства физические и технологические 21, 22, 24, 758 — Свойства химические 17, 20, 21 — Усадка линейная 21, 24, 758 [c.1026]
ЧУГУНОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ ДОМЕННЫХ ЧУГУНОВ [c.73]
СОСТАВ И СОРТА ВЫПЛАВЛЯЕМЫХ ДОМЕННЫХ ЧУГУНОВ. КЛАССИФИКАЦИЯ ДОМЕННЫХ ЧУГУНОВ [c.61]
Состав, сорта чугуна, классификация и маркировка по ГОСТ [c.69]
Чугуны — Классификация 89 — Особенности сварки 89 — Состав присадочных прутков 91, 92 — Способы сварки 90 — Флюсы для пайко-сварки 92 — Характеристика 89 [c.478]
Классификация чугунных отливок по технологической сложности производится с учетом массы и толщины стенок. Для характеристики сложности чугунных отливок служит коэффициент габаритного объема [c.45]
Для производства отливок используются различные сплавы, классификация которых приведена на рис. 4.1. Примерно 77 % (по массе) всех изготовляемых в машиностроении отливок делают из чугуна. Этому способствует самая низкая среди всех литейных сплавов стоимость чугуна, его сравнительно высокая прочность и хорошие литейные свойства. [c.45]
Классификация чугунных отливок по технологической сложности [c.46]
Появление чугуна с шаровидным графитом вызвало ряд изменений в классификационной характеристике чугунов. Предел прочности при изгибе, ранее являвшийся одним из основных классификационных признаков (в заводских условиях ему придавалось большее значение по сравнению с другим показателем — пределом прочности при растяжении), уже не фигурирует в современных стандартах, уступив место пределу прочности при растяжении. В отличие от ранее действовавших классификаций на чугун с пластинчатым графитом в классификациях, применяемых к чугуну с шаровидным графитом, предусмотрены основные требования к механическим свойствам — пределу текучести и относительному удлинению. [c.208]
Опыт его эксплуатации, углубленное изучение специфических особенностей, постепенное раскрытие природы прочности и пластичности выдвинули в последнее время ряд новых проблем, относяш ихся к выбору критериев для оценки конструкционных свойств и имеюш их отчасти значение и для других конструкционных материалов. В литературе отмечалась [261], прежде всего, недостаточность и неполнота характеристики чугуна с шаровидным графитом по пределу прочности при растяжении. Между тем именно эта характеристика, как указано выше, является основной для классификации нового чугуна как у нас, так и за рубежом. [c.208]
В настоящее время действуют как рекомендуемые ГОСТ на терминологию и классификацию дефектов отливок из серого чугуна, ковкого чугуна и стали (см. соответствующие ГОСТ 2612-44. 3287-46 и 4009-48). [c.367]
В четвертом томе Чугун дана классификация и принципы выбора машиностроительного чугуна приведены физико-механические, технологические и другие свойства серого, ковкого, антифрикционного, коррозионно-стойкого, жаростойкого [c.7]
КЛАССИФИКАЦИЯ ИЗНОСОСТОЙКИХ БЕЛЫХ ХРОМИСТЫХ, ЧУГУНОВ [c.28]
Известно несколько десятков марок легированных белых износостойких чугунов 16, 78]. Такое разнообразие составов износостойких чугунОв требует подробной информации о свойствах и эксплуатационных характеристиках сплавов, необходимой для правильной ориентировки при выборе материала для конкретных деталей. Отсутствие классификации износостойких хроми- [c.28]
КЛАССИФИКАЦИЯ И НАЗНАЧЕНИЕ ЧУГУННЫХ ОТЛИВОК [c.1]
Классификация перлитного ковкого чугуна, принятая организацией американских литейщиков (AFA), приведена в табл. 98 [11]. [c.78]
Для определения дефектов отливок, их причин и виновников брака следует применять единый классификатор дефектов, построенный на основе рекомендуемого государственного стандарта 2612-44 ( Отливки из серого чугуна, терминология и классификация дефектов»). [c.252]
Классификация нормируемых элементов работы при обрубке и отделке чугунного литья в серийном [c.453]
В четвертом томе дана классификация и принципы выбора машиностроительного чугуна, приведены физикомеханические, технологические и другие свойства серого, ковкого, износостойкого, антифрикционного, коррозионно-стойкого,,, жаростойкого чугуна, чугуна с шаровидным графитом со специальными физическими свойствами. [c.4]
Серый, ковкий и высокопрочный чугун классифицируют по механическим свойствам. Согласно общей классификации принято следующее деление [1] [c.9]
Классификация структур фосфидной эвтектики по площади включений (Фв1 — F 25 ООО мк ) мало отражает ее влияние на свойства чугуна. Дифференциация фосфидной эвтектики на двойную Фс1 с равномерным зернистым строением и тройную ФсЗ с пластинами цементита принципиально неверна, как это было показано выше. Поэтому наиболее рациональной является оценка структуры фосфидной эвтектики по характеру ее распределения в чугуне (ГОСТ 3443-57). [c.14]
Классификация основных видов термической и химико-термической обработки отливок из серого чугуна приведена в табл. 1. [c.28]
Высоколегированный чугун. В ГОСТе 7769—63 включена одна марка высоколегированного хромистого чугуна ЖЧХ-30 (см. табл. 29). В промышленности находит применение также чугун с более низким содержанием хрома [24] существует следующая классификация по жаростойкости [c.203]
Хромистые сплавы. Свойства высокохромистого чугуна с большим содержанием углерода частично описано в разделе Отливки из жаростойкого чугуна , однако в химическом машиностроении применяются преимущественно высокохромистые сплавы с пониженным содержанием углерода. До сих пор нет единого мнения в классификации высокохромистых сплавов, содержащих более 1% С. По данным работы [57], характерное для чугуна эвтектическое превращение в сплавах, содержащих 35% Сг, наступает при содержании 1,5—2,5% С, а по данным работы [25], сплав, содержащий 20% Сг и более — 0,6% С должен классифицироваться как белый чугун, если применять терминологию, принятую для диаграммы железо—углерод. Бесспорным является то, что эвтектическое превращение в высокохромистых сплавах выявляется при значительно более низком содержании углерода, так как по мере увеличения содержания хрома в железоуглеродистом сплаве растворимость углерода непрерывно уменьшается. [c.225]
ЧУГУННОЕ ЛИТЬЕ Классификация [c.13]
Классификация структур чугунных отливок регламентирована ГОСТом 3443-57. [c.13]
В табл. 1-1 предпринята попытка объединить все многообразие типов и конструкций котлов в десять отдельных групп, характеризующихся примерно одинаковыми требованиями к водно-химическому режиму. Подобная классификация до известной степени условна, так как не учитывает таких порой решающих в этом вопросе факторов, как род топлива, способ его сжигания и др. В ней объединены паровые, водогрейные котлы и системы испарительного охлаждения. Для каждой из групп приведены предельные значения рабочих давлений, производительности и температуры теплоносителя. В первую, наиболее многочисленную группу включены чугунные секционные котлы малой производительности, [c.11]
Оптимальная температура 232, 233 —чугунные — Припуски на обработку —.Размеры 332, 333 —штучные — Обкатка между роликами и шариками 278, 280 Загрузочные устройства — Классификация 917 — Схемы 918 — Экономическая целесообразность — Расчетные формулы 917 —автоматические для штучных заготовок 917—947 [c.957]
Классификация стали по способам производства. По способам производства различают бессемеровскую, томасов-скую, мартеновскую и электросталь. В котлостроении применяется в основном мартеновская сталь и для особо ответственных деталей — электросталь. Бессемеровский и томасовский способы выплавки стали из чугуна не обеспечивают получения металла требуемой для котлостроении чистоты и качества, т. е. требуемых свойств. [c.31]
Для установления марки образцы отливок подвергаются испытаниям на растяжение или на изгиб с обязательным определением стрелы прогиба. Образцы испытываются на изгиб в соответствии с ГОСТ 2055-43. Действительные размеры образца в опасном сечении промеряют после излома с точностью до 0,1 мм. Образцы с дефектами (искривления, раковины и т. д.) к испытанию не допускаются, а дефекты, обнаруженные после излома, служат основанием для повторения иснытания. Твердость отливок определяется в местах, подлежащих обработке, и эти места должны указываться в чертежах или ТУ. Методика испытаний на сжатие и твердость установлена в ГОСТ 2055-43. Методы испытаний, изложенные в ГОСТ 2055-43, относятся также и к ковкому чугуну. Классификация и методы определения структуры металла отливок производятся по ГОСТ 3443-57 по эталонам. Химический анализ металла отливок производится по ГОСТ 2331-43. [c.112]
В зависимости от назначения деталей, ковкий чугун подразделяется на два основных впда ферритный и перлитный. Возможные пределы значений показателей механических свойств ферритного ковкого чугуна представлены диarpaм гoй на фиг, 2, а практически применяемая номенклатура показателей свойств и их конкретных значений (табл. 6) устанавливается ГОСТ 1215-41 Отливки ковкого чугуна. Классификация и технические условия . [c.300]
Контроль и испытания механических свойств должны производиться согласно ГОСТ 1215-41 Отливки ковкого чугуна. Классификация и технические условия , ГОСТ 2055 43 Отливки из серого и ковкого чугуна. Методы механических испытаний , ГОСТ 1497-42 Металлы. Методы испытания металлов на растяжение . Испытание для определения ударной вязкости производится по ГОСТ 1524 42. Количество испытывае.мых образцов или отливок (деталей) от контролируе.мой партии устанавливается стандартами, норыалядщ, или техническими условиями При одновре-ыенио.м производстве тонкостенных и массивных крупногабаритных отливок последние должны подвергаться 100%-ному контролю на твердость. [c.304]
Срок службы антикоррозионной бумаги УНИ зависит от ряда факторов, наиболее важными из которых являются тщательность подготовки поверхности металлоизделия к консервации, соответствие упаковочного материала нормативно-технической документации (количество ингибитора в бумаге, физико-механические показатели материала, его влагопрочностьи паропроницаемость), наличие барьерного покрытия и его вид, а также условия последующего хранения и транспортировки. В табл. 27 представлейк средние значения сроков хранения упакованных в антикоррозионную бумагу УНИ металлоизделий в зависимости от вида барьерного покрытия и степени коррозионной агрессивности атмосферы согласно СТ СЭВ Коррозия металлов. Классификация коррозионной агрессивности атмосферы (легкие сроки хранения — Л, средние — С, жесткие — Ж, очень жесткие — ОЖ), применительно к стали и чугуну, стали с неметаллическим неорганическим покрытием, а также стали и чугуну с металлическим покрытием (никелевым, хромовым — без подслоя меди). [c.108]Теллур по установившейся классификации относится к рассеянным элементам. Со многими металлами, в том числе и с железом, он образует теллуриды. Взаимная растворимость Fe и Те очень мала. Химические соединения теллура во многом сходны с соединениями серы, поэтому можно полагать, что в немагниевых чугунах он прежде всего образует соединения с марганцем, а в магниевых— с магнием. [c.75]
Металлический лом. Вторичные черные металлы, предназначенные для использования в качестве металлической шихты при выплавке стали и литейного чугуна и других целей, согласно ГОСТ 2787—75 иодразделяются 1) ио содержанию углерода —на два класса а) стальной лом и отходы и б) чугунный лом и отходы 2) по наличию легирующих элементов на две категории А — углеродистые, Б — легированные по показателям качества — на 28 видов по содержанию легируюгцих элементов — на 67 групп. В соответствии с этой классификацией в ГОСТ 2787—7.5 разработаны шифры для всех видов лома. [c.117]
Анализ пол ученных результатов показывает, что в зависимости от содержания хрома износостойкие белые чугуны могут быть разделены на чешре группы сплавов, отл ичающйеся строением. и служебными свойствами. К первой группе можно отнести сплавы, содержащие 1—6% Сг, ко второй — сплавы, содержащие 10— 15% Ст, к третьей группе — сплавы, содержащие 17—23% Сг, а к четвертой — сплавы с 25—30% Сг. Предложенная классификация износостойких хромистых чугунов основана на зависимости физико-механических Свойств от морфологии и структурного сьстава карбидной фазы, а также фазового состава металлической основы сплавов. [c.30]
В оценке пользуются шкалой, помещённой в ОСТ НКТМ 26049 Классификация структур отливок из серого чугуна , шкалой, изображённой на фиг. 21 [11], или шкалой графитовых включений стандарта А247-41Т АЗТМ [5] (см. вклейку). [c.152]
Классификация деталей должна быть единой для всех цехов завода — заготовительных и механических. Технология тех и других различна, и признаки, второстепенные в одном случае, могут оказаться основными вдруг ом. Например, замена цветн010 литья чугуном может мало повлиять на характер механической обработки детали (кроме геометрии инструмента и режимов резания), но она в тоже время обусловливает передачу заказа на литьё из одного заготовительного цеха в другой. [c.74]
Несмотря на столь сложную взаимозависимость влияний элементов на структуро-образованне чугуна, в качестве первого приближения можно принять приведенную в табл. 1 классификацию основных компонентов чугуна в зависимости от их воздействия на склонность чугуна к графитизации. [c.17]
Классификация корпусных деталей по служебному назначению и техническим условиям работы механизмов позволяет расчленить задачи исследования с тем, чтобы выяснить, где возможна непосредственная замена чугуна пластическими массами, в каких случаях замена потребует конструктивных изменений, и, наконец, определить те предельные условия, при которых использование суща твующих марок пластических масс становится невозможным. [c.219]
Малокобальтовые (2-8% Со), группа К по классификации ИСО, предназначенные для чистового, чернового и получернового точения чугунов, цветных металлов и их сплавов и неметаллических материалов (резины, фибры, пластмассы, стекла, стеклопластиков и т.д.), для вращательного бурения горных пород с коэффициентом крепости по шкале Протодьяконова до /=8, для волочения проволоки и волочения, калибровки и прессования прутков и труб из стали, цветных металлов и их сплавов. [c.84]
Классификация чугунов. Серый чугун, маркировка, свойства, область применения
Чугун — железоуглеродистый сплав, содержащий углерода свыше 2,14%.Кроме железа и углерода в состав чугуна входят постоянные примеси:
*марганец,
*кремний,
*сера,
*фосфор.
Чугун превосходит сталь по ряду показателей:
*он дешевле,
*имеет лучшие литейные свойства,
*легче обрабатывается резанием.
Структура и свойства чугунов, а следовательно, и область применения чугунного литья, зависят главным образом от условий получения отливок — температуры жидкого металла при заливке, скорости затвердевания отливки, использования модификаторов и т.д. При маркировке чугунов химический состав не указывается. Исключение составляют легированные чугуны, в марке которых приводится массовая доля легирующих элементов.
Отливки из чугуна классифицируют по:
*состоянию углерода,
*форме включений графита,
*структуре металлической основы,
*химическому составу,
*технологии получения,
*назначению.
По состоянию углерода (химически связанный или структурно свободный) различают:
*чугун белый,
*чугун серый,
*чугун половинчатый (отбеленный).
В белом чугуне (такое название он получил по цвету излома) углерод химически связан с железом в виде цементита Fe3С.
Белый чугун обладает высокой твёрдостью, хрупкостью и плохой обрабатываемостью резанием.
Основная масса белого чугуна идет на переделку в сталь.
В сером чугуне (серый излом) углерод находится в свободном состоянии в виде графитовых включений.
Серый чугун отличается от белого меньшей твёрдостью и хрупкостью, а также хорошей обрабатываемостью резанием. Хорошие литейные свойства серого чугуна играют важную роль при получении отливок.
Половинчатый (отбеленный) чугун характеризуется одновременным наличием в его структуре цементита и графита.Цементит находится в поверхностном слое отливки (охлаждающемся с наибольшей скоростью), а графит — во внутренней полости (сердцевине), охлаждающейся с наименьшей скоростью.
*обычные или немодифицированные чугуны,
*модифицированные чугуны.
По назначению различают чугун:
*чугун общего назначения (серый, ковкий, высокопрочный и др.),
*чугун специального назначения (антифрикционный, коррозионно-стойкий, жаростойкий, жаропрочный и др.).
Чугун серый — сплав железа с углеродом, в котором присутствует графит в виде крабовидных, пластинчатых или волокнистых включений. Отдельной разновидностью (группой марок) серого чугуна является высокопрочный чугун с графитом глобулярной формы, что достигается путем его модифицирования магнием (Mg), церием (Ce) или другими элементами. В зависимости от скорости дальнейшего охлаждения после затвердевания (а значит и от размера отливки) чугун может иметь ферритную, феррито-перлитную и чисто перлитную металлическую основу. С ростом скорости охлаждения возрастает доля перлита, а следовательно и прочность чугуна, но падает его пластичность. Для каждой области применения выбирают марку чугуна с оптимальным для этого случая сочетанием свойств. Маркируется серый чугун буквами СЧ, после которых указывают гарантированное значение предела прочности в кг/мм², например СЧ30. Высокопрочные чугуны маркируются буквам ВЧ, после которых указывают прочность и, через тире, относительное удлинение в %, например ВЧ60-2. Серый чугун характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка) и служит основным материалом для литья. Он широко применяется в машиностроении для отливки станин станков и механизмов, поршней, цилиндров. Высокая хрупкость, свойственная серым чугунам вследствие наличие в их структуре графита, делает невозможным их применение для деталей, работающих в основном «на растяжение» или «на изгиб»; чугуны используются лишь при работе «на сжатие». Кроме углерода, серый чугун всегда содержит другие элементы, в первую очередь кремний, способствующий образованию графита. В большинстве марок серого чугуна содержание углерода до 1,4 %, но при сумме содержания кремния и углерода выше 2 %.
Чугуны маркируют двумя буквами и двумя цифрами, соответствующими минимальному значению временного сопротивления δв при растяжении в МПа-10. Серый чугун обозначают буквами «СЧ» (ГОСТ 1412-85), высокопрочный — «ВЧ» (ГОСТ 7293-85), ковкий — «КЧ» (ГОСТ 1215-85).
СЧ10 — серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа;
ВЧ70 — высокопрочный чугун с сигма временным при растяжении 700 МПа;
КЧ35 — ковкий чугун с δв растяжением примерно 350 МПа.
Для работы в узлах трения со смазкой применяют отливки из антифрикционного чугуна АЧС-1, АЧС-6, АЧВ-2, АЧК-2 и др., что расшифровывается следующим образом: АЧ — антифрикционный чугун: С — серый, В — высокопрочный, К — ковкий. А цифры обозначают порядковый номер сплава согласно ГОСТу 1585-79.
Чугун получил широкое распространение как конструкционный материал в машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности в связи с рядом преимуществ перед Другими материалами, среди которых в первую очередь надлежит Упомянуть следующие: невысокая стоимость, хорошие литейные свойства. Изделия, изготовленные из него, имеют достаточно высокую прочность и износостойкость при работе на трение и характеризуются меньшей, чем сталь чувствительностью к концентраторам напряжений. Наряду с перечисленными преимуществами изделия из серого литейного чугуна хорошо обрабатываются режущим инструментом. Последнее вместе с хорошими литейными свойствами позволяет оценить чугун как весьма технологичный материал.
Классификация и свойства чугуна
Как правило, отливки из чугуна занимали более чем 50% веса машинного оборудования, поэтому они очень важна для промышленности одной страны.
Классификация чугуна
1. Белый чугун
Углерод находится на поверхности ферритов с мелкой фракцией и в виде Fe3c, участок белого чугуна в ленте белый цвет, особенности его твердые и хрупкие, трудно быть обрабатывается машиной и мало используется для производства деталей.Главный использование: он используется в качестве сырья для производства стали, также может быть дело с ковким чугуном.
2. Серый чугун
Углерод находится на поверхности ферритов с мелкой фракцией и всей в виде графита, сечение серого цвета. Это использовано широко фактически он занимает 80% чугуна. Их особенности мягкие, хрупкие, малой интенсивности и небольшой тяжести. Это включает в себя обычный серый чугун, ковкий чугун, ковкий чугун и чугун с вермикулярным графитом.
3. Пестрый чугун
Относится к переходной ткани между белым чугуном. и серый чугун. Потому что его свойство не очень хорошее, так что это мало использовал.
4. Ковкий чугун
Ковкий чугун также называют чугуном с шаровидным графитом или SG.
железо. Из-за шаровидного агента графитовая форма показана как
сферодаль, поэтому это железо будет иметь большее удлинение и более высокое
предел прочности и текучести.
Факторы, влияющие на микроструктуру и свойства
1.Содержание углерода
Когда C = 0,8%, это перлитный серый чугун, кусочек графита небольшой и интенсивность высока, поэтому раньше производились важные детали. когда C <0,8% они перлиты и ферритный серый чугун имеют высокие твердость и свойство хорошие, поэтому подходит для обычной машины части.
2. Степень графитации
Химическая составляющая чугунов, скорость охлаждения отливок. железо кристаллизуется, перегрев железной воды и покой в высокая температура все влияет на графитизацию.
Развитие чугуна
После вступления Китая в ВТО, чугунолитейные заводы встретили большие возможности и проблемы. Китай имеет большой рыночный потенциал в внутренние и зарубежные. Передовая технология оказывает большое влияние на традиционные отрасли, использование искусственного интеллекта и Чистая технология может улучшить систему управления, гарантируя качество продуктов.
Дом | Еще статьи
Классификация чугуна, Машиностроение
Классификация чугуна:
CI, содержащий C в форме цементита, называется белым чугуном.Микроструктура этого КИ состоит из перлита, цементита и ледебурита. Если содержание C меньше 4,3%, это заэвтектический CI, а если C выше 4,3%, это заэвтектический CI. Белый чугун имеет высокую твердость, износостойкость и сложен в обработке. Это можно заземлить, даже если. Твердость белого CI колеблется в пределах 300-500 BHN и UTS в пределах 140-180 МПа. Белый CI обычно отливается в песчаные формы для производства таких деталей, как футеровки насосов, мелющие шары, футеровки мельниц и т. Д.
Чугун, содержащий углерод в виде чешуек графита, диспергированных в матрице из перлита или феррита, относится к серому чугуну.Идентичность определяется тем фактом, что такая поверхность излома выглядит серой. Серый чугун отличается по процентному содержанию Si от белого чугуна, в то время как процентное содержание C почти такое же. Жидкий сплав надлежащего состава постепенно охлаждается в песчаной форме для разложения Fe 3 C на Fe и C, из которого C выделяется, как хлопья графита. Добавление Si, Ni или Al ускоряет графитизацию. Чешуйки графита различаются по длине от 0,01 до 1,0 миллиметра. Хлопья легко проникают в трещины, не позволяя более мягкой микроструктуре пластически деформироваться.Превосходные хлопья снижают пластичность и прочность. Лучшие свойства серого чугуна приобретаются за счет случайного расположения и распределения чешуек. Модифицирующий агент, такой как: металлический Al, Ti, Ca SiC, Zr и CaSi, будучи добавленными в незначительном количестве, вызывает образование более мелких чешуек графита и случайную ориентацию и распределение.
Серый чугун в основном хрупкий, с твердостью от 149 до 320 BHN и UTS от 150 до 400 МПа. Различные свойства приобретаются за счет изменения скорости охлаждения и количества модифицирующих агентов.Он обладает отличной текучестью, хорошей обрабатываемостью и производительностью. Если серый CI многократно нагревается до температуры примерно 400 o C, происходит постоянное расширение, называемое ростом. В соответствии с изменениями размеров меньше пластичности и прочности вследствие роста. При локальном нагревании примерно до 550 o C в разное время этот материал усиливает то, что называется огненными трещинами, что приводит к разрушению.
Высокопрочный серый чугун получают путем добавления сильнодействующего модификатора, например CaSi, к жидкому металлу перед литьем.Регистрируются УТС в диапазоне от 250 до 400 МПа. Этот чугун называется механитовым чугуном и может быть упрочнен закалкой в масле до UTS 520 МПа.
Если графит в чугуне представлен в виде узелков или сфероидов в матрице феррита или перлита, то материал называется чугун с шаровидным графитом. Такой чугун обладает заметной пластичностью, предлагая продукту преимущество перед сталью и преимущество перед чугуном. В основном это серый чугун, независимо от того, колеблется ли C в пределах 3.От 2 до 4,1%, Si от 1,0 до 2,8%, в то время как S и P ограничены от 0,03 до 0,1% соответственно. Никель и Mg добавляются в качестве легирующих элементов. Коленчатые валы, листовой и штамповочный металл, металлообрабатывающие валки, штампы и шестерни изготавливаются из узлового КИ. Дефекты типа: рост и огнестойкие трещины в таком классе чугуна не определяются. Это делает его подходящим для дверок печей, паровых установок и литья в песчаные формы. Он также обладает хорошей коррозионной стойкостью, что делает его полезным в морских применениях, на химических предприятиях и в нефтяной промышленности.
Белый ХИ, содержащий от 2,0 до 3,0% С, от 0,9 до 1,65% Si,
Добавление легирующих элементов, таких как: Ni и Cr обеспечивают ударопрочность и ударопрочность за счет коррозии и жаропрочности чугуна. Такие, называемые легированным CI, от 3 до 5 процентов Ni и от 1 до 3% хрома производят твердый Ni с твердостью до 650 BHN, а модифицированный твердый Ni с твердостью CI вместе с ударопрочностью и сопротивлением усталости создается за счет добавления 4,8 процента Ni и 4,15%. Cr. Ni-resist CI вместе с 14–36% никеля и 1–5% Cr представляет собой сплав CI, обладающий хорошей коррозионной и жаростойкостью.
Отливки большого количества в CI должны быть сняты напряжения при 400-500 o C, так как CI обладает свойством снимать заблокированные напряжения через некоторое время. CI можно отжигать путем нагрева до 800-900 o C для улучшения обрабатываемости. Чугун можно закалить в масле для повышения твердости.
Tureng — классификация чугунов
- Turc — английский
- Turc — Anglais
- Allemand — Anglais
- Français — Anglais
- Espagnol — Anglais
- Английские синонимы
- Синонимы
- Предложение
- Outils
- Ресурсы
- Контакт
- Книги
- Ouvrir сессия / Souscrivez-vous
- Éteindre les lumières
- английский
- Английский
- Türkçe
- Français
- Español
- Deutsch
- Синонимы
- Outils
- Книги
- Предложение
- Ресурсы
- Контакт
- Ouvrir session / Souscrivez-vous
EN-TR
- Turc — Anglais
- Аллеманд — Англ.
- Espagnol — Anglais
- Français — Anglais
- Anglais Synonymes
- Turc — Anglais
Играть в ENTRENus
A Исследование усталости и разрушения высокопрочных чугунов
[1] W.Л. Гессер, И. Мазьеро, Э. Меллерас, К. С. Кабесас. Усталостная прочность серого чугуна и чугуна с плотным графитом, используемого для блоков цилиндров двигателя. SAE Brasil, 2004-01-2222, (2004).
[2] Д.F. Socie & J. Fash. Усталостное поведение и развитие трещин в чугуне. AFS Transactions, 90 (1982) 385-392.
[3] М.Мёрцель, К. Хамберг, Й. Васен. Возникновение трещин в высокопрочных чугунах. Int J Cast Metal Res, 16 (2003) 245-250.
DOI: 10.1080 / 13640461.2003.11819590
[4] ISO 185.Серый чугун — Классификация. (2005).
[5] Т. Рауш. Zum Schwingfestigkeitsverhalten von Gusseisenwerkstoffen unter einachsiger und mehrachsiger Beanspruchung am Beispiel von EN-GJV-450.Докторская диссертация. RWTH Aachen, (2011).
[6] Т. Рауш, П. Байс, К. Брокманн, С. Линдлор, Р. Вебер. Применение количественного анализа изображений графитовых структур для оценки усталостной прочности чугунных материалов.Инженер по процедурам, 2 (2010) 1283–1290.
DOI: 10.1016 / j.proeng.2010.03.139
[7] М.Hesslinger, J. Böhme, F-X. Эппинг, А. Лембах, К. Фридман, Й. Ахенбах, М. Гарза. Erstes GJV-Zylinderkurbelgehäuse für hoch aufgeladene direkt einspritzende Ottomotoren, VDI-Berichte Nr. 2061: Gießtechnik im Motorenbau, Anforderungen der Automobilindustrie.VDI-Verlag. (2009).
[8] С.Р. Лопер, М.Дж. Лалич, Х.К. Парк, А. Гярматы. Связь микроструктуры с механическими свойствами в CGI. AFS Transactions, 90 (1982) 313-330.
[9] Э.Нехтельбергер: Свойства чугуна до 500 ° C. Technicopy Ltd, Англия (1980 г.).
[10] W.L. Guesser & E. Melleras.Испытания на усталость на образцах CGI. Блоки цилиндров V8. Внутренний отчет Тупи (2007).
Исследование обрабатываемости с помощью нового абразивно-стойкого чугуна для резки
[1] ЧАС.А. Юсеф, Х. Эль-Хофи, Технология обработки: станки и операции, CRC Press, (2008).
DOI: 10.1201 / 9781420043402
[2] А.Панда и др., Сопутствующие явления в обрабатываемости зоны резания во время токарной обработки нержавеющих сталей, Международный журнал обработки и обрабатываемости материалов 5/4 (2009) 383-400.
DOI: 10.1504 / ijmmm.2009.026899
[3] DIN EN 1560: 2011-05 Bezeichnungssystem für Gusseisen — Werkstoffkurzzeichen und Werkstoffnummern.
[4] Исаков Е. Параметры резания при токарной обработке стали, Промышленный пресс, Нью-Йорк (2009).
[5] E.D. Уитни, Керамический режущий инструмент, Издательство Уильям Эндрю / Нойес, (1994).
[6] Х. Чатч, Прикладная технология обработки, Vieweg, Висбаден, (2007).
[7] ISO 1832: 2012 Сменные пластины для режущих инструментов. Обозначение.
[8] ISO 21988: 2006 Чугуны износостойкие. Классификация.
[9] Й. Дуплак, Зависимость T-vc для резки керамики в стандарте ISO 3685, Manufacturing Engineering 9/4 (2010) 58-62.
[10] Я. Дуплак, Проверка зависимости T-vc для стандарта ISO 3685, в: Прогрессивные технологии обработки: Документы центра прогрессивных технологий 2010, Прешов, FVT TU, стр.45-52.
[11] J. Duplák, M. Hatala et. др., Зависимость T-Vc для спеченного металла в стандарте ISO 3685, Технологическая инженерия 7/2 (2010) 6-9.
[12] Дж. Р. Дэвис, Материалы: Руководство по специальности ASM, ASM International, Огайо, (1998).
[13] Я. Михок, Я. Маркович, Важность планирования как основной функции стратегического управления, Управление компаниями (Manažment podnikov) 3/2 (2013) 57-58.
[14] Зеленак М. и др., Сравнение механических свойств поверхностных слоев с использованием тестов наноиндентирования и микроиндентирования, Металлургия 51/3 (2012) 309-312.
[15] М. Зеленак, Я. Валичек, Я. Брумек, П. Хлавачек, Б.Халузикова, М. Вылезик, П. Бабкова, М. Харникарова, В. Саркова, М. Куснерова, В. Кубена: Измерение и анализ твердости поверхностных слоев алюминия методами наноиндентирования и царапин. 2011, Chemické Listy 105, 688-691.
[11] Дж.Zajac и др., Оборудование для резки нового типа режущего материала, в: Proceedings of the Conference PPTO, Košice, 1995, pp.138-139.
[12] К.Василько, Аналитическая теория обработки осколков, FMT TUKE, Прешов, 2007.
[13] Т.Креницки, Бесконтактное исследование поверхностей, созданных с использованием технологии AWJ, Технология производства 15/1 (2015) 61-64.
[14] Р.Чеп и др., Шероховатость поверхности после обработки и влияние скорости подачи на процесс, Основные технические материалы 581 (2014) 341-347.
DOI: 10.4028 / www.scientific.net / kem.581.341
Анализ чугуна
Задний план
В металлографической лаборатории задача анализа чугуна на предмет узловатости графита, его размера, формы и параметров распределения, а также отношения феррита к перлиту является чрезвычайно важной с точки зрения контроля качества.Поскольку чугун используется для производства широкого спектра прецизионных изделий, автомобильная промышленность является ярким примером того, как контроль качества чугуна играет жизненно важную роль в характеристиках спортивных автомобилей. Например, инженеры выбрали литой ковкий чугун для коленчатого вала спортивного автомобиля британского производства из-за его прочности; | Графит в чугуне при 100-кратном увеличении |
Вызов
Некоторые важные характеристики, часто анализируемые в микроструктуре чугуна:
• Тип (форма) графита
• Распределение графита
• Размер графита
• Шаровидность графита
• Процентное содержание графита
• Процентное отношение феррита к перлиту
Хотя Существует несколько международных стандартов1, ASTM A247 является доминирующим стандартом в Северной и Южной Америке, используемым для оценки микроструктуры графита в чугуне.Этот стандарт представляет три параметра: тип графита (также называемый формой), распределение графита и размер графита. Тип или форма графита варьируется от I до VII. Тип I указывает на чугун с шаровидным графитом (пластичный — графит в форме конкреций), тогда как тип VII указывает на серый чугун (графит в форме хлопьев). Распределение графита варьируется от A до B и в основном используется для оценки графита типа VII. Размер графита варьируется от 1 до 8, меньшее число указывает на больший размер.
Классификация по форме графита дала происхождение термину, называемому «нодулярность», который указывает процентное содержание графита в узловатой форме.Например, чугун со 100% нодулярностью содержит весь графит в виде конкреций (форма I графита), тогда как 80% нодулярность означает, что чугун содержит 80% конкреций и 20% других форм (форм) графит.
Процент графита, феррита и перлита указывает количество, которое каждая структура представляет от общего материала. Определение таких параметров — классический пример оценки процента площади.
Исторически сложилось так, что большинство лабораторий по контролю качества анализируют чугун с помощью метода «сравнения диаграмм».Здесь оператор выполняет визуальную оценку параметров, сравнивая прямое изображение под оптическим микроскопом (обычно при 100-кратном увеличении) со схемами микрофотографий, которые часто размещаются на стене рядом с микроскопом. Поскольку чугун обычно анализируется по нескольким параметрам, сравнение с различными диаграммами может занять много времени. Поскольку результаты интерпретируются оператором, этот метод может давать неточные и неповторимые результаты, часто не воспроизводимые между разными операторами.Кроме того, технические специалисты по контролю качества должны вручную вводить свои результаты в компьютерную электронную таблицу или отчет, что дает еще одну возможность для ошибок.
Перед современной металлургической лабораторией контроля качества стоит задача внедрить под ключ полностью автоматизированное решение для анализа и документирования чугуна в полном соответствии с ASTM A247 или другими международными стандартами, исключив при этом любые возможные неточности и субъективизм.
Решение
Войдите в современную цифровую металлургическую лабораторию контроля качества.Благодаря достижениям в области программного обеспечения для материаловедческой микроскопии, операторы могут использовать анализ изображений для анализа чугуна в соответствии с ASTM A247, а также широким спектром международных стандартов. С помощью нескольких щелчков мыши нетравленый образец можно полностью проанализировать на предмет размера, формы, узловатости и распределения графита.
Подробные результаты анализа графита получаются быстро и точно с помощью программного обеспечения для анализа изображений.
После завершения анализа графита программное обеспечение для анализа изображений автоматически вычисляет процентное содержание графита или «фракцию графита».Эта фракция графита будет использоваться впоследствии при анализе отношения перлита к ферриту в протравленном образце. Фракция графита используется для различения графита и перлита, поскольку их одинаковые значения оттенков серого делают их неотличимыми друг от друга с помощью программного обеспечения для анализа изображений.
Пример протравленного образца, на котором можно рассчитать отношение феррита к перлиту.
По завершении анализа все данные добавляются в электронную таблицу результатов непосредственно в программе анализа изображений.Отчеты, содержащие соответствующие данные анализа и связанные изображения, также могут быть созданы одним нажатием кнопки — и все это с минимальным обучением.
Конфигурация
Типичная конфигурация оборудования для анализа чугуна с помощью цифрового анализа изображений состоит из:
Инвертированный металлургический микроскоп:
Инвертированный микроскоп обычно предпочтительнее вертикальной модели, поскольку плоский полированный образец лежит на механическом предметном столике. обеспечение постоянной фокусировки при маневрировании на этапе сканирования.
Типовая конфигурация оборудования: инвертированный металлургический микроскоп, металлический объектив с 10-кратным увеличением, цифровая камера высокого разрешения для конкретного микроскопа.
Программное обеспечение для анализа изображений, специфичное для материаловедения:
Пакеты программного обеспечения для анализа изображений, специфичных для микроскопов, часто предлагают дополнительные дополнительные модули, которые позволяют пользователям анализировать чугун напрямую в соответствии с ASTM A247, а также различными Международные стандарты.
Металлургическая линза объектива 10x:
Требуемое увеличение объектива для анализа чугуна.
Специальная для микроскопа цифровая камера CCD или CMOS высокого разрешения:
При выборе цифровой камеры для анализа чугуна более важным, чем цифровое разрешение, является размер пикселя или результирующая плотность пикселей. Чтобы обеспечить наличие достаточного количества пикселей для выборки и цифрового восстановления мельчайших деталей, многие микроскописты следуют «теореме Найквиста», которая гласит, что для выборки мельчайших деталей или оптического разрешения требуется от 2 до 3 пикселей. Учитывая, что анализ чугуна всегда будет выполняться с 10-кратным объективом (вместе с 10-кратным окуляром = 100-кратное общее увеличение), оптическое разрешение типичного объектива среднего класса будет примерно 1.1 мкм. Это означает, что фактический размер откалиброванного пикселя должен быть меньше 366 нм (обеспечивая требуемые 3 пикселя на наименьший различимый элемент). Например, 5-мегапиксельная камера с размером пикселя 3,45 мкм даст калиброванный размер пикселя 345 нм (деление фактического размера пикселя на линзу объектива 10x с использованием адаптера камеры 1x). Разделив разрешение линзы (1,1 мкм) на размер калиброванного пикселя (345 нм) = 3,2. В этом примере присутствуют 3,2 пикселя для выборки наименьшего различимого признака, отвечающего критериям Найквиста от 2 до 3 пикселей на различимый признак.Хотя это может показаться запутанным, общее практическое правило состоит в том, что для анализа чугуна рекомендуются наиболее распространенные камеры для материаловедческой микроскопии с разрешением 3 МП или больше (с учетом размера пикселя наиболее распространенных датчиков CCD и CMOS).
Поскольку анализ чугуна может быть адекватно выполнен в режиме градаций серого (где настройка пороговых параметров проще, чем в цветном режиме), выбранная камера должна обеспечивать отображение в режиме градаций серого, а не только в цвете. Кроме того, выбор камеры, которая может обеспечить высокую частоту обновления в режиме реального времени, поможет при фокусировке или позиционировании образца.
Рекомендуется кодированная револьверная головка с ручным или моторизованным револьвером. Выбранное программное обеспечение для анализа изображений должно быть способно автоматически считывать увеличение линзы объектива в любое время. Это обеспечивает высочайший уровень точности измерения, поскольку исключается возможность ручного ввода неверного увеличения линзы объектива в программное обеспечение.
Требуется ручной или моторизованный столик XY сканирования для манипулирования образцом и позиционирования в интересующей области для наблюдения и анализа.
Требуется ПК, отвечающий минимальным системным требованиям камеры и программного обеспечения для анализа изображений, а также монитор высокого разрешения.
Процедура
Выбор линзы объектива с 10-кратным увеличением в условиях отраженного света и светлого поля, маневрируйте образцом на предметном столике XY для просмотра исследуемой области.
Захватите цифровое изображение с помощью программного обеспечения для анализа изображений.
Примечание: В качестве альтернативы, многие программные платформы предлагают возможность анализа живого изображения в дополнение к захваченному изображению.
Анализ изображений
Анализ графита:
Установите пороговые уровни шкалы серого, чтобы графит обнаруживался на нетравленом образце. При необходимости измените результаты частиц (разделите, соедините, нарисуйте или удалите узлы Graphite). Процент графита или графитовой фракции запоминается и используется в последующем анализе феррит-перлит.
Анализ процентного соотношения феррита и перлита:
Установите пороговые уровни шкалы серого, чтобы обнаруживал феррит.Поскольку графит и перлит имеют схожие значения оттенков серого, учитывается процентное содержание графита из анализа графита. Перед анализом можно применить морфологический фильтр, чтобы отделить яркие пустоты в перлите от ошибочного определения феррита.
Изображение анализируется в соответствии с выбранным стандартом. Полученные данные записываются в электронную таблицу непосредственно в программном обеспечении для анализа изображений.
На основе предварительно определенного шаблона пользователя автоматически создается отчет, включающий результаты анализа, поддерживающие изображения Cast Iron и соответствующие данные.
Пример автоматически созданного отчета, включающего соответствующие изображения и результаты анализа
Резюме
В отличие от прежних методов, когда операторы выполняли визуальную оценку размера, узловатости, формы или распределения графита вручную на глаз, современное программное обеспечение для анализа изображений с помощью микроскопа для материаловедения позволяет точно и многократно рассчитывать параметры графита, поскольку вмешательство человека сведены к минимуму. Многие программные пакеты разработаны в соответствии с ASTM A247 и широким спектром международных стандартов и могут быть реализованы с минимальными усилиями.Выходя за рамки анализа, многие программные пакеты дополнительно предлагают возможность автоматического создания отчетов на основе данных анализа и даже заходят так далеко, что предоставляют интегрированное решение базы данных для архивирования и быстрого и легкого поиска изображений и связанных данных. . При рассмотрении готового решения для автоматического анализа чугуна крайне важно работать напрямую с опытным производителем микроскопов в области материаловедения, поскольку они могут помочь вам на каждом этапе этого процесса, от выбора оборудования до полного развертывания.
Примечание: Шаровидность в чугуне также может быть измерена ультразвуком без необходимости подготовки поверхности. Более подробную информацию можно найти здесь.
Ссылки
Кармо Пеллициари, д-р техн., Консультант по металлургии
Мигель Анхель Йескас-Гонсалес и HKDH Bhadeshia, Кембриджский университет
Американское общество испытаний и материалов (ASTM) Стандарт A247
ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA, 19428-2959 USA
.