Физические свойства чугун: Свойства чугуна

Содержание

Физические и химические свойства чугуна

Физические свойства чугуна (плотность, теплофизические и электромагнитные свойства) зависят от состава и структуры, а следовательно, от вида и марки чугуна.

Плотность чугуна.

Пренебрегав сравнительно малым влиянием ряда элементов в обычном чугуне, можно рассчитать плотность чугуна.

rho = 100 / delim{[}{{100 - 15C_{с в} - C_т - 2,7S - 14,5(P - 0,1) - П_о} / {7,87 - 0,05Si - 0,065Al} + {15C_{с в}} / {7,67} + C_т / 2,2 + {2,7S} / {4} + {14,5(P - 0,1)} / {7,32}}{]}

где С, S, Р — массовые доли элементов,%;
Сr — массовая доля графита, %;
П0 — пористость, %;

15 Ссв; 2,7 S; 14,5 (Р—0,1) — количество карбидов железа, сульфидов марганца н фосфидной эвтектики соответственно.

Приведенная формула дает вполне удовлетворительные совпадения с экспериментальными данными.

В табл. 1 приведена плотность различных групп чугунов.

Наибольшей плотностью характеризуются белые чугуны, не содержащие свободных графитовых включений, а некоторые легированные чугуны (хромовые, никелевые, хромоникелевые).

Таблица 1. Плотность чугуна
Группа чугуна Марка чугуна Структура
Плотность, т/м2
Белый Перлит, карбиды 7,4-7,75
С пластинчатым графитом СЧ15, СЧ18 Ферритная, ферритноперлитная 6,8-7,2
СЧ20-СЧ25 Перлитная 7,0-7,3
СЧ30, СЧ35 Перлитная 7,2-7,4
Высокопрочный с вермикулярным или шаровидным графитом ВЧ 35-ВЧ 45 Ферритная 7,1-7,2
ВЧ 60-ВЧ 80 Перлитная 7,2-7,3
ВЧ 100 Бейнитная 7,2-7,35
Ковкий КЧ 30-6/КЧ 37-12 Ферритная 7,2-7,24
КЧ 45-7/КЧ 65-3 Перлитная 7,3-7,5
Легированный Никелевый с 34-36% Ni Аустенитная 7,5-7,7
Никелевый с медью типа ЧН15Д7Х2 — нерезист 7,4-7,6
Хромовый тип ЧХ28, ЧХ32 7,3-7,6
Хромово-никелевый 7,6-7,8
Кремнистый типа С15, С17 Ферритная 6,7-7,0
Чугун с 12% Mn 7,1-7,3
Алюминиевый: с 5-8% Al типа ЧЮ22Ш — чугаль 6,4-6,7
Ферритная 5,6-6,0

У серых чугунов плотность обычно тем больше, чем выше прочность чугуна.

Высокопрочный чугун при прочих равных условиях (одинаковом содержании кремния, перлита и графита) характеризуется большей плотностью, чем чугун с пластинчатым графитом. Однако во многих случаях эта плотность может оказаться на практике ниже, чем у серых чугунов, вследствие более высокого содержания углерода и кремния или большей ферритизации матрицы.

Большей плотностью также характеризуются аустенитные чугуны, вследствие более плотного строения, особенно при легировании никелем и мелью, плотность которых больше, чем у железа.

При легировании марганцем плотность аустенита несколько понижается. Еще меньше плотность ферритных кремнистых и алюминиевых чугунов.

Во всех случаях на плотность отливок влияет пористость (газовая, усадочная), величина которой колеблется обычно от 0,5 До 1,2% в зависимости от состава чугуна, характера кристаллизации и технологических факторов (эффективности питания, толщины стенки и т. п.), которые, в свою очередь, определяются технологичностью конструкции отливки. Наибольшее значение имеют условия питания, гидростатический напор, под которым происходит затвердевание отливки. Поэтому плотность в верхних частях крупных отливок может быть на 5% меньше, чем в нижних частях, а в центре — на 10% меньше, чем на периферии.

Плотность графитизированного чугуна уменьшается также с увеличением толщины стенки отливки вследствие увеличения степени графитизации и укрупнения графита:

Толщина стенки, мм 10 12,5 25 37
Плотность, т/м3 7,23 7,14 7,08 7,02

С увеличением жесткости форма Уменьшается предусадочное расширение, а следовательно, и усадочная пористость. Поэтому отливки, полученные в металлические формы, при прочих равных условиях более плотные, чем отливки, изготовленные в песчаных формах.


Чугун свойства физические — Справочник химика 21

    Углерод присутствует в сплавах железа в трех формах связанный в твердом растворе (феррите), в карбидах и в виде графита Определение содержания различных видов углерода в сталях и чугунах основано на их различных физических и химических свойствах и их реакциях в растворах электролитов. [c.29]

    Сплавы железа. Едва ли Е е самыми распространенными материалами в технике были и остаются чугун и различные стали. Те и другие являются соединениями железа углерода (исключая специальные стали) Различное содержание углерода заметно влияет на физические свойства указанных сплавов. Мягкая сталь содержит н выше 0,3% углерода. Ее отличительная особенность — высокая плас- 

[c.112]


    Сплавы железа. Едва ли не самыми распространенными материалами в технике были и остаются чугун и различные стали. Те и другие являются соединениями железа и углерода (исключая специальные стали). Различное содержание углерода заметно влияет на физические свойства указанных сплавов. Мягкая сталь содержит не выше 0,3% углерода. Ее отличительная особенность — высокая пластичность. Например, из мягкой стали изготовляют гвозди. Твердая сталь содержит от 
[c.134]

    Физические свойства высокохромистого чугуна [c.139]

    III). Гидроксиды железа (II) и (III). Их свойства. Комплексные соединения железа. Химические реакции, лежащие в основе получения чугуна и стали. Роль железа и его сплавов в технике. Хром, электронная формула, степени окисления. Получение, физические и химические свойства хрома. Оксиды хрома (II) и (III). Гидроксиды хрома (II) и (III). Их свойства. Оксид хрома (VI). Хромовая и дихромовая кислоты. Дихромат калия как окислитель. Марганец, злектронная формула, степени окисления. Получение, физические и химические свойства марганца. Кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства соединений марганца. Оксиды марганца (II) и 

[c.9]

    Чугуны. При увеличении содержания углерода в железных сплавах до 2,8—3,7% получают чугуны, значительно отличающиеся по свойствам от сталей. Стоимость чугунов намного ниже стоимости сталей. Основные физические свойства чугунов  [c.21]

    Как же будет обстоять дело с металлами как конструкционным материалом Не заменят ли их искусственные полимерные и другие неметаллические материалы, не подверженные коррозии, как об этом иногда говорят в последнее время Нет, этого не произойдет. Железо, сталь, чугун, алюминий, медь, титан и другие металлы и сплавы, служащие сейчас основными конструкционными материалами, несомненно, сохранят эту роль на многие годы. Могучие их соперники — пластические массы, полимеры, модифицированная древесина, стекло, керамика, бетон и другие известные и вновь появляющиеся материалы, не вытеснят металлы. Каждому новому конструкционному материалу с полезным набором физических и физико-химических свойств найдется место в народном хозяйстве и развитии техники будущего. Металлы и их многочисленные сплавы, благодаря своим ценным свойствам — высокой прочности и одновременно пластичности, высокой тепло- и электропровод- 

[c.7]


    Каменноугольный кокс применяется для выплавки чугуна, в цветной металлургии, для литейного дела, для получения газа в газогенераторах и для других целей. В зависимости от своего назначения кокс должен удовлетворять определенным требованиям по своему составу и физическим свойствам. 
[c.13]

    Высокопрочный чугун обычно получали, модифицируя его магнием. Физический смысл этой добавки станет ясным, если вспомнить, что в чугуне 2—4,5% углерода в виде чешуйчатого графита, который и придает чугуну главный его технический недостаток — хрупкость. Добавка магния заставляет графит перейти в более равномерно распределяющуюся в металле шаровидную или глобулярную форму. В результате значительно улучшается структура, а с ней и механические свойства чугуна. Однако легирование чугуна магнием требует дополнительных затрат реакция идет очень бурно, расплавленный металл брызжет во все стороны, в связи с чем приходилось сооружать для этого процесса специальные камеры. [c.77]

    Для знакомства с физическими свойствами железа и его сплавов учащимся раздают полоски кровельного железа, иглы, лезвия безопасной бритвы, кусочки чугуна от испорченной посуды или каких-либо других изделий. [c.278]

    Механические и физические свойства отливок из серого чугуна и влияние состава чугуна и его структуры на химическую стойкость в серной кислоте приведены на стр. 117. [c.191]

    Термин шлак применяют как название отходов,. получаемых при плавке чугуна и различных металлов и при сжигании минерального топлива. В зависимости от происхождения шлаки делят ка две большие группы металлургические и топливные, различающиеся химическим и минералогическим составами, кристаллической структурой, вследствие чего их химические, физические и, следовательно, технические свойства оказываются весьма различными. [c.430]

    Нанесение на металл покрытия в ванне расплавленного металла — это самый старый и самый дешевый метод нанесения защитных покрытий. Ему сопутствует одно принципиальное ограничение — наносимый в качестве покрытия металл или сплав должен иметь сравнительно низкую температуру плавления, при которой металл-основа еще не меняет, своих физических свойств. Этот метод используется для нанесения покрытий из олова, цинка, свинца и алюминия на сталь (реже — на чугун) и на медь. [c.195]

    Хотя эти элементы входят в состав чугуна в сравнительно небольших количествах, они имеют очень большое значение и определяют его физические и химические свойства и пригодность к эмалированию. [c.270]

    Основные физические свойства серого чугуна [46, 50, 51] [c.152]

    Добавки лития способствуют графитизации, повышают жидкотекучесть, увеличивают удельный вес (более здоровый и плотный металл), повышают твердость, сопротивление изгибу и сжатию и ряд других физических и механических свойств. Литий действует подобно магнию, но одинаковый эффект достигается при меньших добавках кроме того, нет необходимости вводить литий в виде сплавов с никелем или медью. В одной из работ рекомендуется вводить в чугун 0,01% лития иО,04% магния. О промышленном применении сведений нет, по-видимому, оно еще практически не о

Чугун: серый и белый: cвойства, производство, литье, маркировка

Чугун начали применять много десятилетий назад. Этот материал обладает особыми эксплуатационными характеристиками, которые отличаются от свойственных стали. Производство чугуна, несмотря на появление большого количества различных сплавов, налажено во многих странах. Для того чтобы определить свойства чугуна, следует рассмотреть особенности его химического состава, от чего зависят те или иные физические качества.

ЧугунЧугун Чугун

Химический состав чугуна является важным фактором, который во многом определяет механические свойства получаемых отливок. Кроме этого, на многие свойства оказывает влияние механизмы первичной и вторичной кристаллизации.

Содержание углерода в чугуне может варьироваться в пределах от 2,14 до 6,67 процентов. Современные технологии производства позволяют с высокой точностью контролировать концентрацию всех элементов в составе, за счет чего снижается показатель хрупкости и увеличиваются другие эксплуатационные характеристики.

Рассматривая химический состав чугуна следует отметить, что в него, кроме железа и углерода, обязательно входят следующие элементы:

  1. Кремний (концентрация не более 4,3%). Данный элемент оказывает благоприятное воздействие на чугун, делая его более мягким и улучшая его литейные свойства. Однако слишком высокая концентрация может сделать материал более восприимчивым к пластичной деформации.
  2. Марганец (не более 2%). За счет добавления этого элемента в состав существенно увеличивается прочность материала. Однако слишком большая концентрация может стать причиной хрупкости структуры.
  3. Сера относится к вредным примесям, который могут существенно ухудшать эксплуатационные качества материала. Как правило, концентрация серы в составе чугуна не превышает показателя 0,07%. Сера становится причиной появления трещин при нагреве состава.
  4. Фосфор содержится в составе в концентрации менее 1,2%. Повышение концентрации фосфора в составе становится причиной появления трещин при охлаждении состава. Кроме этого, данный элемент становится причиной ухудшения других механических качеств.

Как и во многих других составах, наиболее важным из химических элементов чугуна является углерод. От его концентрации и вида зависит разновидность материала. Структура чугуна может существенно различаться в зависимости от применяемой технологии производства.

Физический свойства

Чугун получил широкое распространение благодаря привлекательным физическим качествам:

  1. Стоимость материала существенно ниже стоимости других сплавов. Именно поэтому его применяют для создания самых различных изделий.
  2. Рассматривая плотность чугуна, отметим, что данный показатель существенно ниже, чем у стали, за счет чего материал становится намного легче.
  3. Температура плавления чугуна может несколько различаться в зависимости от его структуры, в большинстве случаев составляет 1 200 градусов Цельсия. За счет включения в состав различных добавок температура плавления чугуна может существенно повышаться или уменьшаться.
  4. При выборе материала многие уделяют внимание тому, что цвет чугуна может несколько отличаться в зависимости от структуры и химического состава.

Температура кипения чугуна также во многом зависит от химического состава. Для того, чтобы рассмотреть физические свойства материала, следует уделить внимание каждой его разновидности. Иная структура и химический состав становятся причиной придания иных физико-механических качеств.

Технология производства

Выплавка чугуна проводится на протяжении нескольких десятилетий, что связано с его уникальными эксплуатационными качествами. Большое количество разновидностей сплавов определяет применение особых правил маркировки. Маркировка чугунов проводится следующим образом:

  1. Литейные обозначаются буквой Л.
  2. Серый получил широкое распространение, для его обозначения применяется сочетание букв «СЧ».
  3. Ковкий обозначают КЧ.
  4. Предельный или белый обозначают буквой П.
  5. Антифрикционный или серый обозначают АЧС.
  6. Легированные чугуны могут обладать самым различным химическим составом и обозначаются буквой «Ч».

Технология производства чугуна предусматривает проведение нескольких этапов, которые позволяют получить требуемую структуру. Рассматривая процесс получения чугуна, отметим следующие моменты:

  1. Производство проводится в специальных доменных печах.
  2. Легированный и жаростойкий чугун могут получаться при использовании в качестве сырья железной руды.
  3. Технология представлена в восстановлении оксидов железа руды. В результате перестроения кристаллической решетки и изменения структуры на выходе получается материал, который называют чугуном.
  4. Рассматривая способы производства, отметим, что особенности технологии также заключаются в применяемых материалах – коксах. Под коксом подразумевают природный газ или термоантрацит, выступающие в качестве топлива.
  5. Изготовление чугуна предусматривает отпуск железа в твердой форме при применении специальной печи. На данном этапе получается жидкий чугун.

Оборудование для производства чугуна может существенно отличаться. Кроме этого, применяемая технология производства во многом определяет то, какой будет получен материал. Примером можно назвать производство ВЧШГ, которое связано с приданием структуре необычную форму.

Разновидности чугуна

Существует довольно большое количество разновидностей рассматриваемого материала. Классификация чугунов во многом зависит от структуры и химического состава. Выделяют следующие виды чугуна:

  1. Серый. Эта разновидность материала характеризуется низкой пластичностью и высокой вязкостью, а также хорошей обрабатываемостью резанием. В составе углерод содержится в виде графита. Область применения – машиностроение; производство деталей, работающих на износ. Как показывает практика, концентрация фосфора может варьироваться в достаточно большом диапазоне: от 0,3 до 1,2%. За счет особого химического состава материал обладает высокой текучестью и часто применяется в художественном литье. Антифрикционный чугун обходится в относительно невысокую стоимость, что также определяет его широкое распространение.
  2. Белый. За счет того, что в этом составе углерод представлен в качестве цементита, структура характеризуется чрезвычайной хрупкостью и повышенной твердостью, а также низкими литейными свойствами и плохой обрабатываемостью резанием. Стоит учитывать, что белый чугун применяется для переделки в сталь или изготовлении ковкого. Очень часто его называют предельным.
  3. Половинчатый характеризуется повышенной устойчивостью к износу, что связано с распределением углерода на цементитную и свободную основу. Часто эта разновидность материала применяется в машиностроении и станкостроении.
  4. Легированный. Для того чтобы придать особые свойства чугуну также проводится его легирование. Легированный чугун обладает повышенной износостойкостью, коррозионной стойкостью за счет включения в состав никеля и хрома, а также меди. Подобные варианты исполнения чугуна получают свое название в зависимости от того, как легирующий элемент использовался при их изготовлении.
  5. Высокопрочный чугун производится путем введения в состав жидкого серого чугуна различных элементов, к примеру, магния и кальция. В результате легирования меняется форма графита – он напоминает шар и при этом не меняет кристаллическую решетку. Стоит учитывать, что по своим свойствам этот металл напоминает углеродистую сталь, применяется, в основном, при изготовлении различных износостойких деталей.
  6. Ковкий. Получают его при переплавке белого чугуна, который следует нагреть до высокой температуры и выдерживать в подобном состоянии. В некоторых случаях для придания составу особых качеств проводится добавление легирующих элементов. Основными свойствами можно назвать высокую вязкость и повышенную степень пластичности. Получил широкое распространение в машиностроительной промышленности.
  7. Специальный. Представляет собой сплав, в который входит большое количество марганца и кремния. Зачастую применяется для удаления кислорода из стали при его производстве или переплавке, за счет чего понижается температура плавления.
Литье чугунаЛитье чугуна

Литье чугуна

Каждая разновидность чугуна обладает своей особой структурой и химическим составом, которые и определяют область применения.

Применение

Из-за особых физико-механических качеств применение чугуна стало возможно в самых различных сферах:

  1. Для производства различных деталей в машиностроительной отрасли. На протяжении многих лет именно этот сплав применяется при изготовлении самых различных деталей для двигателя внутреннего сгорания. При этом автопроизводители проводят изменение основных свойств материала путем его легирования, что необходимо для достижения уникальных качеств. Кроме этого, большое распространение получили тормозные колодки из данного сплава.
  2. Изделия из чугуна могут выдерживать воздействие низкой температуры. Поэтому материал применяется при производстве техники и инструментов, которые эксплуатируются в жестких климатических условиях.
  3. Ценится чугун в металлургической области. Это связано с невысокой стоимостью, которая во многом зависит от концентрации углерода и особенностей получаемой структуры. Высокие литейные качества также делают материал более привлекательным. Получаемые изделия характеризуются высокой прочностью и износостойкостью.
  4. На протяжении нескольких последних десятилетий рассматриваемый сплав широко применяется при изготовлении сантехнического оборудования. Это связано с высокими антикоррозионными способностями, а также возможностью получения изделий самой различной формы. Примером можно назвать чугунные ванны и радиаторы, различные трубы, батареи и мойки. Несмотря на появление материалов, которые могли бы заменить чугун, подобные изделия пользуются большой популярностью. Это связано с тем, что они сохраняют первозданный вид на протяжении длительного периода эксплуатации.
  5. Применяется сплав и для изготовления различных декоративных элементов, что связано с высокими литейными качествами. Примером можно назвать решетку для перил, различные статуэтки и многое другое.
Чугунные сковородыЧугунные сковороды
Чугунные сковороды
Чугунные радиаторыЧугунные радиаторы
Чугунные радиаторы

Кроме этого, область применения зависит от нижеприведенных свойств рассматриваемого материала:

  1. Некоторые марки обладают высокой прочностью, которая характерна для стали. Именно поэтому материал применяется даже после появления современных сплавов.
  2. Чугунные изделия могут на протяжении длительного периода сохранять тепло. При этом тепловая энергия может равномерно распространяться по материалу. Эти качества стали использоваться при изготовлении отопительных радиаторов или других подобных изделий.
  3. Принято считать, что чугун – экологически чистый материал. Именно поэтому его часто применяют при изготовлении различной посуды, к примеру, казана.
  4. Высокая стойкость к воздействию кислотно-щелочной среды.
  5. Высокая гигиеничность, так как все загрязняющие вещества могут легко удаляться с поверхности.
  6. Рассматриваемый материал характеризуется достаточно длительным сроком службы при условии соблюдения рекомендаций по эксплуатации.
  7. Входящие в состав химические вещества не могут нанести вреда здоровью.

В заключение отметим, что давно открытая технология производства рассматриваемого материала на протяжении многих лет оставалась практически неизменной. Это связано с тем, что при относительно невысоких затратах можно было получить большой объем расплавленного сплава. На сегодняшний день часто проводится производство материала из лома, что позволяет еще в большой степени снизить себестоимость получаемого продукта.

ЧУГУН Физические свойства — Энциклопедия по машиностроению XXL

Аустенитный чугун — Физические свойства 180 Ацетилен — Получение 536  [c.1044]

Выше было указано, что величина силы трения Т зависит от физических свойств трущихся поверхностей и качества их обработки. Для подтверждения этого будем менять материалы стола и тела М (см. рис. 119) и последовательно определять величину силы Т. Взяв обе поверхности сначала чугунными, а затем бронзовыми, найдем, что сила трения бронзы по бронзе будет больше, чем  [c.92]


В зависимости от условий эксплуатации конструкционные порошковые материалы (КПМ) подразделяют на две группы материалы, заменяющие обычные углеродистые и легированные стали, чугуны и цветные металлы материалы со специальными свойствами — износостойкие, инструментальные, жаропрочные, жаростойкие, коррозионностойкие, для атомной энергетики, с особыми физическими свойствами (магнитными, электро- и теплофизическими и др.), тяжелые сплавы, материалы для узлов трения — антифрикционные и фрикционные и др. Физико-механические свойства КПМ при прочих равных условиях определяются плотностью (или пористостью) изделий, а также условиями их получения. По степени нагруженности порошковые детали подразделяют на четыре группы (табл. 7.1).  [c.174]

В замкнутом тормозе часть поверхности трения тормозного шкива соприкасается с фрикционной накладкой. В этом случае тепловой поток разделяется на две части, одна из которых расходуется на нагрев шкива, а другая — на нагрев накладки. Соотношение частей общего теплового потока определяется физическими свойствами трущихся тел. Совершенно очевидно, что если теплопроводность фрикционного материала будет высокой, то тепловой поток, проходящий через него, будет также велик, и нагрев тормозного шкива уменьшится. Анализ распределения теплового потока между двумя трущимися телами показывает, что при работе с фрикционным материалом на асбестовой основе (вальцованная лента, асбестовая тканая лента) только незначительная часть (3—4%) теплового потока расходуется на нагрев тормозной накладки, основная же часть его (96—97%) проходит через металлический тормозной шкив. При использовании фрикционных материалов металлокерамического типа (на медной или железной основе) через тормозную накладку проходит значительно большая часть теплового потока, а часть его, проходящая через тормозной шкив, снижается соответственно до 62% (при стальном шкиве) и до 79% (при чугунном шкиве). Таким образом, характер распространения тепла в фрикционной накладке определяет собой условие на границе исследуемого тела (шкива). Это условие также выражается уравнением Фурье  [c.605]

Следует различать усадку 1) действительную, соответствующую физическим свойствам охлаждающегося затвердевшего чугуна 2) затруднённую, которая получается в результате взаимодействий, с одной стороны усилий усаживающегося чугуна, а с другой — механических и термических сопротивлений усадке затруднённая усадка всегда меньше действительной 3) технологическую, получаемую в результате искажений затруднённой усадки деформациями формы при извлечении из неё модели технологическая усадка меньше затруднённой и при чрезмерных искажениях формы может получиться даже обратного знака 4) полную, соответствующую физическим свойствам чугуна при изменении объёма в жидком состоянии, во время затвердевания и после затвердевания.  [c.6]


В соответствии со структурой все основные физические свойства металла в указанных трёх зонах будут различны и будут соответствовать свойствам белого, половинчатого и серого чугуна.  [c.64] Механические и физические свойства ковкого чугуна промел следующие  [c.87]

Свёрла с пластинками из твёрдых сплавов. Из-за физических свойств твёрдых сплавов эти свёрла имеют ограниченное применение. Их рационально применять для материалов, не требующих больших передних углов, например, чугуна, в особенности при наличии литейной корки, твёрдых сталей, пластмасс, эбонита, бакелита, стекла и т. п., а также в тех случаях, когда величины подачи для инструментов из твёрдых сплавов и быстрорежущей стали примерно одинаковы. В этом случае производительность станка увеличивается за счёт использования повышенных скоростей резания, например, при обработке на быстроходных станках лёгких сплавов, чугуна и др. Из-за малой прочности пластинки и необходимости иметь значительный угол резания приходится отказываться от использования твёрдых сплавов при обработке вязких металлов (например, сталей с О4[c.332]

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]

Физические свойства. Плотность серого чугуна колеблется в пределах 6,8— 7,6 Г/см . Чем выше марка и прочность чугуна, тем выше его плотность, так как более прочный чугун имеет низкое содержание углерода при отсутствии феррита  [c.82]

Конструкционные свойства. Физические свойства. Плотность чугуна вследствие наличия графита значительно меньше (примерно на 8—10%) плотности углеродистой стали.  [c.137]

Некоторые физические свойства кремнистого чугуна с пластинчатым графитом  [c.205]

Физические свойства чугунов  [c.23]

Физические свойства чугунов см. в табл. 12.  [c.23]

Физические свойства чугунов при нормальной температуре  [c.24]

Физические свойства чугуна (плот иость, теплофизические и электромагнитные свойства) зависят от состава и структуры, а следовательно, от вида и марки чугуна.  [c.57]

Газы в чугуне могут оказывать значительное влияние на его физические свойства, как в жидком, так и в твердом состояниях.  [c.68]

Физические свойства латунных припоев для низкотемпературной пайко-сварки чугуна  [c.333]

Физические свойства чугунов представлены в табл. 7.3.  [c.412]

Физические свойства чугуна с пластинчатым графитом  [c.412]

Основные физические свойства чугунов приведены в табл. 205.  [c.385]

Механические и физические свойства отливок из серого чугуна и влияние состава чугуна и его структуры на химическую стойкость в серной кислоте приведены на стр. 117.  [c.191]

Описанный анализ структурных состояний некоторых сталей и высокопрочного чугуна после ТЦО в сравнении с методами ТО, известными ранее, не является полным и всесторонним. Однако приведенные структуры и другие данные показывают основные отличия структур сплавов на основе железа, обработанных по обычному методу с изотермическими выдержками и по методу ТЦО (нестационарный). Ясно, что значительным различиям в структурах соответствует существенная разница в механических и физических свойствах черных металлов.  [c.71]

Основные физические свойства структурных составляющих чугуна приведены в табл. 3, а основных типов чугуна — в табл. 4.  [c.179]

Физические свойства типового чугуна  [c.180]

В зависимости от назначения отливки из серого чугуна можно разделить на следующие укрупнённые группы 1) конструкционные 2) со специальными физическими свойствами 3) антифрикционные 4) особые. Такое деление является условным, поскольку условия эксплоатации отливок из серого чугуна многообразны.  [c.192]

Отливки из серого чугуна со специальными физическими свойствами 21 [20]  [c.199]

В связи с расширением областей применения чугуна в народном хозяйстве в довоенный период с большой остротой встал вопрос о разработке новых марок чугунов со специальными физическими свойствами весьма разнообразного значения. В числе таких марок можно указать, например, чугуны кислотостойкие, щелочеупорные, изпосостопкне, жаростойкие, немагнитные и магнитные и др.  [c.206]

Наряду с совершенствованием методов плавки, важным резервом повышения прочности и ряда других эксплуатационных характеристик (особенно износостойкости) явилось легирование чугуна, получившее довольно большое распространение. Перечисленные выше тины чугунов со специальными физическими свойствами относятся к категории легированных. Для ряда наиболее ответственных марок конструкционных чугунов практиковалось легирование никелем, хромом и их сочетаниями. Большое развитие получило использование так называемых природно-легированных чугунов, представляющих собой доменные чугуны, выплавляемые из комплексных руд и содержащие легирующие элементы. К ним относятся, например, чугуны, вьшлав-ляемые из руд Орско-Халиловского месторо>кдения, имеющие в своем составе до 3% хрома и 1% никеля.  [c.206]

При обработке ковкого чугуна необходимо учитывать, что при одинаковых механических и физических свойствах разные марки чугуна резко различны по обрабатываемости. Это прежде всего связано с иногда очень незначительными изменениями в структуре. Так, включения эвтектического цементита в количестве 5—7% слабо влияют на твердость и прочность ковкого чугуна, но резко снижают стойкость режущего инструмента при механической обработке. Увеличение пластичности материала сверх допустимых пределов вызывает образование нароста на передней грани инструмента, что также снижает его стойкость. Это может иметь место при обработке феррит-ного ковкого чугуна марок КЧ 35-10 и КЧ 37-12. Однако основной причиной, наруша-  [c.132]

Физические свойства ферритного чугуна марок Х28Л и Х34Л характеризуются следующими показателями (по ГОСТу 2176—57)  [c.189]

Физические свойства окисной пленки играют важную роль в процессах окисления металлов и сплавов. При этом большое значение имеет прочность сцепления окислов с металлом и сплошность покрытия поверхности образцов окисной пленкой. Алюминий, кремний и хром, входящие в состав чугуна, в зависимости от их содержания способствуют образованию окислов железа — типа шпинели или образуют чистые окислы на собственной основе, имеющие плотноупакованную кристаллическую решетку и обладающие высокой жаростойкостью. Первоначально образовавшиеся на поверхности изделий окислы алюминия, хрома и кремния, практически не претер певают изменений и надежно предохраняют металл от последующего окисления при высоких температурах.  [c.197]

Химический состав 197, 212—216 Алюминиевый чугун жаростойкий карбидного состава (нирофераль) 216 — Механические и физические свойства 217 — Применение 220  [c.236]

Физические свойства Белый чугун Серый ч-угун Высокопрочный чугун Высоколеги -рованныА чугун Ковкий чугун  [c.24]

Червячные смесители пластических материалов В29В7/(14, 20, 42, 48) фрезы В 23 F 21/16 экструдеры В 29 С 45/(47-52), 47/(38-50, 60-64)> Чернение поверхности для получения декоративного эффекта В 44 С 1/26 Черпаки литейные В 22 D 41/(00-12) Черпаковые насосы F 04 В 19/(08-14) Чертежи обучение черчению G 09 В 11/00 В 41 печатание на них J 3/28 трафареты для выполнения N 1/24) подвесные устройства для хранения В 42 F 15/06) Чертежные [Б 43 (доски L 5/00-5/02 линейки L 7/00-7/08 перья К 17/00 приборы L 9/00-15/00) измерители G 01 В 3/16 инструменты изготовление из листового или профильного металла В 21 D 53/76 кнопки (В 43 М 15/00 изготовление В 21 G 5/02)] Чехлы предохранительные устройства для велосипедов, мотоциклов и т. п. В 62 J 19/00 для колб теплоизоляционные В OIL 11/02 для предотвращения загрязнения В 08 В 15/02 для ручных режущих инструментов В 26 В 29/(00-04) для тары В 65 D 5/62 для транспортных средств В 60 J 11/00) Чилийские мельницы В 02 С 15/14 Чистка [см. также очистка В 08 В всасыванием 5/04 выбиванием 7/02 гибких или хрупких изделий 11/(00-04) с использованием (газа или воздуха 5/00-5/04) пара или жидкости 3/00-3/10 щеток 1/00-1/04 электростатических средств 6/00, А 47 L 13/40) труб 9/02) котлов F 22 летательных аппаратов В 64 F 5/00 литейных форм В 22 D 23/00 пера В 68 G 3/00 печей F 27 D 23/00 транспортных средств В 60 S 1/00-3/06 труб металлических химическими средствами С 23 G 3/04 форм для формования пластических материалов В 29 С 33/72] Чистовая обработка В 23 (винтов, болтов или гаек G 9/00 зубьев колес и реек F 19/(00-12)) Чтение [графиков, диаграмм G 06 К 11/00 G 09 В обучение чтению (17/(00-04) по движению губ 31/06) регулирование или увеличение скорости 17/04)] Чтение, устройства для чтения с помощью движущейся ленты В 42 D 19/00 Чугун [см. также железо С 21 белый (графитизирующий отжиг D 5/14, 5/16 термообработка D 5/04-5/16) деформация как способ изменения физических свойств D 7/00-7/13, 8/00 литейный (получение С 1/08 термообработка D 5/00-5/16) переработка С получение (введени-  [c.210]

В течение ряда лет предпринимались попытки использовать свойства литня, так же как и свойства магния, для улучшения качеств чугуиов. Было найдено, что добавка к чугуну небольших количеств лития до некоторой степени улучшает его физические свойства. Однако за последние пять лет в связи с развитием производства чугуна с шаровидным графитом было получепо много доказательств, что добавки лития к чугуну облегчают получение сфероидальной структуры, причем для получения тех же свойств, что и в случае применения магния, требуются меньшие добавки литня. Кроме того, добавление лития не сопровождается бурной реакцией, в то время как магний во избежание бурной реакции приходится добавлять вместе с медью или никелем в виде сплавов 80% меди или инкеля и 20% магния 125 — 27, 111, 1251.  [c.368]

Теплопроводность чугуна в большей мере, чем другие физические свойства, зависит от структуры, ее диспсрсиости и мельчайших загрязнений, т. е. является структурно-чувствительным свойством.  [c.60]

В этой книге рассматрявается производство черных металлов в последовательности современной технологической схемы производства 1) выплавка чугуна из железной руды — доменное производство 2) прямое получение желюа и металлизованного сырья 3) выплавка стали из чугуна, металлического лома 4) обработка стальных слитков и заготовок на прокатных станах и получение готовых изделий и полуфабрикатов. Обычно черными металлами называют железо и сплавы железа с различными элементами. Основным элементом, придающим железу разнообразные свойства, является углерод. Сплавы с содержанием углерода до 2,14 % называют сталями, а сплавы с более высоким содержанием углерода — чугунами. Помимо углерода, в состав стали и чугуна входят различные элементы. Легирующие элементы улучшают, а вредные примеси ухудшают свойства железных сплавов. К легирующим элементам относятся марганец, кремний, хром, никель, молибден, вольфрам и др. К вредным примесям — сера, фосфор, кислород, азот, водород, мышьяк, свинец и др. В зависимости от содержания легирующих сталь или чугун приобретают различные свойства и могут быть использованы в той или иной области промышленности. Так, например, инструментальные стали с высоким содержанием углерода используют для изготовления режущего обрабатывающего инструмента. При повышении содержания хрома и никеля стали приобретают антикоррозионные свойства (нержавеющие стали). Стали с повышенным содержанием кремния используют в электротехнике в виде трансформаторного железа и т. п. Чугун с высоким содержанием кремния используют в литейном деле. Для деталей, выдерживающих повышенные нагрузки, применяют высокопрочные чугуны, содержащие хром, никель и т.д. Металл, используемый в промыш-деииости, сельском хозяйстве, строительстве, на транспорте и т.д., имеет различную форму, размеры и физические свойства. Придание металлу требуемой формы, необходимых размеров и различных свойств достигается обработкой слитков стали давлением и последующей термической обработкой. Для получения различной формы изделий применяют свободную ковку, штамповку на молотах н прессах, листовую штамповку, прессование, волочение и прокатку. На прокатных станах обрабатывается до 80 % всей выплавляемой стали, на них производят листы, трубы, сортовые профили, рельсы, швеллеры, балки и т. п.  [c.8]

Добавка молибдена обеспечивает получение однородной мелкокристаллической структуры стали, увелич ивает прокаливаемость стали и способствует устранению хрупкости в результате отпуска. Молибден широко применяют при изготовлении конструкционных сталей, содержащих 0,15—0,50% Мо. В быстрорежущей стали молибден заменяет часть вольфрама. Молибден в сочетании с другими легирующими элементами находит широкое применение при производстве нержавеющих, жаропрочных, кислотостойких и инструментальных сталей и сплавов с особыми физическими свойствами. Добавка молибдена в чугун увеличивает его прочность и сопротивление износу. Для легирования стали обычно используют ферромолибден (табл. 91), а также металлический молибден (для легирования специальных сплавов), молибдат кальция и технический триоксид молибдена МоОз (>50 % Мо, —0,10 % С и 0,12 % S). В черной металлургии используют 95 % всего добываемого молибдена.  [c.282]

Нанесёние на металл покрытия в ванне расплавленного металла — ЭТО самый старый и самый дешевый метод нанесения защитных покрытий. Ему сопутствует одно принципиальное ограничение — наносимый в качестве покрытий металл или сплав должен иметь сравнительно низкую температуру плавления, при которой металл-основа еще не меняет своих физических свойств. Этот метод используется для нанесения покрытий из олова, цинка, свинца и алюминия на сталь (реже — на чугун) и на медь.  [c.195]


Что такое чугун? Свойства, состав, получение и применение :: SYL.ru

Многие знают о таком материале как чугун и его прочностных характеристиках. Сегодня мы с вами углубим эти знания и выясним, что такое чугун, из чего он состоит, каких видов бывает и как производится.

Что такое чугун

Состав

Что такое чугун? Это сплав из железа, углерода и разнообразных примесей, благодаря которым он обретает необходимые свойства. Материал должен иметь в своем составе не менее 2,14% углерода. В противном случае, это будет сталь, а не чугун. Именно благодаря углероду чугун обладает повышенной твердостью. Вместе с тем, данный элемент снижает пластичность и ковкость материала, придавая ему хрупкость.

Кроме углерода, в состав чугуна в обязательном порядке входят: марганец, кремний, фосфор и сера. В некоторые марки также вносят дополнительные присадки, для придания материалу специфических свойств. Среди часто используемых легирующих элементов можно отметить: хром, ванадий, никель и алюминий.

Свойства чугуна

Материал имеет плотность 7,2 г/см3. Для металлов и их сплавов это достаточно высокий показатель. Чугун хорошо подходит для производства всяческих изделий путем литья. В этом плане он превосходит все сплавы железа кроме некоторых марок стали.

Температура плавления чугуна равна 1200 градусам. У стали данный показатель выше на 250-300 градусов. Причина тому кроется в повышенном содержании в чугуне углерода, которое обуславливает менее тесные связи между атомами железа. Во время выплавки чугуна и его последующей кристаллизации, углерод в полной мере не успевает внедриться в структуру железа. Поэтому материал получается хрупким. Структура чугуна не позволяет использовать его для производства продукции, которая постоянно подвержена динамическим нагрузкам. А вот для чего чугун подходит идеально, так это для деталей, которые должны обладать повышенной прочностью.

Свойства чугуна

Получение

Получение чугуна – весьма затратный и материалоемкий процесс. Чтобы получить одну тонну сплава, необходимо 550 кг кокса и 900 л воды. Что касается руды, то ее количество зависит от содержания в ней железа. Как правило, используется руда с массовой долей железа не менее 70%. Обработка менее богатых руд нецелесообразна с экономической точки зрения.

Прежде чем отправиться на переплавку, материал обогащается. Производство чугуна в 98% случае происходит в доменных печах.

Технологический процесс включает в себя несколько этапов. Сначала в доменную печь загружается руда, в состав которой входит магнитный железняк (соединение двух- и трехвалентного оксида железа). Также могут использоваться руды, в которых содержатся водная окись железа или его солей. Кроме сырья, в печь кладут коксующиеся угли, необходимые для создания и поддержания высокой температуры. Продукты горения углей как восстановители железа также участвуют в химических реакциях.

Дополнительно в топку подается флюс, играющий роль катализатора. Он ускоряет процесс плавления пород и освобождения железа. Важно отметить, что прежде чем попасть в топку, руда должна пройти специальную обработку. Так как мелкие части лучше плавятся, ее предварительно измельчают на дробильной установке. Затем руду промывают, чтобы избавиться от примесей, не содержащих металла. Затем сырье высушивается и проходит обжиг в печах. Благодаря обжигу из него удаляется сера и прочие чужеродные элементы.

Литье чугуна

После полной загрузки печи начинается второй этап производства. Когда горелки запущены, кокс постепенно разогревает сырье. При этом выделяется углерод, который реагирует с кислородом и образует оксид. Последний принимает активное участие в восстановлении железа из находящихся в руде соединений. Чем больше газа накапливается в печи, тем медленнее протекает реакция. Когда нужная пропорция достигнута, реакция и вовсе останавливается. Избыток газов в дальнейшем служит топливом для поддержания необходимой температуры в печи. У этого метода есть несколько сильных сторон. Во-первых, он позволяет снизить затраты горючего, что удешевляет производственный процесс. И, во-вторых, продукты горения не попадают в атмосферу, загрязняя ее, а продолжают участвовать в производстве.

Избыток углерода перемешивается с расплавом и поглощается железом. Так и получается чугун. Примеси, которые не расплавились, всплывают на поверхность смеси и удаляются. Их называют шлаком. Шлак находит применение в производстве некоторых материалов. Когда из расплава удалены все лишние частицы, в него добавляют специальные присадки.

Разновидности

Что такое чугун и как его получают, мы уже выяснили, теперь разберемся с классификацией этого материала. Описанным выше путем получают передельный и литейный чугун.

Передельный чугун используется в производстве стали по кислородно-конвертерному пути. Этот вид отличается низким содержанием кремния и марганца в сплаве. Литейный чугун применяют в производстве всяческой продукции. Он делится на пять видов, каждый из которых рассмотрим отдельно.

Высокопрочный чугун

Белый

Это сплав отличается содержанием избыточной части углерода в виде карбида или цементита. Название этому виду было дано за белый цвет в месте разлома. Содержание углерода в таком чугуне обычно превышает 3%. Белый чугун отличается высокой хрупкостью и ломкостью, поэтому его применяют ограниченно. Данный вид используют для производства деталей простой конфигурации, которые выполняют статические функции и не несут больших нагрузок.

Благодаря добавлению в состав белого чугуна легирующих присадок, можно повысить технические параметры материала. С этой целью чаще всего используют хром или никель, реже — ванадий или алюминий. Марка с подобного рода присадками получила название «сормайт». Она используется в различных устройствах как нагревательный элемент. «Сормайт» обладает высоким удельным сопротивлением, и хорошо работает при температурах не выше 900 градусов. Самое распространенное применение белого чугуна – производство бытовых ванн.

Серый

Это наиболее распространенная разновидность чугуна. Она нашла применение в разных областях народного хозяйства. В сером чугуне углерод представлен в виде перлита, графита или же феррито-перлита. В таком сплаве содержание углерода составляет порядка 2,5%. Как для чугуна, этот материал обладает высокой прочностью, поэтому его используют в производстве деталей, которые получают циклическую нагрузку. Из серого чугуна делают втулки, кронштейны, зубчатые шестеренки и корпуса промышленного оборудования.

Состав чугуна

Благодаря графиту серый чугун снижает силу трения и улучшает действие смазок. Поэтому детали из серого чугуна имеют высокую стойкость к данному виду износа. При эксплуатации в особо агрессивных средах в материал вводятся дополнительные присадки, позволяющие нивелировать негативное воздействие. К таковым относятся: молибден, никель, хром, бор, медь и сурьма. Эти элементы защищают серый чугун от коррозии. Кроме того, некоторые из них повышают графитизацию свободного углерода в сплаве. Благодаря этому создается защитный барьер, предотвращающий попадание на поверхность чугуна разрушающих элементов.

Половинчатый

Промежуточным материалом между двумя первыми разновидностями является половинчатый чугун. Содержащийся в нем углерод представлен в виде графита и карбида приблизительно в равных долях. Кроме того, в таком сплаве могут присутствовать в незначительных количествах лидебурит (не более 3%) и цементит (не более 1%). Общее содержание углерода в половинчатом чугуне колеблется 3,5 до 4,2%. Данная разновидность применяется для производства деталей, которые эксплуатируются в условиях постоянного трения. К таковым можно отнести автомобильные тормозные колодки, а также валки для измельчительных станков. Для еще большего повышения износостойкости в сплав добавляют всяческие присадки.

Ковкий

Этот сплав представляет собой разновидность белого чугуна, который с целью графитизации свободного углерода подвергается специальному обжигу. По сравнению со сталью, такой чугун имеет улучшенные демпфированные свойства. Кроме того, он не столь чувствителен к надрезам и хорошо работает в условиях низких температур. В таком чугуне массовая доля углерода составляет не более 3,5%. В сплаве он представлен в виде феррита, зернистого перлита, содержащего вкрапления графита или феррито-перлита. Ковкий чугун, как и половинчатый, используют в основном в производстве деталей, эксплуатирующихся в условиях непрерывного трения. Для повышения эксплуатационных характеристик материала в сплав добавляют магний, теллур и бор.

Применение чугуна

Высокопрочный

Данный вид чугуна получается вследствие образования в металлической решетке включений графита шаровидной формы. Из-за этого металлическая основа кристаллической решетки ослабевает, и сплав обретает улучшенные механические свойства. Образование шаровидного графита происходит благодаря введению в материал магния, иттрия, кальция и церия. Высокопрочный чугун близок по своим параметрам к высокоуглеродистой стали. Он неплохо поддается литью и может полностью заменить стальные детали механизмов. Благодаря высокой теплопроводности данный материал может быть использован для изготовления трубопроводов и отопительных приспособлений.

Трудности промышленности

На сегодняшний день литье чугуна имеет сомнительные перспективы. Дело в том, что из-за высокого уровня затрат и большого количества отходов промышленники все чаще отказываются от чугуна в пользу дешевых заменителей. Благодаря быстрому развитию науки уже давно стало возможным получение более качественных материалов при меньших затратах. Серьезную роль в этом вопросе играет защита окружающей среды, которая не приемлет использование доменных печей. Чтобы полностью перевести выплавку чугуна на электрические печи, нужны годы, если не десятилетия. Почему так долго? Потому что это очень дорого, и далеко не каждое государство может себе это позволить. Поэтому остается лишь ждать, пока наладится массовый выпуск новых сплавов. Конечно же, полностью прекратить промышленное применение чугуна в ближайшее время не получится. Но очевидно, что масштабы его производства будут падать с каждым годом. Эта тенденция началась еще 5-7 лет тому назад.

Структура чугуна

Заключение

Разобравшись с вопросом: «Что такое чугун?», можно сделать несколько выводов. Во-первых, чугун представляет собой сплав из железа, углерода и присадок. Во-вторых, он имеет шесть видов. В-третьих, чугун весьма полезный и универсальный материал, поэтому долгое время его дорогостоящее производство было целесообразно. В-четвертых, на сегодняшний день чугун уже считается пережитком прошлого, и планомерно уступает свои позиции более надежным и дешевым материалам.

Основные свойства и области применения серого чугуна

Основные свойства и области применения серого чугуна

В основу стандартизации серого чугуна заложен принцип регламентирования минимально допустимого значения временного сопротивления разрыву при растяжении (В). В соответствии с этим принципом обозначение марки чугуна содержит минимально допустимое значение В определенного в стандартной пробной литой заготовке. Механические свойства серого чугуна регламентируются ГОСТ 1412-85 и приведены в табл.1.2. Необходимо учитывать, что порядок подготовки и проведения механических испытаний серого и других чугунов отличаются от методов испытания стали. Например, для чугунных отливок контроль свойств проводят по ГОСТ 27208-87 «Отливки из чугуна. Методы механических испытаний», а способы получения заготовок для образцов из каждого чугуна регламентированы соответствующим стандартом (для серого – ГОСТ 24648 –81).

Таблица 1.2 — Механические свойства и рекомендуемые составы серого чугуна (ГОСТ 1412-85)

K большинству чугунных отливок в силу особенностей их эксплуатации часто предъявляются различные условия, включающие другие (не предусмотренные ГОСТ 1412-85) требования по механическим свойствам, а также по физическим и теплофизическим показателям. На практике достаточно часто удается проследить связь между определенной группой физико-механических и теплофизических свойств чугуна и эксплуатационными показателями конкретного изделия. Наиболее часто встречающиеся показатели механических свойств серого чугуна, часть из которых не регламентируется ГОСТ 1412-85, приведены в табл.1.3-1.5.

Большое влияние на механические свойства чугуна имеет скорость охлаждения металла, а, следовательно, и толщина стенок отливок. В этом случае при оценке реальной прочности отливок рекомендуется изготавливать различного рода тестовые заготовки, которые соответствуют толщине отливок, и из них вырезать образцы для испытаний. Определенные представления о влиянии толщины стенки отливки на прочность и твердость чугуна можно получить, воспользовавшись данными табл.1.6.

Таблица 1.3 – Механические свойства серого чугуна при растяжении и изгибе

Основные показатели, характеризующие физические свойства чугуна (плотность, удельная теплоемкость, теплопроводность и коэффициент линейного расширения), приведены в табл.1.7 в соответствии с приложением № 2 ГОСТ 1412-85. Данные такого рода имеются также в стандартах других стран, например, Британский стандарт BS 1452 1977.

Модуль упругости чугуна зависит от размеров графитных пластин и уменьшается с увеличением их размера. Более высокий уровень пластичности серый чугун с пластинчатым графитом показывает при сжатии. Например, осадка серого чугуна в холодном состоянии при сжатии может составлять 20 – 40 %. При растяжении пластичность, как видно из табл. 1.3, не достигает и 1 % удлинения.

Таблица 1.4 – Механические свойства серого чугуна при сжатии

Таблица 1.5 – Механические свойства серого чугуна при кручении

Обобщая имеющиеся в литературе данные, необходимо заметить, что плотность чугуна тем выше, чем ниже содержания в нем углерода и кремния. Коэффициенты теплового расширения и удельной теплоемкости зависят не столько от химического состава чугуна, сколько от его структуры. При этом легирующие элементы слабо влияют на эти коэффициенты. Исключение составляет только медь. Теплопроводность чугуна, связанная с теплопроводностью структурных составляющих, оказывается наибольшей при максимальном содержании графита.

Таблица 1.6 — Зависимость прочности (В) и твердости (НВ) серого чугуна от толщины стенок отливок

Таблица 1.7 – Физические свойства чугуна с пластинчатым графитом (ГОСТ 1412-85)

Как конструкционный материал серый чугун используются для широкого спектра изделий практически во всех отраслях машиностроительного комплекса. К числу наиболее крупных потребителей чугунного литья следует отнести автомобилестроение, станкостроение, тяжелое и металлургическое машиностроение, санитарно-техническую промышленность и пр.

В конструкции автомобилей и тракторов масса литых деталей из серого чугуна, например, составляет 15-25% от общей массы. Преимущественное применение серого чугуна обусловлено тем фактом, что в нем сочетаются высокая износостойкость и противозадирные свойства при трении с ограниченной смазкой, демпфирующая способность. Основная номенклатура изделий — это блоки, головки и гильзы цилиндров, крышки коренных подшипников двигателей, тормозные диски и диски сцепления, тормозные барабаны и другие детали, для которых серый чугун яв-ляется оптимально технологичным и экономичным конструкционным материалом.

Блоки цилиндров карбюраторных и дизельных двигателей изготавливают из низколегированных чугунов марки СЧ20, СЧ25, которые обеспечивают в стенках отливок толщиной 15-25 мм В =200-250 Н/мм2, а в более тонких стенках до 270 Н/мм2. Такого же типа чугуны обычно применяют для головок цилиндров дизельных двигателей и гильз цилиндров карбюраторных и дизельных двигателей. Основными требованиями к чугуну для гильз являются: перлитная структура матрицы (не более 5% феррита), графит среднепластинчатый неориентированный, твердость в пределах 200-250 НВ. В конструкции автомобильных дизельных, карбюраторных, а также тракторных двигателей широко применяют гильзы цилиндров из специальных легированных чугунов, чаще всего — фосфористые.

Для блоков и головок цилиндров тяжело нагруженных дизельных двигателей (автомобильных и судовых) применяют специальные легированные чугуны, а для головок цилиндров — высокоуглеродистые (более 3,5% С) легированные термостойкие чугуны. Эти требования выполняются при использовании для отливки гильз низколегированных чугунов, химический состав которых выбирают с учетом технологии формы, метода плавки, сечения отливки.

Чугунные распределительные валы дизельных и карбюраторных двигателей (легированные чугуны марки СЧ 25 и СЧ 30) имеют высокую износостойкость и широко применяются в автомобилестроении. Легирование молибденом, хромом, никелем обеспечивает хорошую закаливаемость и прокаливаемость чугуна, и заданную глубину отбеленного слоя (в отбеленных кулачках). Высокая твердость и износостойкость кулачков достигаются либо за счет поверхностной закалки чугуна, в структуре которого (в носике кулачков) имеются игольчатые карбиды, либо за счет поверхностного отбела чугуна в кулачках при кристаллизации в контакте с холодильником. Отбеленные кулачки предпочтительны в тяжелых условиях работы.

Тормозные диски, барабаны и нажимные диски сцепления, работающие в условиях сухого трения с высокими скоростями скольжения должны обеспечивать в паре с фрикционной пластмассой стабильный коэффициент трения и износостойкость. При многократных циклах торможения, во время которых в контакте фрикционной пары выделяется тепло, а затем быстро отводится, на поверхности чугунной детали образуются термические трещины, снижающие прочность. Для тормозных барабанов и дисков средней нагруженности чаще всего применяют серый чугун марки СЧ20 или СЧ25. В условиях высокой нагруженности деталей, когда на поверхности трения образуются термические трещины, применяют специальные высокоуглеродистые термостойкие чугуны с повышенным уровнем легирования. Для наиболее тяжелых условий работы рекомендуется использовать перлитные чугуны с вермикулярным графитом.

Маховики в процессе работы вращаются с частотой порядка 2500-8000 об/мин. Соответственно, в них возникают большие растягивающие напряжения, а поверхность маховика периодически трется о сопряженную рабочую поверхность. Трение с большими скоростями приводит к выделению тепла на поверхности трения, образованию усталостных термических трещин, снижающих прочность маховика. Требования повышенной прочности с учетом большой массы маховиков и толщины сечения обусловили применение для их изготовления серых чугунов марки СЧ25, СЧ30, СЧ35 (чем больше сечение отливки, тем выше марка). Выбранная марка чугуна должна обеспечивать получение в теле отливки прочности не ниже 200-250 Н/мм2. Если прочность чугуна СЧ 35 недостаточна для обеспечения условий работы маховиков, то необходимо применять чугуны с вермикулярным или шаровидным графитом.

Крышки коренных подшипников из серого чугуна применяют в основном в карбюраторных двигателях легковых автомобилей. Для обеспечения перлитной структуры и твердости не менее 200 НВ крышки подшипников отливают из серого чугуна марки СЧ25. Для тяжело нагруженных карбюраторных двигателей и для дизельных двигателей применяют крышки подшипников из ковкого чугуна или чугуна с шаровидным графитом.

Выпускные коллекторы подвергаются воздействию горячих агрессивных выхлопных газов и в процессе работы подвержены окислению, термическим деформациям, а иногда — растрескиванию. Во многих случаях серый чугун является экономичным и достаточно долговечным материалом для этих деталей. Учитывая, что коллекторы имеют тонкие стенки (3-7 мм), их отливают из чугунов марки СЧ15, СЧ20, которые для повышения жаростойкости легируют небольшими добавками хрома и никеля. Для термически нагруженных коллекторов применяют ковкий чугун, чугун с шаровидным графитом, а иногда — аустенитный чугун с шаровидным графитом, имеющим высокую термостойкость и стойкость против окисления.

В станкостроении серый чугун применяют для широкой номенклатуры литых деталей с массой от 0,1 кг до 100 тонн с толщиной стенок от 4 до 200 мм, работающих в самых разнообразных условиях. Классификация станкостроительных литых деталей из серого чугуна с учетом этого разнообразия конструкций и условий работы осуществляется в соответствии с ОСТ 2 МТ 21-2-83. При выборе марки чугуна конструктор в зависимости от класса, группы детали и приведенной толщины стенки отливки определяет необходимый минимальный уровень твердости и микроструктуры.

С учетом специфики большинства станкостроительных деталей, работающих преимущественно на жесткость, а не на прочность, предпочтение отдают чугунам, обладающим повышенной твердостью и пониженной пластичностью. Такие чугуны по химическому составу отличаются повышенным (против рекомендаций ГОСТ 1412-85) содержанием кремния и марганца при пониженном содержании углерода. Если невозможно получить необходимый уровень твердости чугуна, в направляющих применяют легирование, формовку с холодильниками и др.

Отливки из серого чугуна весьма широко и успешно используются для определенной номенклатуры деталей сменного металлургического оборудования: сорто- и листопрокатные валки, всевозможные изложницы для разливки слитков, шлаковые чаши и т.п.



Температура плавления чугуна: характеристика + свойства сплава

Температура плавления чугуна: полная характеристика материала + достоинства/недостатки + маркировка + химические/физические свойства + разбор тепловых свойств чугуна + область применения материала.

Чугун относится к материалам широкого применения как в быту, так и промышленности. Впервые о нем начали говорить сотни лет назад, но в массовое использование сплав попал сравнительно недавно.

В сегодняшней статье мы разберем что из себя представляет материал вообще – его недостатки, достоинства, особенности и область применения, а также расскажем какова температура плавления чугуна и его сплавов.

Что представляет собой чугун?


Само слово имеет тюркские корни, а технология изготовления чугуна впервые была выработана на территории Китая еще в X веке. Китайцы делали из сплава чеканные монеты, но из обихода они вышли быстро, ибо бронза была куда практичнее в плане ковки.

Объемы производства сплава увеличились после 1900 года и достигли показателя в 18 миллионов тонн. В 2010 году на изготовление чугунных изделий ушло больше 930 миллиона тонн, а в 2020 значения далеко перевалили отметку в 1 300 миллионов тонн чугуна.

1) Плюсы/минусы чугуна + его отличия от стали

Чугун – это сплав железа и углерода. При чем, процентное содержание второго составляет приблизительно 2.1%.

Преимущества чугунаНедостатки материала
Некоторые вариации сплавов на основе железа с углеродом отличаются повышенными характеристиками прочности, что ставит чугун на одну ступень со сталью.При длительном воздействии на поверхность материала воды, он начнет покрываться слоем ржавчины, которую тяжело отмыть.
Чугун равномерно распределяет тепло при нагревании + долго хранить температуру, что сделало материал весьма популярным у домохозяек.Высокая стоимость чугуна по сравнению с той же сталью и алюминием.
Чугун –экологически чистый продукт.Низкий показатель практичности, присущий только в отношении серой разновидности чугуна.
Обладает высокими показателями гигиеничности и проявляет стойкость при нахождении в щелочно-кислотной среде.Белый чугун слишком хрупкий, потому большинство сырья идет исключительно на переплавку.
По мере старения чугун только повышает свое качество, а потому, изделия из оговоренного металла крайне долговечны.

Чугун – это материал в черной металлургии, и по характеристикам он довольно близок к стали. Именно потому чугунные изделия частенько сравнивают со стальными, проводя параллели между их базовыми свойствами в чистом виде.


pokazateli-chugunov-i-stalejpokazateli-chugunov-i-stalej

Отличия чугуна от стали:

  1. Дешевле.
  2. Темная расцветка поверхности.
  3. Проще лить, но тяжелее ковать и сваривать.
  4. Сварка чугуна в домашних условиях

  5. Ниже показатель прочности.
  6. Легче стальных изделий.
  7. Большее процентное содержание углерода.

Рассматривая чугун в качестве структурного вещества, его представление – это полость из металла с включениями графита. В структуре материала преобладает 3 компонента – графит с высокой пластичностью, перлит и ледебурит. В зависимости от типа чугуна, пропорции оговоренных элементов могу в долевом отношении значительно разниться.


Вид чугунаОсобенностиПопулярность (из 5 ★)
БелыйЯвляется исходным материалом для получения других типов чугунов. Углерод внутри находится в связанном виде — Fe3C. При изменении количества углерода, меняется и подгруппа белого чугуна – при 4.2% эвтектические, а от 4.2% до 6.7% заэвтектические. Свое название чугун приобрел из-за белого цвета цемента в месте разлома материала.★★★
СерыйВ основе сплава железо, углерод + кремний в количестве 1%-3.5%. К постоянным примесям относят Mn, P и S. Структура предусматривает содержание графита в пластичной форме. При изломе цвет серый.★★★★
КовкийПолучают путем отжига белого. Структура – хлопьеобразная. В основе феррит, но иногда перлит. Название – это производная от свойства высокой пластичности, что позволяет качественно обрабатывать материал. К физическим особенностям ковкого чугуна относят прочность и сопротивление ударам.★★★★★
ПоловинчатыйСодержит углерод в двух вида – как графит и как цементит. Структура – хлопьеобразная. Материал часто используют в условиях трения сухого типа. Материалы из половинчатого чугуна обладают повышенной износоустойчивостью.★★★★
ВысокопрочныйОснова структуры – шароподобный графит, получаемый при кристаллизации. Не относится к концентраторам напряжения. Располагает высокой прочностью к сжатию, хорошими литейными свойствами, износостойкостью + хорошо поддается механической обработке.★★★

Выделяют еще и предельный чугун, но из-за его несостоятельности в качестве самостоятельного материала, среди бытовых/промышленных изделий он не встречается. Материал используется как вспомогательный компонент при переработке стали.

Маркировка чугуна:

  • П1-2 – предельный 1-го и 2-го типов;
  • ПЛ1-2 – передельно-литейный;
  • ПФ1-3 – фосфористый передельный;
  • ПВК1-3 – чугун высокой прочности передельного типа;
  • СЧ – в составе чугуна пластинчатый графит;
  • АЧС/АЧВ/АЧК – серый/высокопрочный/ковкий чугун с антифрикционными свойствами соответственно;
  • Ч – легированный.

Шаровидный графит для отливки маркируется как ВЧ + числовые значения, которые обозначают сопротивление разрыву и относительное удлинение в процентах.

2) Характеристики, свойства и особенности структуры чугуна


По структуре чугун классифицируется на 3 типа – перлитный, ферритный и перлитно-ферритный. Графит содержится в каждом из видов, но его процентное вхождение отличается.

Различаются также и формы графита внутри сплава:

  • шарообразная. Минерал становится оговоренной формы вследствие добавления магния. Характеристика полученного чугуна – высокий показатель прочности;
  • лепестковая. Или как часто называют – пластичная форма. Свойство исходит из второй версии названия. Благодаря лепестковой структуре минерала, обеспечивается высокий запас пластичности, потому, форма распространена в большинстве обычных типов чугуна;
  • хлопьеобразная. Форма частиц вызвана отжигом чугуна белого типа. Характерным представителем хлопьеобразного графита является ковкий чугун;
  • вермикулярная. Форма преобладает у чугуна серого типа. Цель ее разработки – повышение уровня пластичности и других характеристик материала.

На качественные характеристики чугунных изделий значительно влияют и другие типы примесей. К примеру, если вещество обогащено серой – это понизит тугоплавкость чугуна, фосфор предоставляет полет для фантазии в процессе ковки, но ставит ограничения на предел прочности.

Важно: для повышения качества свойств чугуна в него часто добавляют медь, никель, хром и алюминий. Полученный тип чугуна имеет пометку «легированный».

Вкрапления минерала кремния понижает температурный режим в отношении плавления вещества, предоставляя возможность варьировать его тип – от белого до ферритного. Марганцевый порошок в составе чугуна понижает свойства материала к литью, взамен на 50%-70% увеличивается твердость итогового сплава.

Тип свойстваОсобенности
Физические Начнем с удельного веса – от 7.1 до 7.5 грамма на сантиметр кубический в зависимости от типа материала. Действительная усадка составляет 1.1-1.8%, а поверхностное натяжение составляет 900 дин на сантиметр квадратный. Характерной особенностью чугуна является смена удельного веса при повышении/понижении долевого содержания углерода.
Механические Зависят от основы в виде графита. Наибольшей прочностью отличается сплав чугуна на перлитной основе, а 1-место по пластичности берет на себя ферритный чугун.
Гидродинамические Сюда относится вязкость вещества. Она варьируется в зависимости от массовой доли серы с марганцем внутри сплава. Второй момент повышения вязкости происходит при переходе материала к точке отвердевания.
Технологические У чугуна высококачественные характеристики в отношении противостояния к вибрациям, износу. Литейные свойства на высоте, в том числе.
Химические Электродный потенциал присущ у всех разновидностей материала, но его значение неравномерно. Максимальное у феррита, а наименьший у цементита.

О тепловых свойствах + температуре плавления/кипения чугуна будет рассказано детальнее чуть ниже, а теперь давайте рассмотрим процесс производства чугуна и его области применения. Можно ли сплав получать в домашних условиях?

3) Производство чугуна + области его применения


Уточним сразу, что добывать чугун в домашних условиях очень сложно. Железная руда, являющаяся основным сырьевым компонентом производства, плавится в громадных доменных печах, размер которых составляет до 30 метров в высоту и до 15 по диаметру внутри.

Свойства и применение ковкого чугуна

tehnologija-proizvodstva-chugunatehnologija-proizvodstva-chuguna

Технология производства чугуна пошагово:

  1. Сортировка сырья. По размеру и химическому составу. Слишком большие куски дробят в мелкие частички, а чересчур мелкие окусковуют. Параллельно происходит обогащение – удаление пустых пород и увеличение доли железа.
  2. Заготовка топлива. Кокс фильтруют от пыли и мелких частиц.
  3. Заготовка флюса. Фильтрация от мелких частиц и загрузка топлива в печь.
  4. Доменное изготовление. В печь грузят кокс-агломерат-кокс. Повышение температуры происходит через вдув горячего воздуха. Руда восстанавливается при помощи окиси углерода, и постепенно перемещается вдоль доменной печи, пока не получится жидкий чугун.

Работа доменной печи непрерывна. Параллельно с производством чугуна происходит восстановление кремния, марганца и прочих примесей. Лидером в производстве чугуна считается Китай (от 600 миллионов тонн за год). На втором месте с большим отставанием Япония с объемами всего в 70 миллионов тонн. Россия добывает порядка 40 миллионов тонн ежегодно.

Где используют чугун:

  • детали в машиностроении – валы, тормозные колодки и блоки двигательных систем;
  • детали устройств, которые работают при низких температурах;
  • компоненты в металлургийной промышленности;
  • сантехнические изделия. Особым спросом пользуются ванны и компоненты отопительных систем.

Из-за хороших литейных свойств, чугун используется даже в сфере искусств – ажурные ворота, памятники архитектуры и тому подобное.

Чугун: какова температура его плавления?


Теперь поговорим о температурах, с которыми человек будет сталкиваться при плавке чугуна в его различных проявлениях. Мы уже выяснили, что производить чугун в домашних условиях из-за технологических особенностей крайне сложно, но при работе на металлургийных заводах, знать базовые свойства сплава жизненно необходимо.

1) Тепловые свойства сплава

Каждый металл меняет физические свойства при воздействии низких/высоких температур, и это помимо вкрапливаемых примесей. Для чугуна это магний, марганец, кремний, сера, фосфор и прочие. Иногда в сплав добавляют материалы легированного типа, что может в 3-5 раз увеличить/снизить свойство чугуна.

teplovye-svojstva-splavateplovye-svojstva-splava

Базовые характеристики поданы на рисунке выше, а детальнее о тепловых свойствах чугуна расскажет таблица ниже. В расчет возьмем 3 базовых параметра (помимо температуры плавления) – теплоемкость, теплопроводность и температуропроводимость.


СвойствоХарактеристика
Теплоемкость Теплоемкость – это изменение температуры заготовки из чугуна на один Кельвин под тепловой обработкой. Свойство имеет прямую зависимость от вспомогательных компонентов сплава и применяемой температуры. Повышение t пропорционально увеличивает значение теплоемкости. У твердого чугуна – это 1 кал/см^3*Г, а у расплавленного – 1.5 кал/см^3*Г. Оговоренные значения помогают просчитать отношение теплоемкости и объемы вещества в целом.
Теплопроводность Параметр дает понять, на сколько хорошо металл способен проводить тепловую энергию. Для чугуна зависимость выливается в 2 пункта – наличие дополнительных примесей в сплаве и структура металла. У твердого чугуна теплопроводность выше нежели у расплавленного. Вариативность в пределах 0.08–0.13 кал/см сек
Температуропроводимость Параметр отвечает за способность материала менять температурные значения тела. В процессе расчетов во внимание берется диапазон теплопроводности в различных марках чугуна. Для жидкого чугуна это 0.03 см^2/сек. В дополнение к расчетам идет показатель теплоемкости.

Изредка применяется и коэффициент теплового расширения, меняющейся от типа чугуна, а именно, процентного содержания углерода.

Детальное описание особенностей чугуна и области его применения:

2) Температура плавления чугуна серого и белого

Чугун обходит сталь в отношении литейных свойств – усадка составляет менее 1% + низкий показатель жидкотекучести. Такие показатели дают возможность заливать сплав в формы при температуре на 350-400 градусов Цельсия ниже, нежели у плавильной стали.

plavlenie-chugunaplavlenie-chuguna

Температура плавления чугуна:

  • серого – 1250 градусов;
  • белого – 1350 градусов.

Как варить чугун полуавтоматом

Температура плавления чугуна для заливки по формам составляет 1 400 и 1 450 градусов Цельсия со знаком «+» соответственно. При желании производить материал дома, будьте готовы выделить полноценное хозяйственное помещение с площадью от 20 квадратов. Доменную печь реально заменить индукционной. Руду плавят в тиглях, а при работе используется флюс. Готовый сплав переливают в формы из песка и металла группы тугоплавких.

Физические свойства железа — Science Struck

Каковы физические свойства железа? Здесь вы найдете описание всех выдающихся физических характеристик металлического элемента.

Каждый из 92 встречающихся в природе элементов, включая железо, имеет уникальный физический и химический профиль. За годы кропотливых исследований ученые тщательно изучили все свойства железа, поскольку это один из основных металлов, используемых в промышленности и производстве стали.

О железе

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

От латинского названия — « Ferrum », Iron произошло сокращенное химическое название «Fe». Его атомный номер — 26, с электронной конфигурацией: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 6 4s 2 .Известно, что стандартная атомная масса железа, относящегося к группе переходных металлов, составляет 55,845 г / моль. Это элемент группы 8, принадлежащий четвертому периоду и известный как элемент блока d.

Железо — это часть внутреннего и внешнего ядра земной коры (составляющая в общей сложности 5% земной коры), вносящая вклад в создание магнитного поля Земли. Железо имеет важное биологическое применение, поскольку является основным компонентом молекулы, переносящей кислород, называемой гемоглобином. Известно, что среднегодовое производство этого металла, добываемого в форме магнетита, гематита и гетита в Канаде, США, Южной Африке, Швеции, Индии, России и Японии, составляет около 716 миллионов тонн.

Физические свойства элемента железа

Чистое железо — это мягкий металл серебристо-белого или сероватого цвета. Некоторые из его наиболее важных свойств — пластичность, пластичность и теплопроводность. Податливость позволяет разделить железо на листы без раскола, а пластичность позволяет вытягивать из него тонкую проволоку.

Внутренняя электронная конфигурация и необычная кристаллическая структура утюга делают его естественно привлекательным для магнитов.Другими словами, это ферромагнитный материал.

Что сделало железо популярным как металл, так это его свойство высокой внутренней прочности на разрыв, что облегчает придание ему формы. Железо обладает прочностью на растяжение, что придает конструкционной прочности любой конструкции.

Есть четыре типа атомов железа, каждый с одним и тем же атомным номером, но разным атомным весом. Другими словами, существует четыре изотопа железа: 54 Fe, 56 Fe, 57 Fe и 58 Fe.Среди всех четырех ядер 56 Fe является наиболее распространенным, его содержание на Земле составляет 91,754%, и оно известно как наиболее стабильное ядро.

Известно, что плотность железа в твердой фазе составляет 7,874 г / см 3 , при плотности жидкости или расплава 6,98 г / см 3 . Железо имеет температуру плавления 1538 ºC (1811 K) и температуру кипения 2862 ºC (3134 K).

Железо не обладает единственной формой кристаллической структуры, но имеет три различные формы или «аллотропы».Эти три аллотропные формы железа известны как дельта, гамма и альфа-железо. Железо существует в этих трех разных аллотропных формах при разных температурах, когда оно охлаждается из расплавленной формы.

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

Дельта-аллотроп железа имеет структуру «телесноцентрированную кубическую (ОЦК)», гамма-железо имеет «гранецентрированную кубическую» структуру, а альфа-железо снова имеет структуру «телесноцентрированную кубическую (ОЦК)» структуру.Последняя аллотропная форма (Альфа-углерод) также является наиболее стабильной из трех структур. Переход от одной формы к другой под воздействием тепла изменяет свойства железа.

Сегодня железо в основном используется в виде сплавов и в первую очередь в качестве основного составного элемента стальных сплавов. Как обсуждалось ранее, железо является последним элементом, синтезируемым в звездной печи посредством ядерного синтеза, и, как известно, является четвертым по распространенности элементом во всей Вселенной.Благодаря богатому сочетанию присущих ему свойств, железо имеет множество применений. Это основная движущая сила промышленной революции, обеспечивающая структурную прочность в виде стали!

.

Свойства чугуна — Science Struck

Properties of Cast Iron

Чугун можно переплавлять в чугун, который используется для ряда инженерных целей. Прочтите эту статью ScienceStruck, чтобы узнать больше о свойствах этого вида железа.

Blowtorch on construction site Empty pan on wooden deck table with tablecloth

Чугун, сплав железа (Fe) и углерода (C), завоевал популярность на рынке из-за своей низкой стоимости.Имеет возможность возводить композитные конструкции. Количество углерода в чугуне 2 — 4,5% от его веса. Помимо железа и углерода этот сплав содержит кремний (Si), небольшое количество марганца (Mn), серы (S) и фосфора (P). Изделия из чугуна обладают достаточной устойчивостью к коррозии. Он не является ни ковким, ни пластичным, и его нельзя закаливать, как сталь. Он плавится при температуре около 2100-2190ºF и имеет кристаллический или гранулированный излом. Механические свойства этого сплава очень сильно зависят от морфологии содержания углерода.

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

Углерод присутствует в сером чугуне в виде пластин, тогда как он входит в состав белого чугуна в виде соединения Fe 3 C (цементит). Чугун с шаровидным графитом, который имеет лучшую прочность на разрыв, чем серый чугун, содержит углерод в виде сферических гранитных частиц.

Низкая прочность на разрыв

Чугун различных сортов используется в строительстве конструкций и машин.Чугун, имеющий предел прочности на разрыв 5 тонн на квадратный дюйм или менее, не имеет особой ценности для целей, где требуется, чтобы сплав обладал прочностью. Однако этот тип может использоваться в качестве балансиров, фундаментных блоков или для целей, где важным фактором является только вес. Некоторые разновидности имеют предел прочности на разрыв до 19 тонн на квадратный дюйм. Однако средняя прочность составляет 7 тонн на квадратный дюйм. Добавление ванадия может еще больше повысить прочность чугуна.

Высокая прочность на сжатие

Прочность на сжатие определяется как способность материала противостоять силам, которые пытаются его сжать или сжать.Чугун обладает высокой прочностью на сжатие, что делает его желательным для использования в колоннах и столбах зданий. Прочность на сжатие серого чугуна может быть такой же высокой, как у некоторых мягких сталей.

Низкая точка плавления

Температура, при которой этот сплав начинает плавиться, колеблется от 2100 до 2190 ° F. Тем не менее, многие современные методы плавки, легирования и литья используются для формования чугуна, который не уступает стали.

Устойчивость к деформации

Конструкции из чугуна обеспечивают жесткий каркас и, таким образом, демонстрируют сопротивление деформации.Это можно понять из того факта, что при заливке расплавленного чугуна в формы более тонкая часть может отделиться от более толстой и разрушиться дальше. В этот момент проблема разрушения структуры становится очевидной. Причина этого в том, что тонкая часть сначала охлаждается и сжимается, а толстая часть, которая затем остывает, вызывает напряжение в тонкой части, создавая достаточную силу для ее разрушения.

Устойчивость к окислению

Ржавчина образуется в результате реакции железа и кислорода в присутствии воды, воздуха или влаги.Это приводит к коррозии железа и его сплавов. Вдобавок к этому любые массы железа в присутствии воды и кислорода могут со временем превратиться в ржавчину, за которой следует распад. Чугун обладает стойкостью к окислению, что устраняет проблему ржавчины.

Чугун находит широкое применение, включая его использование в машинах, посуде, трубах, автомобильных деталях, таких как головки цилиндров, блоки, коробки передач и т. Д.

Butt Weld Pipe Fittings Equal Tee Steel Buttweld Sewing Machine Ironworks .

Свойства железа

Свойства железа — Каковы физические свойства железа?
Каковы физические свойства железа? Физические свойства железа — это характеристики, которые можно наблюдать без преобразования вещества в другое вещество. Физические свойства — это обычно те свойства, которые можно наблюдать с помощью наших органов чувств, такие как цвет, блеск, точка замерзания, точка кипения, точка плавления, плотность, твердость и запах. Физические свойства железа следующие:

Каковы физические свойства железа?

Цвет Серебристо-серый металл
Ковкость Способность к изменению формы или изгибу
Пластичность Легко вытягивается или растягивается в тонкую проволоку
Блеск Имеет блеск или свечение
Проводимость Хорошая передача тепла или электричества
Аллотропия Имеет две или более кристаллические формы в одном и том же физическом состоянии
Растяжение Может растягиваться без разрушения
Ферромагнетик Легко намагничивается

Свойства железа — Каковы химические свойства железа?
Каковы химические свойства железа? Это характеристики, которые определяют, как будет реагировать с другими веществами или будет менять с одного вещества на другое.Чем лучше мы знаем природу вещества, тем лучше мы его понимаем. Химические свойства наблюдаются только во время химической реакции. Реакции на вещества могут быть вызваны изменениями, вызванными горением, ржавчиной, нагреванием, взрывом, потускнением и т. Д. Химические свойства железа следующие:

Каковы химические свойства железа?

C Химическая формула Fe
Токсичность Нетоксичный
Реакционная способность с водой очень горячая Реагирует с очень горячей водой для производства газообразного водорода
Окисление Легко соединяется с кислородом во влажном воздухе, образуя оксид железа, также известный как ржавчина
Растворимость Растворяется в кислотах

Факты и информация о свойствах железа
В этой статье о свойствах железа представлены факты и информация о физических и химических свойствах железа, которые могут быть полезны в качестве домашнего задания для студентов-химиков.Дополнительные факты и информацию о Периодической таблице и ее элементах можно получить через карту сайта Периодической таблицы.

.

Чугун как строительный материал — Типы, свойства и использование

Что такое чугун?

Чугун получают из чугуна, переплавленного с коксом и известняком. Чугун — это не что иное, как нечистое железо, получаемое из железной руды. Чугун обладает множеством инженерных свойств, поэтому его можно использовать во многих сферах, например, для изготовления сантехнической арматуры, направляющих стульев, литейных форм и т.д.

Производство чугуна

Чугун, изготовленный методом переплавки, как указано выше.Этот процесс происходит в печи, называемой парной печью. Высота печи 5 метров, цилиндрическая форма и диаметр 1 метр.

Сырье в чушках, кокс и известняк подается через загрузочную дверцу камеры, которая расположена вверху. Воздушный поток вводится в камеру через воздухозаборник, который удаляет примеси, присутствующие в чугуне.

Таким образом, из нижнего выпускного отверстия получают чистый чугун и разливают его в формы нужной формы.Эти формы называются отливками из чугуна.

Типы чугуна, используемого в качестве строительного материала при строительных работах

Ниже приведены типы чугуна, используемого в качестве строительного материала в строительстве, и их применение:

  • Серый чугун
  • Ковкий чугун
  • Чугун меланжевый
  • Чугун закаленный
  • Белый чугун
  • Ковкий чугун
  • Чугун закаленный

Серый чугун

Как следует из названия, он серого цвета.Имеет крупнокристаллическую структуру. Его температура плавления очень низкая, поэтому он имеет слабую прочность и используется только для литья.

Ковкий чугун

Ковкость — это свойство, которое помогает материалам принимать любую форму, не ломаясь и не растрескиваясь. Следовательно, ковкий чугун используется для изготовления многих типов материалов. Обладает хорошей коррозионной стойкостью.

Его производственный процесс состоит из двух этапов. На первом этапе его отливают и охлаждают как обычный чугун, а затем снова нагревают до 1050 o C и вымачивают в воде на длительный период (несколько часов или дней).

Следовательно, содержание углерода немного снижается, а содержание графита осаждается в виде отпуска углерода. Это снижает хрупкость чугуна. Таким образом, с этим легко можно работать с помощью машин. Применяется для изготовления трубопроводной арматуры, креплений, автомобилей и т. Д.

Пестрый чугун

Пестрый чугун — это чугун средней стадии, свойства которого находятся между серым чугунным и белым чугуном. Имеет в своем составе небольшое количество графита.Таким образом, в его микроструктуре развиваются трещины крапчатого типа.

Закаленный чугун

Закаленный чугун — это сочетание чугуна и кованого железа. Чтобы получить этот металлолом кованого железа и чугун, сплавили вместе. Состав кованого железа составляет примерно 0,15-0,25 веса чугуна.

Белый чугун

Серебристого цвета. Его температура плавления высока, поэтому с точки зрения прочности он лучше, но не используется для деликатного литья.Из-за его большой прочности его нелегко использовать.

Ковкий чугун

Ковкий чугун также называют чугуном с шаровидным графитом. Его производственный процесс очень прост по сравнению с другими типами.

Его производственный процесс включает обработку марганцем, которая помогает увеличить содержание углерода и препятствует образованию чешуек графита. Он имеет очень хорошие технические характеристики, чем ковкий чугун.

Ковкий чугун имеет очень хорошую коррозионную стойкость, высокую прочность и долговечность.Таким образом, использование ковкого чугуна преобладает над другими типами. Применяется для изготовления канализационных, водопроводных и др. Труб.

Охлажденный чугун

Охлажденный чугун состоит из двух слоев, один из которых имеет свойства белого чугуна, а другой — свойства серого чугуна. Этот тип чугуна используется для процесса литья, в котором слой серого чугуна предусмотрен на внутренней поверхности, а слой белого чугуна используется в качестве внешней поверхности. Следовательно, формы служат дольше.Детали машин также производятся из закаленного чугуна.

Состав различных типов чугуна

Различные типы чугуна состоят из различных количеств компонентов, указанных в таблице ниже:

Свойства чугуна как строительного материала

Свойства чугуна следующие

  • Хорошая коррозионная стойкость, поэтому его можно использовать для водопроводных труб и т. Д.
  • Не притягивается к магниту.
  • Удельный вес 7,5.
  • Температура плавления около 1250 o C.
  • Предел прочности на разрыв составляет около 150 Н / мм. 2 , а прочность на сжатие составляет около 600 Н / мм. 2 . Таким образом, он хорош при сжатии.
  • Он становится мягким в соленой воде и дает усадку при охлаждении.
  • Не годится для ковочных работ из-за отсутствия пластичности.

Использование чугуна в строительстве

Из чугуна можно делать различные инструменты, материалы и т. Д.как описано ниже.

  • Многие виды сантехнической арматуры, такие как люки, канализационные трубы, водопроводные трубы, цистерны, изготавливаются из чугуна.
  • Металлические колонны и основания колонн могут быть изготовлены из чугуна.
  • Литейные формы для изготовления металлических лестниц, фонарных столбов, ворот и др. Изготавливаются из чугуна.
  • Изготовлены рельсовые кресла и колеса тележек.
  • Возможно изготовление нескольких видов сельскохозяйственных орудий.
  • Детали машин можно изготавливать, но чугун не может противостоять ударам.

Подробнее в Строительные материалы

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *