Прочность белого чугуна: Контроль структуры и свойств металла

Содержание

Чугун необычной прочности

«Крепка как сталь». Сколько раз вы слышали такое? Но ни разу не слышали: «Крепок как чугун». Многовековая история чугуна привела металлургов, литейщиков и конструкторов к убеждению, что чугун хорошо воспринимает лишь сжимающие нагрузки. Он хорошо работает на сжатие. Там же, где нужна высокая прочность при растяжении, чугун непригоден. Причина малой прочности чугуна объясняется его природой. Ведь чугун отличается от стали более высоким содержанием углерода. В железе же растворяется лишь часть его. Остальное количество образуют графитовые включения. В структуре обычного серого чугуна эти включения выглядят как удлиненные пластинки, разрезающие железную основу (рис. 13,а). Они хорошо видны под микроскопом. Включения пластинчатого графита можно уподобить трещинам в металле, заполненным мягким материалом — графитом. Включения графита и являются концентраторами напряжений. Стоит появиться растягивающему усилию, как чугунные изделия легко разрываются. И причиной такой слабой прочности являются включения пластинчатого графита.

А нельзя ли эти включения графита уменьшить в размерах? Придать им не удлиненную (вытянутую) форму, а сделать эти включения более компактными? Приблизить их к сферической форме?

Ковкий чугун, который не куется. Опыт показал, что если изделие отлить из белого чугуна (в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида железа) и затем эту отливку подвергнуть длительному отжигу при высокой температуре (выше 1000° С), то включения графита принимают совсем иную форму. Форма их становится хлопьевидной (рис. 13,6). Эти включения более компактны, они меньше надрезают металлическую основу, и такой чугун оказывается значительно более прочным. Он уже может работать на растяжение. Такой чугун называют «ковким», хотя в действительности он еще не настолько пластичен, чтобы его можно было ковать.

Теперь сделаем количественное сравнение. Прочность при растяжении измеряется в килограммах, отнесенных к одному квадратному миллиметру сечения. Представим себе проволоку сечением 1 мм

2. Подвесим один конец ее к потолку, а к спущенному вниз концу будем подвешивать грузы. Какой максимальный груз выдержит проволока прежде чем разорвется? Проволока из чистого железа выдерживает примерно 25, а стальная до 70 кгс/мм2.

Серый чугун, как мы уже говорили, на растяжение работает плохо и выдерживает лишь 12—15 кгс/мм2. А вот ковкий чугун оказывается прочнее — он может выдержать от 30 до 60 кгс/мм2. Но ковкий чугун дорог. Дорог из-за того, что отлитые детали нужно еще запаковать в ящики, пересыпать их либо коксиком, либо рудой, погрузить в печь и выдержать их при температуре 950—1050° С в течение по крайней мере суток. Раньше цикл отжига длился 4—5 суток. Теперь его сумели сократить до 24—20 ч, но и это значительно удорожает чугун.

Чугун прочнее стали? За счет чего выросла в 2— 3 раза прочность ковкого чугуна? Только за счет изменения формы графитовых включений. Вместо длинных пластинок углерод после отжига белого чугуна принял более компактную форму (в виде хлопьев), размеры их значительно уменьшились по сравнению с размерами пластинок углерода в сером чугуне.

А нельзя ли размеры включений углерода сделать еще меньшими, а форму их — еще более компактной?

Оказалось и это возможно. Достичь этого удалось модифицированием чугуна, т. е. введением в жидкий чугун небольших добавок таких веществ, которые обеспечивают выделение графита в чугуне в виде крошечных шариков (рис. 13, в). Чугун с Шаровидным графитом получается при вводе в него магния, церия, иттрия, бария. Способствуют этому кремний, кальций и некоторые другие элементы.

Чугун с шаровидным графитом произвел целую революцию в литейном производстве. Его прочность увеличилась до небывалых размеров — от 40 до 120 кгс/мм

2. Этот поистине высокопрочный чугун превзошел обычную углеродистую сталь и успешно конкурирует с низколегированной сталью. Высокопрочный чугун, к тому же, дешевле ковкого чугуна и стали.

Свойства ковкого чугуна

Свойства ковкого чугуна

Свойства ковкого чугуна зависят от ряда факторов: способа отжига, толщины отливки, типа плавильного агрегата, первичной структуры и т. д.

а) Состав ковкого чугуна и его влияние на механические свойства.

Во всех случаях содержание углерода и кремния подбирается таким образом, чтобы в отливках до отжига не было заметных выделений графита. Поэтому, чем больше содержание углерода, тем меньше должно быть содержание кремния. Общее содержание этих элементов зависит от толщины отливки и температуры перегрева чугуна и может быть легко определено по структурным диаграммам. Механические свойства ковкого чугуна могут меняться в значительных пределах, в зависимости от способа его производства, состава и структуры. В противоположность стали, прочность ферритного ковкого чугуна увеличивается вместе с пластичностью. В перлитном же чугуне, где повышение прочности зависит от увеличения количества перлита или повышения его дисперсности, удлинение копкого чугуна уменьшается параллельно с увеличением прочности.

Отношение предела текучести ковкого чугуна к пределу прочности колеблется от 60 до 80%.Вместе с тем следует отметить, что колебания механических свойств ковкого чугуна весьма значительны даже при одной и той же структуре. Наибольшее влияние на механические свойства ковкого чугуна имеет углерод, в особенности при производстве черносердечного чугуна.

При получении белосердечного состава ковкого чугуна углерод в значительной степени окисляется, и поэтому исходное его содержание не так резко отражается на механических свинствах отливок. Однако, принципиально и здесь понижение содержания углерода в чугуне имеет следствием повышение механических свойств.

Применение легирующих элементов для отливок из ковкого чугуна не получило до сих пор практического развития, хотя изучен и уже многими исследователями. Причина этого заключается в том, что большинство легирующих элементов задерживает графитизацию, в особенности вторую стадию. Поэтому легирование представляет интерес, главным образом, при производстве перлитного состава ковкого чугуна.

Единственным легирующим элементом, нашедшим некоторое применение в производстве ферритного ковкого чугуна, является медь. Она повышает, по имеющимся данным, прочность черносердечного и белосердечного ковкого чугуна, не оказывая почти влияния на удлинение. Особенно заметно влияние меди при высоком содержании углерода в ковком чугуне, причем влияние это может быть еще усилено за счет дисперционного твердения (нагрев до 730 — 740°, выдержка 1 час, охлаждение на воздухе, дисперсионный отжиг 3 — 6 час. при 500).

б) Влияние других факторов на механический свойств ковкого чугуна. Кроме химического состава ковкого чугуна, на механические свойства ковкого чугуна оказывает влияние ряд других факторов. Из них основную роль играют первичная и вторичная кристаллизация. Так, например, все факторы, размельчающие первичную структуру белого чугуна, повышают его свойства после отжига. Поэтому увеличение температуры перегрева жидкого чугуна и уменьшение толщины отливки повышают механические свойства ковкою чугуна. Однако, в белосердечном ковком чугуне прочность сначала повышается с увеличением толщины отливки вследствие возрастания количества перлита в структуре, а затем уже падает. Пластические же свойства ковкого чугуна все время понижаются с увеличением толщины отливки причем у белосердечного ковкого чугуна в большей степени, чем у черносердечного. Этому способствуют не только укрупненне первичной структуры чугуна, но и относительное уменьшение глубины обезуглероженной зоны.

Ковкий чугун, как правило, имеет на своей поверхности ферритную корку. Наличие ее повышает механические свойства ковкого чугуна, в особенности пластичность, в тем большей степени, чем выше первоначальное содержание углерода в металле. Вследствие этого даже при получении черносердечного ковкого чугуна оказывается полезным ведение процесса отжига в руде, если исходное содержание углерода в отливках сравнительно велико. Обычно же при велении процесса в нейтральной среде стремятся уменьшить или даже практически исключить обезуглероживание, чтобы обеспечить полный распад перлита в наружных зонах отливок.

Еще большее падение свойств, главным образом пластичности и вязкости, наблюдается при механической обработке белосердечного ковкого чугуна. Прочность же его при этом мало меняется или даже повышается вследствие относительного увеличения количества перлита в сечении отливки. Термическая обработка ковкого чугуна  изменять его структуру и свойства, повышается прочность и понижается пластичность. Чем больше время выдержки отливок при температуре выше критической, тем больше свободного углерода переходит в раствор, тем больше, следовательно, образуется перлита при последующем быстром охлаждении, тем больше прочность и меньше пластичность чугуна.

в) Технологические, физические и химические свойства ковкого чугуна. Из технологических свойств ковкого чугуна наибольший интерес представляет обрабатываемость. Ферритная структура черносердечного ковкого чугуна, низкая твердость, отсутствие абразивных включений и наличие углерода отжига делают этот материал весьма пенным с точки зрения обрабатываемости. Однако и белосердечный ковкий чугун, хотя и уступает в этом отношении черносердечному, все же обрабатывается значительно лучше, чем сталь и серый чугун. В некоторых случаях (фитинги), вследствие образования более гладкой поверхности и блестящей резьбы, его даже предпочитают черносердечному ковкому чугуну. При механической обработке следует иметь в виду, что во избежание затупления резца о перлитную корку, часто залегающую под обезуглероженным наружным слоем, первую стружку необходимо брать достаточно толстой, чтобы направить резец сразу по нормальной ферритной структуре.

Оптимальной структурой для антифрикционных отливок является перлито-ферритная с содержанием около 70 — 80% перлита, что обеспечивает чугуну не только износоустойчивость, но и необходимую в некоторой степени пластичность. Такие отливки во многих случаях допускают замену дорогих.  Что касается химических свойств, то во многих средах, например, на воздухе, в атмосфере топочных газов, при воздействии воды и, ковкий  чугун, благодаря своей ферритной корке оказывается более стойким, чем сталь и серый чугун. При этом, как показали Ю. С. Лейзерман и А. С. Кушнирский, медь несколько повышает коррозионную стойкость ковкого чугуна в этих средах.

Высокохромистый белый чугун

Чугун представляет собой соединение металла и углерода, чугун используют в различных отраслях промышленности, его популярность, прежде всего, обуславливает невысокая стоимость и достаточно хорошие технические свойства.

В данной статье мы поведём речь, об одном из подвидов чугуна, высокохромистом белом чугуне.

Данный вид чугуна отличается максимальной устойчивостью к коррозионным процессам, что достигается благодаря образованию на поверхности этого вида чугуна специальной защитной плёнки, которая выполняет функцию щита.

Помимо этого высокохромистый белый чугун, благодаря карбидам хрома, а так же железу позволяют данному подвиду чугуна обладать высоким электродным потенциалом, который сравним с потенциалом хромистого феррита.

Ещё одной особенностью является тот факт, что высокохромистый белый чугун способен сохранять свои антикоррозионный свойства даже в щелочных и соляных растворах, ему не страшен даже раствор соляной, азотной и даже серной кислоты.

Наличие хрома увеличивает температурную стойкость карбидов и положительно влияет на замедление диффузионных процессов, что в свою очередь особо важно при процессе комплексного легирования белого чугуна.

Если дополнительно производить легирование высокохромистого белого чугуна никелем и молибденом, то его механические характеристики будут повышаться, прочность его будет приближаться к прочности жаропрочной стали.

Применение высокохромистого белого чугуна целесообразно в сферах, которые характеризуются требованиями повышенной коррозионной стойкости и наличием высокого электросопротивления.

При выборе в качестве материала именно этого вида чугуна нередко учитывается его невысокая стоимость если производить сравнение с марками стали обладающими такими же техническими свойствами

Читайте так же:

Определение глубины прокладки канализационных труб

Пружинная проволока, применение и изготовление данного вида проволоки

Чугун Прочность механическая — Энциклопедия по машиностроению XXL

Прочность серого чугуна с повышением температуры примерно до 300—400° С изменяется незначительно. Иногда наблюдается некоторое повышение прочности при температурах до 350° С. Дальнейшее повышение температуры вызывает снижение прочностных свойств чугуна. Зависимость механических свойств серого чугуна от температуры показана на рис. 34.  [c.77]

Отсутствие строгой зависимости между показателями механических свойств чугуна (прочности и твердости) и обрабатываемостью связано с неоднородностью структуры серого чугуна и наличием большего или меньшего количества неметаллических включений. Твердые неметаллические включения (оксидные, карбидные) вызывают усиленный абразивный износ режущего инструмента и существенно ухудшают обрабатываемость. Серый чугун с равномерной структурой мелкопластинчатого перлита и минимальным содержанием неметаллических включений обладает хорошей обрабатываемостью, несмотря на высокую твердость и прочность.  [c.92]


Таким образом, структура машиностроительных чугу-нов состоит из металлической основы и графитных включений. По металлической основе они классифицируются на ферритный чугун (весь углерод содержится в виде графита), феррито-перлитный и перлитный (содержит 0,8 % углерода в виде цементита). Характер металлической основы влияет на механические свойства чугунов прочность и твердость выше у перлитных, а пластичность — у ферритных.  [c.79]

Несмотря на большой опыт эксплуатации чугунных деталей, механические свойства чугуна изучены недостаточно. Крайне мало освещены в литературе вопросы низкотемпературной прочности этого материала.  [c.351]

Высокопрочный чугун получают путем введения в жидкий серый чугун небольшого количества магния, что придает углероду округленную, шаровидную форму и обеспечивает высокие механические свойства чугуна (прочность, износоустойчивость, антифрикционность). ГОСТ 7293—54 предусматривает следующие марки высокопрочного чугуна ВЧ 45-0, ВЧ 50-1,5, ВЧ 60-2, ВЧ 45-5, ВЧ 40-10. Первое число показывает предел прочности при растяжении второе — относительное удлинение б% например, чугун ВЧ 60-2 имеет предел прочности при растяжении = = 60 кГ/мм , относительное удлинение 6 = 2%.  [c.124]

Высокопрочные чугуны получают при модифицировании серых чугунов перед заливкой магнием или церием. Под воздействием магния графит приобретает шаровидную (глобулярную) форму (см. рис. 101, б). Шаровидная форма графита обеспечивает высокие механические свойства чугуна (прочность на растяжение и пластичность).  [c.185]

Чугуны модифицируют для различных целей различными добавками (рис. 13.10). Например, в серые чугуны вводят ферросилиций (0,1—0,3 % массы жидкого металла) для измельчения включений графита, предотвращения отбела в тонких сечениях отливок, получения чисто перлитной металлической матрицы. В ковкие чугуны вводят висмут и бор для повышения их прокаливаемости и сокращения цикла отжига при переделе белого чугуна в ковкий. В высокопрочные чугуны вводят магний, кальций, иттрий или церий для получения включений графита шаровидной (глобулярной) формы, который обеспечивает чугуну высокую механическую прочность.  [c.213]

Отжиг отливок из серого чугуна для улучшения обрабатываемости на металлорежущих станках производится при температурах от 650 до 850° С в зависимости от требуемых механических свойств отливок. Такой отжиг способствует увеличению количества свободного углерода, вызывает снижение механических свойств в чугуне (прочности при растяжении и изгибе) и снижает твердость до 120—130 единиц Нв- Низколегированные серые чугуны, содержащие карбидообразующие элементы (в частности, хром), требуют более высокой температуры отжига (900—980°) и более длительной выдержки при этих температурах.  [c.290]


Примечания 1. Модуль упругости серого чугуна Е = (0,6 + 1,4)10 МПа, высокопрочного чугуна Е = = (1,7 + 1,9)10 МПа. 2. Модуль сдвига серого чугуна С = (0,450,64)10 МПа, высокопрочного чугуна О = = (0,7 + 0,8)10 МПа. 3. Удельный вес серого чугуна 7000-72(Ю кг/м , высокопрочного — 7200-74(Ю кг/м . 4. Коэффициент линейного расширения чугуна (10 + 12)10 1/град. 5. Для серого чугуна приведены механические характеристики при толщинах стенок 5 пределы прочности на 20—35 % ниже, а для отливок с 6 = 100 мм — на 45-56 % ниже.  [c.384]

Значительно развивается область применения новых материалов в машиностроении и их термическая обработка. Создаются многие новые марки жаропрочных сталей. Все более широкое применение получают титановые сплавы для деталей, работающих при высоких температурах. Эти новые материалы могут легко отливаться, коваться и свариваться. Растет применение сталей повышенных прочностей, а это сокращает веса и объемы деталей, что, в свою очередь, сокращает время их изготовления. Все более растет применение чугуна повышенных механических свойств с временным сопротивлением разрыву 50 кг мм-, а в отдельных опытных отливках — и с более высоким сопротивлением.  [c.537]

Высокопрочный чугун (ВЧ) также подразделяется а отдельные марки в зависимости от механических свойств, причем основными показателями являются предел прочности при растяжении и относительное удлинение.  [c.218]

Особенностью этого вида разрушения по сравнению с обычной коррозионной усталостью является соизмеримость периодически напряженных участков с размерами отдельных кристаллов металла (напряжения второго рода). В связи с этим на кавитационную стойкость сплавов большое влияние оказывают механическая прочность, структура и состояние границ зерен сплава. Например, чугун с шаровидным графитом более устойчив к кавитации, чем обычный чугун, а еще более устойчивы стали.  [c.341]

Белый чугун назван так по виду излома. Структура белого чугуна состоит их перлита, ледебурита и избыточного цементита (см. рис. 5.9). Поэтому он отличается высокой твердостью, хрупкостью, низкой прочностью и трудоемкостью механической обработки. Из отбеленного чугуна производят прокатные валки и др. Из белого чугуна делают отливки деталей с последующим отжигом на ковкий чугун.  [c.75]

Свойства этого чугуна зависят от структуры металлической основы и от формы, размера и количества графитных включений. Чем меньше в металлической основе феррита, тем выше прочность чугуна. Хрупкие включения графита нарушают сплошность металлической основы. Мелкие равномерно рассеянные графитовые включения несколько ослабляют чугун, который по прочности приближается к металлической основе. Лучшими механическими свойствами обладает чугун со структурой перлита, содержащий графит в виде мелких равномерно распределенных чешуек.  [c.75]

Дробеструйному наклепу подвергают детали, прошедшие термическую и механическую обработку. Поверхность обрабатываемых деталей подвергается ударам стальных или чугунных дробинок, движущихся с большой скоростью. Под действием ударов множества дробинок поверхность изделия становится шероховатой. Прочность, твердость и выносливость поверхностного слоя повышаются. Глубина упрочненного слоя достигает 0,2—0,4 мм. Особенно эффективно применение дробеструйной обработки для упрочнения деталей, подвергшихся закалке с нагревом ТВЧ или цементации.  [c.154]

У хрупких материалов (например, чугунов) при сжатии наступает хрупкое разрушение, начинающееся с образования трещин н заканчивающееся раскалыванием образца. Однако для таких материалов характерна резкая анизотропия механических свойств при растяжении и сжатии. Например, предел прочности чугуна при сжатии в 2,5 — 4 раза больше, чем при растяжении.  [c.127]

Как показано в разделе 6.1.3, скорость коррозии железа или стали в природных водах лимитируется диффузией кислорода к поверхности металла. Следовательно, бессемеровская или мартеновская сталь, ковкое железо или чугун мало или совсем не будут различаться по своим коррозионным свойствам в природных водах, в том числе и в морской [11]. Это утверждение приложимо и к коррозии в различных почвах, так как факторы, определяющие скорость почвенной коррозии и коррозии погруженного в воду металла, одинаковы. Таким образом, для этих сред подойдут любые, самые дешевые сталь или железо, лишь бы они обладали требуемой механической прочностью при данной толщине сечения.  [c.123]


Наряду с величиной отбела важна и другая его характеристика — твердость. Углерод при повышенном содержании снижает прочность сердцевины. Содержание углерода в чугуне для валков холодной прокатки, когда необходима высокая твердость поверхности, рекомендуется поддерживать в пределах 3 — 3,5%. В чугуне для сортопрокатных валков, калибры которых вытачиваются, содержание углерода несколько ниже (2,7 — 3%), что обеспечивает более высокие свойства сердцевины и большую глубину отбела. Глубокий слой отбела необходим, чтобы избежать его прорезания при механической обработке и шлифовке.  [c.334]

Сочетание высокой прочноегп и пластичности этих чугуиов позволяет изготавливать из них ответственные изделия. Так, коленчатый вал легковой машины Волга изготавливают из высокопрчного чугуна, имеющею состав 3,4—3,6% С 1,8-2,2% Si 0,96—1,2% Мл 0,16-0,30% Сг электрической печи. Это обстоятельство, а также применение термической обработки приводит к получению еще более высоких свойств, чем это указано л табл. 24, а именно ац = 62-н65 кгс/мм б = 8- -12% и твердость НВ 192—240. Хотя этот чугун но механическим свойствам и уступает стали констру — тивная прочность коленчатого вала из такого чугуна может быть выше, что в целом уменьшит массу машины. Из чугуна, обладающего лучшими, чем у стали, литейными свойствами, можно литьем (дешевым способом) изготавливать изделия сложной конфигурации (с внутренними полостями и т, п,), обладающие лучшим сопротивлением разнообразным механи-ческн. воздействиям, чем более простые по форме кованые детали, Дру ими словами, в ряде случаев деталь сложной конфигурации из менее прочного материала (чугуна) конструктивно оказывается более прочной, простой по конфигурации детали из более прочного материала (стали).  [c.218]

Ковким чугуном является белый чугун, графитизирован-ный термической обработкой (отжигом, томлением). Для получения ковкого чугуна необходимо белый чугун нагреть до 950—1000°С и затем после длительной выдержки охладить с малой скоростью до обычной температуры. Структура ковкого чугуна характеризуется графитом в виде хлопьевидных включений. Такая форма включений графита (по сравнению в чешуйчатыми включениями, характерными для серого чугуна) в меньшей степени снижает механические свойства ковкого чугуна. Поэтому механические свойства его выше. Ковкий чугун обладает большей прочностью и повышенной пластичностью (хотя и не поддается ковке). В зависимости от степени графитизации ковкий чугун может быть ферритным или перлитным, а также фер-рито-перлитяым. Разная степень графитизации достигается изменением условий отжига. На рис, 6.4. приведен график ступенчатого отжига ковкого чугуна.  [c.78]

Английская фирма Федерайдед Фаундрис [12] штампует из жидкого чугуна химического состава С —3,3%, 51 — 2,6%, Мп — 0,5%, Р —0,8% и 5 — 0,1% (максимум) желоба диаметром около 500 мм, длиной около 1500 мм при толщине стенок 30—32 мм. Благодаря строго отработанному режиму выдержки металла под давлением и последующему (после извлечения заготовки из пресс-формы) отжигу при температуре 920—950°С в чугуне не наблюдается отбела. Механические свойства металла являются высокими. Предел прочности на разрыв 23—34 Г/лtлi , твердость по Бри-неллю от. 253 до 263 НВ. Обычный серый чугун по механическим свойствам не уступает ковкому чугуну.  [c.252]

Примечания . Модуль упругости серого чугуна составляет (0,6-ь1,4) 10 МПа, высокопрочного чугуна (1,7ч-1,9) 10 МПа. 2. Плотность серого чугуна 7000—7200 кг/м , высокопрочного — 7200—7400 кг/м. 3. Для серого чугуна приведены механические характеристики для отливок С толщиной стейки 6=10 20 мм, для отливок с б = 40 мм пределы прочности на 25 — 35 % ниже, а для отливок с б = 100 мм — на 45—65 % ниже (ГОСТ 1412—79 ).  [c.30]

Марка чугуна и механические свойства должны соответствовать ГОСТ 1412—70. Марку чугуна обозначают двумя буквами и четырьмя цифрами, из которых первые две цифры обозначают минимальный предел прочности при растяжении на разрыв, выраженный в кгс1мм , а вторые две цпфры — предел прочности на изгиб, выраженный в кгс1мм . Например, марка СЧ15-32 означает серый чугун, предел прочности которого при растяжении 15 кгс/мм .  [c.28]

Широкое применение получил серый чугун марок СЧ 12—28, СЧ 15—32, СЧ 32—52. Марка чугуна отображает механические свойства сплава. Например, СЧ 12—28 означает СЧ — серый чугун, число 12—предел прочности на растяжение в кГ1мм , а 28 — предел прочности на изгиб в кГ1мм . На чертеже для каждой детали записывается соответствующая марка чугуна.  [c.71]

Большой интерес представляет влияние черных пятен в высокопрочном чугуне на механические свойства. На фиг. 152 показаны изломы разрывных образцов (2А-5 и ЗА-4, см. табл. 107) с черными пятнами, которые выявлены более четко в нашем псследованпи. Эти образцы имеют предел прочности соответственно 59,0 и 46,0 кГрчм-. Хотя наблюдается значительное снижение предела по сравнению с образцами без черных пятен, все же наименьшее значение предела прочности при разрыве  [c.249]

В последнее время широко применяют модифицированные или высокопрочные чугуны, обладающие повышенными физико-механическими и тexнoлorичe ки п свойствами. Модифицированный чугун получают добавлением в жидкий серый чугун модификаторов — магния, силикокальция, ферросилиция и др., под влиянием которых графит в чугуне имеет шаровидную форму. Это повышает его прочность. Механические характеристики высокопрочных чугунов даны в табл. 3.  [c.13]

I его влияние на чугун подобно действию надрезов. Поэтому чем больше графита в структуре, тем ниже прочность серого чугуна. Однако механические свойства серого чугуна зависят не только от количества, но и от формы, величины и расположения графитных выделений. В серых чугунах выделения графита имеют форму пластинок различной степени размельченности. Чем крупнее пластинки графита, тем ниже механические свойства серого чугуна.  [c.93]


За последние годы в СССР и за рубежом внедрены методы получения отливок из серого чугуна высокой прочности и пластичности (высокопрочные чугуны). Высокие механические свойства такнх отливок объясняются наличием в микроструктуре чугуна  [c.172]

С целью повышения качества поверхности заготовок на многих предприятиях аппаратостроения протяжные кольца матриц изготавливают из чугуна марки СЧ 15-32 и СЧ 32-52, механические свойства которых приведены в табл. 4.4, где в наименовании марок серого чугуна буквы и числовые индексы обозначают С — серый, Ч — чугун, первое число соответствует пределу прочности при растяжении ( б , Ша), второе число — пределу прочности при изгибе (6g y, Ша). При выборе марки чугуна следует учитывать, что с уменьшением прочности чугунов улучшаются их литейные сроР-стза и уменьшаются остаточные напряжения и коробление с увеличением толщины стенок отлквок механические свойства понижаются вследствие ухудшения структуры металла.  [c.97]

Литье в оболочковые формы обеспечивает высокую геометрическую точность отливок, так как формовочная смесь, обладая высокой подвижностью, дает возможность получать четкий отпечаток модели. Точность отпечатка не нарушается потому, что оболочка снимается с модели без расталкивания. Повышенная точность формы позволяет в 2 раза снизить припуски на механическую обработку отливок. Применяя мелкозернистый кварцевый песок для форм, можно снизить шероховатость поверхности отливок. Высокая прочность оболочек позволяет изготовлять формы тонкостенными, что значительно сокращает расход формовочных материалов и т. д. В оболочковых формах изготовляют отливки с толп1иной стенки 3—15 мм и массой 0,25—100 кг для автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин из чугуна, углеродистых сталей, сплавов цветных металлов.  [c.148]

Коррозия серых чугунов, сопровождающаяся растворением феррита, относится к структурноизбирательному типу. Механизм коррозии серых чугунов заключается в том, что феррит постепенно почти полностью переходит в раствор и подвергавшаяся коррозии деталь в конце концов оказывается состоящей только из углеродистого скелета (графит и немного цементита), пространство внутри которого заполнено вместо зерен феррита рыхлыми продуктами коррозии. Механическая прочность такой детали незначительна чугунную трубу, например, можно проткнуть карандашом. Этот вид коррозии, наблюдаемый в основном у бо-1атых графитом чугунов, известен также под названием г])афи-тнзация .  [c.170]

При дополнительном легировании высококремнистого сплава молибденом в количестве 3—4% можно значительно повысить его стойкость в соляной кислоте. Такой сплав, известный под названием кремнистомолибденового чугуна, имеет следуюш,ий состав 0,5—0,6% С 15—16% Si 3,5—4% Мо 0,3—0,5% Мп, не более 0,1% Р н 0,1% S. Механические свойства сплава следующие предел прочности при изгибе 17—20 Mн/зi , стрела прогиба (при расстоянии между опорами 500 мм) 2—3 мм] твердость НВ 4000—5000 Мн1м  [c.241]

Сочетание высокой прочности, вязкости, твердости, термо- и химо-стойкости, малой плотности, а также пшрокие возможности формоизменения и применения производительных методов формообразования — все это делает ситаллы перспективным конструкционным материалом. По механическим свойствам ситаллы близки к чугунам и могут во многих случаях заменить последние, выгодно отличаясь от них малой плотностью, гораздо более высокой твердостью и теплостойкостью. Однако следует учитывать их низкую теплопроводность.  [c.192]

Основная масса материала валка должна обеспечивать общую высокую механическую прочность, что может быть достигнуто технологическими приемами. Важное значение наряду со структурой металлической матрицы чугуна имеют количество графита и его форма. Общая прочность валка будет определяться размерами отбеленного слоя и переходной зоны. При значительном отбеленном слое возрастает опасность поломки таким образом, для увеличения механической прочности желательно уменьшать слой отбела. Но для создания износостойкости поверхность должна быть достаточно твердой. Основное влияние на износостойкость оказывают свойства чугуна в зоне чистого отбела и величина пооеднего. Твердость рабочего слоя с чистым отбелом составляет 58 — 65 HSD.  [c.331]

К достоинствам чугунных труб следует отнести долговечность (противокоррозионная изоляция наносится на заводе), высокая механическая прочность, компенсация температурных деформаций в стыковых соединениях. Недостатками следует считать хрупкость материала и плохая сопротивляемость динамическим и изгибающим усилиям, большая масса и большой расход металла на 1 м длины трубопровода по сравнению со сталньыми трубами, ограни-  [c.277]

Шаровидный графит — менее сильный концентратор напряжений, чем пластинчатый или хлопьевидный графит, и поэтому меньше снижает механические свойства металлической основы. Чугуны обладают высокой прочностью и некоторой пластичностью, сохраняют свою прочность до 500 «С (обычный чутун до 400 » С). Они маркируются буквами ВЧ, после которых ставится число, показывающее гарантируемый предел прочности на растяжение в кгс/мм (Ю» МПа). Марки высокопрочного чугуна  [c.61]


обзорная статья о сплавах от экспертов компании Рослом

Чугун представляет собой железно-углеродный сплав. Кроме основных компонентов он может содержать дополнительные: серу, кремний, фосфор, марганец. Особыми свойствами обладают сплавы с такими составляющими, как молибден, никель, хром, медь и другие. В общем чугун широко применяется в производстве литых деталей, не подвергающихся высоким механическим нагрузкам и напряжению. Этот сплав стоит дешевле стали, менее прочный и пластичный, но обладает хорошими литейными свойствами и легче подвергается резке.

Разновидности

Чугун делится на несколько видов в зависимости от содержания углерода:

  • белый;
  • серый;
  • ковкий;
  • высокопрочный.

Белый чугун очень твердый и износостойкий. Среди его недостатков – большая хрупкость. Также он плохо режется. Его либо обрабатывают шлифовальными машинами, либо применяют для отливки деталей. В машиностроении используется редко.

Серый (графитный) чугун высокопрочный и ковкий, но хрупкий. Его широко применяют в машиностроении для производства деталей второстепенного назначения, не подвергающихся ударным и сильным механическим нагрузкам.

Ковкий сплав получается путем нагрева белого чугуна и его продолжительной выдержки. Свое название он получил из-за высокой вязкости. Применяется для небольших отливок, предназначенных для работы при динамических нагрузках.

Высокопрочный чугун получают, добавляя в жидкий сплав магний. По механическим свойствам он схож с углеродистыми сталями, но имеет более высокие литейные свойства. Из таких сплавов делают ответственные детали для машин, а также трубы.

Различные химические добавки улучшают физико-механические свойства чугуна, благодаря чему он широко применятся в бытовых и промышленных целях. Изделия из него выдерживают большие температурные перепады и другие нагрузки.


Прочность и пластичность чугуна » Строительно-информационный портал


Для определения прочности и пластичности чугун чаще всего испытывают на растяжение и изгиб, реже — на сжатие и еще реже — на срез и кручение, хотя для характеристики этих свойств могут быть использованы и другие виды нагружения. Испытание на растяжение применяется для всех видов чугуна, на изгиб же — главным образом для серого чугуна, так как удлинение его при растяжении мало, а испытание на изгиб с определением стрелы изгиба позволяет приближенно характеризовать его пластичность. Все эти виды испытаний характеризуются разным распределением напряжений по сечению, разной жесткостью нагружения и разной зависимостью от структуры. Поэтому пересчет показателей прочности и пластичности с одного метода испытания на другой является сложной задачей. Общий характер изменения этих свойств в зависимости от формы и распределения графита и структуры матрицы чугуна представлен в табл. 13. Показатели прочности и пластичности сильно варьируют в зависимости от структуры матрицы и количества, формы и распределения графита в чугуне.

Для белого чугуна определяющим параметром является количество перлита в структуре, с увеличением которого (за счет уменьшения количества цементита) повышается прочность и пластичность металла:


В графитизированных чугунах структура матрицы влияет таким образом, что увеличение количества перлита повышает прочностные и понижает пластические свойства (табл. 13). При этом во всех случаях механические свойства чугуна, в частности серого, в значительной степени зависят и от дисперсности перлита:

Наивысшей прочностью, таким образом, характеризуется бейнитная структура, наинизшей — мартенситная. Принципиально таково же влияние металлической основы на механические свойства ковкого и высокопрочного чугунов, в частности, как видно из табл. 13, ферритизация структуры понижает их прочность и увеличивает пластичность. Еще интенсивнее связь с первичной кристаллизацией, причем некоторые исследователи, в частности В. Паттерсон придает большое значение размерам и форме дендритов первичного аустенита, с удлинением которых прочность чугуна повышается. С другой стороны, Э.Я. Храпковский уделяет исключительное внимание эвтектическому зерну, с измельчением которого механические свойства чугуна возрастают. И действительно, такая зависимость часто, хотя и не всегда, подтверждается (рис. 183), что связано также с упрочнением межзерновых прослоек.

Трудность выявления этой зависимости заключается в одновременном изменении других параметров первичной структуры с изменением величины эвтектического и аустенитного зерна, в том числе величины, формы, распределения и количества графита, которое оказывает большое влияние на механические свойства чугуна. Так, например, можно уверенно утверждать, что с измельчением пластинчатого графита повышаются не только прочность, но и пластичность серого чугуна, хотя следует иметь в виду, что при образовании графита междендритной ориентации механические свойства серого чугуна обычно понижаются, несмотря на уменьшение размеров графитных выделений, что связано с укрупнением первичного зерна и образованием феррита:

Примерно так же действует уменьшение количества графита, что справедливо не только для серого, но и для ковкого чугуна:

Однако в противоположность пластинчатому графиту укрупнение углерода отжига не является отрицательным фактором и даже повышает механические свойства ковкого чугуна, особенно его пластичность, что, по-видимому, объясняется меньшим значением ао:

Наименьшее же влияние на механические свойства чугуна оказывают количество и величина выделений шаровидного графита, характеризующегося наиболее правильной, даже идеальной формой; при этом размеры графита не оказывают большого влияния, так как с их уменьшением улучшается его форма, но увеличивается значение ао.

Таким образом, можно прийти к общему заключению, что прочностные и пластические свойства чугуна зависят как от характера графита, так и от структуры матрицы; следовательно, их можно выразить как функции модуля упругости и твердости чугуна:


где Kпр и Кпл — коэффициенты пропорциональности;

а, b, с, d — показатели степени, характеризующие относительную зависимость прочности и пластичности от модуля упругости (графита) и твердости (матрицы) и меняющиеся в зависимости от типа нагружения.


Из приведенных выражений ясно, что прочность возрастает с увеличением модуля упругости и твердости, пластичность же возрастает с увеличением модуля упругости, но понижается с увеличением твердости. Исходя из (III.21) и (III.22), следует, очевидно, считать необоснованными зависимости прочности и пластичности от одного какого-либо свойства (E0 или HB). Действительно, как видно из рис. 184, разные исследователи различно оценивают зависимость предела прочности при растяжении от твердости, что объясняется разным количеством и разной величиной графитных выделений в чугунах. Особенно резко это проявляется на сером чугуне, где графит оказывает наибольшее влияние на прочностные свойства. В этом случае такая зависимость не может быть установлена еще и потому, что природа указанных свойств различна: твердость определяет сопротивление пластическим деформациям, а предел прочности при растяжении серого чугуна — сопротивление отрыву. По этой же причине некоторые рекомендуемые в литературе для серого чугуна формулы подобного рода дают совершенно невероятные результаты при применении в широком диапазоне значений свойств. Например, формула

дает отрицательное значение при HB 100. Такие зависимости не приемлемы также для ковкого чугуна, прочность которого сильно зависит от количества углерода отжига при одной и той же ферритной структуре, а значит, практически при одной и той же твердости (рис. 184). Лучшая корреляция между этими свойствами получается на высокопрочном чугуне (рис. 184), где количество графита при правильной шаровидной форме оказывает на прочность сравнительно небольшое влияние. Однако и в этом случае разброс значений твердости при одной и той же прочности слишком велик, чтобы можно было говорить о какой-то однозначной зависимости. Более обоснованными являются зависимости между пределом прочности при сжатии и твердостью, например:

Ho и эта зависимость не отличается достаточно хорошей корреляцией, так как сопротивление сжатию зависит от графита в гораздо большей степени, чем твердость. Однако ни в этом случае, ни тем более, при определении предела прочности при растяжении не может быть также однозначной связи с одним только модулем упругости, так как кроме графита большое значение имеет структура металлической основы чугуна. Очевидно, что такая зависимость может быть более или менее справедливой лишь при одной и той же структуре матрицы. Только в этом случае, следовательно, и возможна взаимосвязь между прочностью и зависимыми от модуля упругости свойствами, например, резонансной частотой чугунных отливок (рис. 185). Общей и наиболее правильной является зависимость (III.21), которая в упрощенном виде обычно представляется

Вследствие этого упрощения точность формулы несколько снижается и коэффициент пропорциональности становится зависимым от типа чугуна, возрастая с повышением его свойств

Таким образом, коэффициент К является в некотором роде показателем качества чугуна, так как с его увеличением прочность возрастает даже при неизменных значениях E0 и HB. Так, например, показано, что значение К возрастает с размельчением эвтектического зерна, в то время как E0 и HB остаются при этом без изменения. Однако следует иметь в виду, что зависимость (III.24) справедлива только в определенных пределах твердости. Например, в случае перехода к мартенситной структуре твердость повышается, а прочность понижается. То же имеет место при образовании большого количества свободных карбидов. В связи с этим прочность отбеленного чугуна возрастает только при увеличении твердости до HB 240—340 (в зависимости от структуры), с дальнейшим же увеличением твердости прочность уменьшается.

Зависимость пластичности от модуля упругости и твердости в общем виде представляется формулой (III.22). Для серого чугуна экспериментальные данные приведены на рис. 186 и описываются уравнением

Для ковкого и высокопрочного чугуна коэффициент пропорциональности возрастает до (10/50)*10в-3 при значениях удлинения от 2 до 20%. Сопоставляя (III.21) и (III.22) или (III.24) и (III.25), можно выразить соответственно в общем (III.26) или частном (III.27) виде весьма важную и принципиальную зависимость между прочностью и пластичностью чугуна, характеризующую его качество:

Анализ этих уравнений показывает, что пластичность чугуна, в противоположность стали, может понижаться или, наоборот, возрастать с увеличением прочности: все зависит от того, за счет чего повышается прочность. Если это происходит за счет блокирования плоскостей скольжения, в частности за счет увеличения количества или размельчения перлита, то пластичность уменьшается. Если увеличение прочности происходит за счет улучшения формы или уменьшения количества включений графита, то увеличивается модуль упругости и пластичность повышается одновременно с прочностью. Поэтому между прочностью и пластичностью не может быть однозначной связи, как это и подтверждается характером областей рис. 187 для серого, ковкого и высокопрочного чугунов. При этом анализ области ковкого чугуна (и подобно ему других чугунов) показывает, что при одной и той же структуре матрицы (например, ферритной; на рис. 187, а заштрихована) удлинение возрастает с повышением прочности, как это следует из данных ГОСТа (табл. 14). При изменении же только матрицы без существенного изменения количества и формы графита, как это показано стрелкой на рис. 187, а, удлинение падает с повышением прочности, как у стали. В этом характерная и важнейшая особенность механических свойств чугуна, которую следует учитывать не только в теории, но и на практике, так как она дает ключ к пониманию природы чугуна и позволяет произвольно повышать или понижать то или иное механическое свойство путем воздействия на основную металлическую массу или на количество и форму графита. Так, например, для анализа свойств чугуна можно использовать отношение е ou/fупр, пропорциональное, как видно из (III.6), модулю упругости. Из предыдущего ясно, что это отношение характеризует почти исключительно количество и форму графита, а не основную массу чугуна. Чем больше это отношение, тем более благоприятна форма графита. Например, чугуну с крупным графитом соответствует ou/f600 меньше 3,3; с мелким графитом — ou/f600 = 3,3/5,5; со структурно-свободными карбидами — ou/f600 больше 5,5. На этом основании, очевидно, легко возможен анализ причин высокой или низкой прочности серого чугуна. Так, высокое отношение ou/f600 при низком значении ou показывает, что причиной малой прочности чугуна является его основная масса. При малом же значении причиной пониженной прочности является ou/f600 неблагоприятная форма графита.

Большое теоретическое и практическое значение имеет вопрос соотношения между различными показателями прочности и пластичности, что дает возможность по результатам одного испытания судить о других характеристиках механических свойств соответственно тому напряженному состоянию, которое возникает во время службы детали. Эти соотношения (табл. 15), по предложению И.А. Одинга называемые коэффициентами эквивалентности, оказываются особенно сложными для чугуна, свойства которого в различной степени зависят от его основной массы, формы и количества графита и неоднородности структуры.

Из данных таблицы можно видеть, что чугун, особенно перлитный, характеризуется высоким отношением предела текучести к пределу прочности (о0,2:ов), что составляет немаловажное его преимущество как конструкционного материала. Другое весьма ценное конструкционное свойство чугуна — это его высокая прочность при сжатии, вследствие чего чугун наиболее выгодно применять в таком напряженном состоянии. Соответствующий коэффициент эквивалентности ос:ов, как видно из табл. 15, колеблется в больших пределах (2,2—4,5), и тем больше, чем ниже марка чугуна. Указанное объясняется тем, что графит не влияет на сопротивление сжатию столь отрицательно, как на сопротивление растяжению.

Большим преимуществом чугуна как конструкционного материала является также его высокий коэффициент эквивалентности при изгибе (1,6—2,4), который увеличивается с понижением прочности, что требует специального анализа. В отличие от растяжения и сжатия изгиб характеризуется неравномерным распределением напряжений по сечению — от нуля в нейтральной плоскости до максимума в наиболее удаленных от нее поверхностях. Вследствие равновесия суммы действующих по сечению бруска сил и моментов всегда равны нулю. При этом часть сечения (например, над нейтральной плоскостью) растянута, другая (под нейтральной плоскостью) — сжата. Существование при изгибе растягивающих и сжимающих напряжений привело к мнению, что характеристики прочности при изгибе (например, предел прочности ou) должны занимать среднее место между соответствующими характеристиками растяжения и сжатия. Хотя последнее положение практически правильно и oc > оu > ов, указанная теоретическая предпосылка неверна.


Ответственными за разрушение при изгибе всегда являются наиболее напряженные растянутые волокна в выпуклой части бруска. Образование в них трещин перемещает максимум Oраст к следующим волокнам, и трещина, таким образом, постепенно увеличивается и распространяется на все сечение. Поэтому разрушение при изгибе по своей природе является разрушением от растягивающих напряжений и вовсе не определяется сжимающими напряжениями. Можно было бы, следовательно, ожидать, что оu должно быть равно ов. Между тем, как указывалось, соответствующий коэффициент эквивалентности значительно больше единицы. Причина этого заключается в следующем. Прежде всего необходимо отметить, что математическое определение предела прочности при изгибе производится на основе закона Гука, согласно формуле (III.5). Эта формула предполагает, что нейтральная ось проходит через центр тяжести и что напряжения по сечению располагаются строго пропорционально расстоянию от нейтральной осп (по закону прямой линии). И то и другое неверно для любого материала, в особенности для чугуна, и вызывает увеличение коэффициента эквивалентности ou:ов. Представим себе брусок в момент разрушения. Нейтральная его плоскость остается без деформаций и напряжений. По мере удаления от нее (рис. 188, точка О) деформации увеличиваются и в крайних волокнах (на расстоянии Л) достигают значения е. Если бы напряжения при этом были строго пропорциональны деформациям, то они располагались бы по прямой OA и в наружном волокне (h) в момент разрыва возникли бы напряжения соответственно пределу прочности при растяжении ов. Однако на самом деле деформации располагаются по какой-то кривой ONA, и поэтому каждому расстоянию х от нейтральной оси соответствует некоторое напряжение, большее, чем при прямолинейном распределении деформаций (ок>о). Вследствие этого сумма моментов всех сил, действующих в сечении, оказывается больше, и определяемый предел прочности при изгибе, согласно формуле (III.5), фиктивно увеличивается.

Другая причина неравенства ou=/=oв лежит в перемещении нейтральной оси в сторону сжатой части, которое возрастает с нагрузкой и достигает примерно 8—10% от высоты бруска. Это объясняется тем, что для сохранения равновесия моменты сил, действующие в растянутой в сжатой частях, должны быть равны, что при условии Eс > Ер может иметь место только в случае перемещения нейтральной оси к сжатой части. Это приводит к повышению высоты h и момента сопротивления W растянутой части сечения, а значит и к увеличению момента действующих сил. Поэтому перемещение нейтральной оси вызывает дальнейшее фиктивное повышение предела прочности при изгибе. Наконец, неравномерность распределения напряжений при изгибе и понижение их значений в близлежащих к нейтральной оси волокнах уменьшают объемную напряженность и действие графита как надреза. Поэтому сопротивление разрушению при изгибе повышается не только фиктивно (по ранее указанным двум причинам), по и в действительности, и характер зависимости ou:oв от основной массы и графита отличается несколько от подобной зависимости при растяжении. Значение коэффициента эквивалентности при изгибе (ou:ов) зависит, таким образом, от формы кривой пластических деформаций (ONA) и количества и формы графита в чугуне.

Таким образом, расчеты но стандартной формуле дают фиктивные значения напряжений при изгибе. Истинные же напряжения, рассчитанные по экспериментально определенным деформациям, значительно меньше и близки к напряжениям при растяжении. Используя теорию упруго-пластического состояния, можно показать, что истинный момент, действующий в сечении, составляет


где Мскор — скорректированный момент действующих сил; Mрасч — расчетный момент по закону Гука;

J — момент инерции бруска;

h — высота бруска;

а — отношение части сечения, находящейся в чисто упругом состоянии по всему сечению.

Из этого следует, что скорректированное напряжение при изгибе


или, принимая приближенно а = fупр/f, получим:

Экспериментальная проверка этой формулы показала, что оскор довольно близко к реальному экспериментально измеренному напряжению. Что касается стрелы прогиба, то, как видно из табл. 14, она растет с прочностью чугуна и согласно может быть выражена

Однако, как уже указывалось, стрела прогиба только в самом грубом приближении определяет пластичность чугуна. Значительно характерней в этом отношении угол загиба, определение которого вводится иногда в технические условия для оценки пластичности ковкого и высокопрочного чугунов. Так, например, для отливок из высокопрочного чугуна, работающих при высоком давлении (до 40 aт) и повышенной температуре (до 400°С) обусловлены за рубежом следующие нормы:

В некоторых случаях прочность чугуна проверяется методом давления в клиньях (ГОСТ 2861—45). Этот метод особенно полезен при испытании тонкостенных отливок, из которых невозможно изготовить образец для испытания на растяжение или изгиб. Получаемая при этом методе прочность (окл) серого чугуна несколько меньше предела прочности при растяжении (табл. 15). В ковком же и высокопрочном чугуне коэффициент эквивалентности окл:ов близок или даже несколько больше единицы.

Анализируя далее данные табл. 15, можно видеть, что предел прочности при срезе серого чугуна несколько больше, чем при растяжении, что вполне естественно, так как сопротивление отрыву достигается в этом случае раньше, чем сопротивление срезу. В пластичных же чугунах, разрушение которых при растяжении происходит от касательных напряжений, коэффициент эквивалентности тср:ов, как и надо было ожидать, наоборот, близок или несколько меньше единицы. При кручении же распределение напряжений неравномерно по сечению подобно тому, что имеет место при изгибе. Поэтому коэффициент эквивалентности ткр:ов больше, чем при срезе, и понижается с улучшением формы графита и с повышением марки чугуна (табл. 15), оставаясь несколько больше единицы даже в чугунах с высокой пластичностью.

Что касается коэффициентов эквивалентности пластичности, то, как видно на табл. 15, сужение поперечного сечения весьма близко или только немного превосходит по величине удлинение (w:b = 1,0:1,2), что объясняется малым развитием местной деформации. Соотношение же относительного удлинения при кручении и удлинения при растяжении (у:b) очень велико; оно значительно больше теоретического, которое в соответствии с третьей теорией прочности должно быть у = 2b. Это соотношение тем больше, чем крупнее и острее выделения графита, так как надрезы более интенсивно влияют на б, чем на у.

Белый хромистый чугун для деталей дробилок и шредеров. ООО «ЭКОПРОМ»

Тип

Технологические характеристики

Мин. твердость HRC

Макс. твердость HRC

Применение

FX15

Сплав со средним содержанием хрома, сочетающий в себе хорошую износостойкость и достаточно хорошую вязкость с тонким диспергированием карбида хрома (около 15%) внутри мартенситной матрицы

55

60

Футеровка, пластины, молотки (била) дробилок

FX25

Сплав с высоким содержанием хрома, сочетающий высокую износостойкость с тонким диспергированием карбида хрома (около 25%) внутри мартенситной матрицы

60

65

Специально разработанные молотки (била), футеровка и др. для дробилок

FX25/A

Белый чугун с высоким содержанием хрома (около 25%) получаемый с целью предоставления действительной альтернативы в тех областях применения, где можно увидеть частые дефекты на типичных применяемых материалах. Улучшенные ударная вязкость и твёрдость на уровне 51-57 HRC делают сплав FX25/A отличным выбором и компромиссом между мартенситными сталями и прочими сплавами на основе белого чугуна 

51

57

Отбойные плиты, изнашивающиеся пластины, детали защиты ротора дробилок

DUR18

В этих сплавах карбид хрома диспергирован в основном внутри аустенитной матрицы. Среднее содержание карбида хрома составляет 30-40%. Высокая твердость и хорошая ударная вязкость.

48

56

Футеровка, пластины дробилок

DUR25

52

58

Отбойные плиты дробилок

DUR550

52

58

Молотки (била) дробилок

DUR25BC

В этих сплавах карбид хрома диспергирова в основном внутри мартенситной матрицы. Среднее содержание карбида хрома составляетт 30-40%. Очень высокая твёрдость. Детали простой кофигурации, работающие в условиях повышенного абразивного износа.

60

65

Молотки (била) дробилок

DUR25HC

60

65

Молотки (била) дробилок

Какова прочность белого чугуна — определение

Как уже писалось, чугуны — один из самых сложных сплавов, используемых в промышленности. Из-за более высокого содержания углерода в структуре чугуна, в отличие от стали, присутствует фаза, богатая углеродом. В зависимости от состава, скорости охлаждения и обработки расплава богатая углеродом фаза может затвердеть с образованием либо стабильной (аустенит-графит), либо метастабильной (аустенит-Fe 3 C) эвтектики.

С более низким содержанием кремния (менее 1.0 мас.% Si — графитизирующий агент) и более высокой скорости охлаждения, углерод в чугуне выделяется из расплава в виде цементита метастабильной фазы , Fe 3 C , а не графита. Продукт этого затвердевания известен как белый чугун (также известный как закаленный чугун). Белый чугун — это твердый , хрупкий и необрабатываемый , в то время как серый чугун с более мягким графитом достаточно прочен и поддается механической обработке. Поверхность излома этого сплава имеет вид белого цвета , и поэтому его называют белым чугуном.Трудно достаточно быстро охладить толстые отливки, чтобы расплав полностью застыл в виде белого чугуна. Тем не менее, быстрое охлаждение можно использовать для затвердевания оболочки из белого чугуна, после чего остаток охлаждается медленнее, образуя сердцевину из серого чугуна. Этот тип отливки, иногда называемый «охлажденной отливкой », имеет более твердую внешнюю поверхность и более жесткий внутренний стержень.

Белый чугун слишком хрупок для использования во многих конструктивных элементах, но, обладая хорошей твердостью и устойчивостью к истиранию, а также относительно невысокой стоимостью, он находит применение в таких областях применения, где желательна износостойкость, например, на зубьях экскаваторов, крыльчатках и спиралях. шламовых насосов, гильз и подъемных стержней в шаровых мельницах.

Например, мартенситный белый чугун Ni-Cr-HC (никель-хром-высокоуглеродистый сплав), ASTM A532, класс 1, тип A, представляет собой мартенситный белый чугун, в котором никель является основным легирующим элементом, поскольку на уровне 3 до 5%, он эффективен в подавлении превращения аустенитной матрицы в перлит, обеспечивая тем самым развитие твердой мартенситной структуры при охлаждении в форме. Этот материал также может называться Ni-Hard 1. Ni-Hard 1 — это износостойкий материал, используемый в приложениях, где удар также является проблемой в качестве механизма износа.

Свойства белого чугуна — Ni-Cr-HC мартенситный белый чугун

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

Механические свойства белого чугуна — Ni-Cr-HC мартенситный белый чугун

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

Прочность белого чугуна — Ni-Cr-HC мартенситный белый чугун

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

Предел прочности на разрыв

Предел прочности на разрыв мартенситного белого чугуна (ASTM A532, класс 1, тип A) составляет 350 МПа.

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

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости мартенситного белого чугуна Юнга (ASTM A532, класс 1, тип A) составляет 175 ГПа.

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

Интернет-ресурс с информацией о материалах — MatWeb

MatWeb, ваш источник информации о материалах

Что такое MatWeb? MatWeb’s база данных свойств материалов с возможностью поиска включает паспорта термопластов и термореактивных полимеров, таких как АБС, нейлон, поликарбонат, полиэстер, полиэтилен и полипропилен; металлы, такие как алюминий, кобальт, медь, свинец, магний, никель, сталь, суперсплавы, сплавы титана и цинка; керамика; плюс полупроводники, волокна и другие инженерные материалы.

Преимущества регистрации в MatWeb
Премиум-членство Характеристика: — Данные о материалах экспорт в программы CAD / FEA, включая:

Как найти данные о собственности в MatWeb

Нажмите здесь, чтобы узнать, как войти материалы вашей компании в MatWeb.

У нас есть более 150 000 материалы в нашей базе данных, и мы постоянно добавляем их, чтобы обеспечить Вам доступен самый полный бесплатный источник данных о собственности материалов в Интернете. Для вашего удобства в MatWeb также есть несколько конвертеров. и калькуляторы, которые делают общие инженерные задачи доступными одним щелчком мыши кнопки. MatWeb находится в стадии разработки.Мы постоянно стремимся найти лучшее способы служить инженерному сообществу. Пожалуйста, не стесняйтесь свяжитесь с нами с любыми комментариями или предложениями.

База данных MatWeb состоит в основном из предоставленных таблиц данных и спецификаций. производителями и дистрибьюторами — сообщите им, что вы видели их данные о материалах на MatWeb.


Рекомендуемый материал:
Меламино-арамидный ламинат




Белый чугун — Охлажденный чугун

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

В материаловедении чугуны — это класс черных сплавов с содержанием углерода более 2,14 мас.% . Обычно чугуны содержат от 2.От 14 мас.% До 4,0 мас.% Углерода и от 0,5 до 3 мас.% кремния . Сплавы железа с более низким содержанием углерода известны как сталь. Разница в том, что чугуны могут использовать преимущества эвтектического затвердевания в бинарной системе железо-углерод. Термин эвтектика в переводе с греческого означает « легко или хорошо плавящийся », а точка эвтектики представляет собой состав на фазовой диаграмме, где достигается самая низкая температура плавления . Для системы железо-углерод эвтектическая точка встречается при составе 4.26 мас.% C и температуре 1148 ° C .

См. Также: Типы чугунов

Белый чугун — Белый чугун

Как уже писалось, чугуны — один из самых сложных сплавов, используемых в промышленности. Из-за более высокого содержания углерода в структуре чугуна, в отличие от стали, присутствует фаза, богатая углеродом. В зависимости от состава, скорости охлаждения и обработки расплава богатая углеродом фаза может затвердеть с образованием либо стабильной (аустенит-графит), либо метастабильной (аустенит-Fe 3 C) эвтектики.

При более низком содержании кремния (содержащем менее 1,0 мас.% Si — графитизирующего агента) и более высокой скорости охлаждения углерод в чугуне выделяется из расплава в виде цементита метастабильной фазы , Fe 3 C , а не графита. . Продукт этого затвердевания известен как белый чугун (также известный как закаленный чугун). Белый чугун — это твердый , хрупкий и необрабатываемый , в то время как серый чугун с более мягким графитом достаточно прочен и поддается механической обработке.Поверхность излома этого сплава имеет вид белого цвета , и поэтому его называют белым чугуном. Трудно достаточно быстро охладить толстые отливки, чтобы расплав полностью застыл в виде белого чугуна. Тем не менее, быстрое охлаждение можно использовать для затвердевания оболочки из белого чугуна, после чего остаток охлаждается медленнее, образуя сердцевину из серого чугуна. Этот тип отливки, иногда называемый «охлажденной отливкой », имеет более твердую внешнюю поверхность и более жесткий внутренний стержень.

Белый чугун слишком хрупок для использования во многих конструктивных элементах, но, обладая хорошей твердостью и устойчивостью к истиранию, а также относительно невысокой стоимостью, он находит применение в таких областях применения, где желательна износостойкость, например, на зубьях экскаваторов, крыльчатках и спиралях. шламовых насосов, гильз и подъемных стержней в шаровых мельницах.

Например, мартенситный белый чугун Ni-Cr-HC (никель-хром-высокоуглеродистый сплав), ASTM A532, класс 1, тип A, представляет собой мартенситный белый чугун, в котором никель является основным легирующим элементом, поскольку на уровне 3 до 5%, он эффективен в подавлении превращения аустенитной матрицы в перлит, обеспечивая тем самым развитие твердой мартенситной структуры при охлаждении в форме.Этот материал также может называться Ni-Hard 1. Ni-Hard 1 — это износостойкий материал, используемый в приложениях, где удар также является проблемой в качестве механизма износа.

Свойства белого чугуна — Ni-Cr-HC мартенситный белый чугун

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

Механические свойства белого чугуна — Ni-Cr-HC мартенситный белый чугун

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

Прочность белого чугуна — Ni-Cr-HC мартенситный белый чугун

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

Предел прочности на разрыв

Предел прочности на разрыв мартенситного белого чугуна (ASTM A532, класс 1, тип A) составляет 350 МПа.

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

Модуль упругости Юнга

Модуль упругости мартенситного белого чугуна Юнга (ASTM A532, класс 1, тип A) составляет 175 ГПа.

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

Твердость белого чугуна — Ni-Cr-HC мартенситный белый чугун

Твердость по Бринеллю серого чугуна, мартенситного белого чугуна (ASTM A532, класс 1, тип A) составляет приблизительно 600 МПа.

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

Испытание на твердость по Бринеллю — это одно из испытаний на твердость при вдавливании, которое было разработано для испытания на твердость.При испытаниях по Бринеллю твердый сферический индентор под определенной нагрузкой вдавливается в поверхность испытываемого металла. В типичном испытании используется шарик из закаленной стали диаметром 10 мм (0,39 дюйма) диаметром в качестве индентора с усилием 3000 кгс (29,42 кН; 6614 фунтов силы). Нагрузка поддерживается постоянной в течение определенного времени (от 10 до 30 с). Для более мягких материалов используется меньшее усилие; для более твердых материалов шарик из карбида вольфрама заменяет стальной шарик.

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

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

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

Тепловые свойства белого чугуна — Ni-Cr-HC мартенситный белый чугун

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

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

Точка плавления белого чугуна — Ni-Cr-HC мартенситный белый чугун

Температура плавления мартенситной стали из белого чугуна (ASTM A532, класс 1, тип A) составляет около 1260 ° C.

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

Теплопроводность белого чугуна — Ni-Cr-HC мартенситный белый чугун

Теплопроводность мартенситного белого чугуна (ASTM A532, класс 1, тип A) составляет 15-30 Вт / (м.К).

Характеристики теплопередачи твердого материала измеряются свойством, называемым теплопроводностью , k (или λ), измеряемым в Вт / м · K . Это мера способности вещества передавать тепло через материал за счет теплопроводности. Обратите внимание, что закон Фурье применяется ко всему веществу, независимо от его состояния (твердое, жидкое или газообразное), поэтому он также определен для жидкостей и газов.

Теплопроводность большинства жидкостей и твердых тел зависит от температуры.Для паров это также зависит от давления. Всего:

Большинство материалов почти однородны, поэтому обычно можно записать k = k (T) . Подобные определения связаны с теплопроводностью в направлениях y и z (ky, kz), но для изотропного материала теплопроводность не зависит от направления переноса, kx = ky = kz = k.

Что такое чугун? — Свойства и использование

Что такое чугун?

Чугун, сплав железа, содержащий от 2 до 4 процентов углерода, а также различные количества кремния и марганца и следы примесей, таких как сера и фосфор.Его получают путем восстановления железной руды в доменной печи.

Жидкий чугун отливают или разливают в сырых поросят в форме чушек и закаливают, а затем чушек повторно расплавляют в вагранках с отходами и легирующими элементами для производства широкого разнообразия продукции. Его можно преобразовать в формы.

Чугун — хрупкий и менее пластичный материал с высокой коррозионной стойкостью. Из-за его высокой прочности на сжатие он используется для изготовления основы или корпуса большинства машин. Чугун также имеет низкую температуру плавления около 1200 градусов по Цельсию, что делает его пригодным для литья.Его называют чугунным из-за его литейных свойств. Он отличается низкими производственными затратами и отличными механическими характеристиками.

В чем разница между чугуном и сталью?

Чугун на самом деле представляет собой сплав железа и углерода, как и сталь, с основным отличием в том, что в чугуне больше углерода. В то время как сталь требует содержания углерода не более 2 процентов, чугун обычно содержит от 2 до 3,5 процентов углерода.

Чугун дешевле большинства сталей.Кроме того, температура плавления чугуна ниже, чем у стали, но он имеет высокую прочность на сжатие, высокую твердость и высокую износостойкость. Следовательно, важное различие между сталью и чугуном состоит в том, что сталь пластичная и ковкая, тогда как чугун закален и обладает высокой прочностью на сжатие.

В качестве еще одного важного различия между сталью и чугуном мы можем сказать, что углерод в стали находится в форме карбида железа, тогда как чугун имеет углерод в виде графита или карбида железа или и того, и другого.Кроме того, чугун не содержит стали и обладает отличной текучестью.

Свойства чугуна

Некоторые общие механические свойства чугуна включают:

  • Твердость. Устойчивость материала к истиранию и вдавливанию.
  • Прочность. Способность материала поглощать энергию
  • Пластичность. Способность материала деформироваться без разрушения
  • Эластичность. Способность материала возвращаться к исходным размерам после деформации.
  • Ковкость. Способность материала деформироваться при сжатии без разрыва.
  • Предел прочности. Наибольшее продольное напряжение, которое может выдержать материал без разрыва.
  • Усталостная прочность. Самое высокое напряжение, которое материал может выдержать в течение заданного количества циклов без разрушения

Чугунный композит

Чугун также содержит небольшое количество примесей, таких как кремний, сера, марганец и фосфор, медь, никель, хром , которые влияют на его свойства в малом или большом масштабе.Эффект от этих свойств следующий.

  • Кремний: В чугуне частицы кремния составляют до 4 процентов. Он способствует образованию графита, что делает его мягким и легко обрабатываемым, а также повышает прокаливаемость и электрическое сопротивление.
  • Сера: Присутствует до 0,1 процента. Это делает чугун твердым и хрупким.
  • Марганец: Способствует карбидообразованию чугуна, что делает его элитным, твердым и повышает устойчивость к износу и истиранию.Присутствует до 0,75 процента.
  • Хром: Он также способствует образованию карбидов, что повышает прокаливаемость, износостойкость, устойчивость к коррозии и окислению.
  • Никель: Повышает прочность на разрыв.
  • Вольфрам: Повышает жаропрочность и жаропрочность.
  • Молибден: Повышает прокаливаемость.
  • Ванадий: Повышает прокаливаемость и жаропрочность.
  • Алюминий: Работает как раскислитель стали.
  • Титан: Действует как раскислитель стали.
  • Ниобий: Он снижает закаливаемость и увеличивает пластичность, что приводит к увеличению ударной вязкости.
  • Кобальт: Уменьшает закаливаемость и сопротивляется размягчению при повышенных температурах.

Типы чугуна

Существует четыре типа основного чугуна, как объясняется ниже:

  • Серый чугун
  • Белый чугун
  • Ковкий чугун
  • Ковкий чугун

1.Серый чугун

Серый чугун или серый чугун — это тип чугуна с графитовой микроструктурой. Он назван в честь серого цвета образовавшейся трещины из-за присутствия графита. Это самый распространенный чугун и наиболее широко используемый литой материал в зависимости от веса.

Чугун первого типа содержит углерод в свободной форме. Он также известен как товарный чугун из-за того, что в основном используется в коммерческих целях.

Он содержит от 3 до 3,5 процентилей углерода и остальное железо.Этот чугун имеет низкую прочность на растяжение, высокую прочность на сжатие и не пластичен. Обладает отличными обрабатываемыми свойствами. Этот металл обозначается буквой FG, за которой следует цифра, показывающая максимальное растягивающее напряжение.

2. Белый чугун

Белый чугун — это тип сплава углерод-железо, который содержит более 2% углерода в виде цементита.

Название «белое литье» происходит от его белой поверхности, которая вызвана примесями карбида, которые допускают образование трещин по всему металлу.При переломе обнаруживается серебристый (белый) перелом.

Чугун, в котором углерод присутствует в комбинированной или карбидной форме, известный как белый чугун. Белый цвет обусловлен образованием карбида. Он твердый и не подходит для механической обработки. Этот утюг имеет высокую прочность на разрыв и низкую прочность на сжатие.

3. Ковкий чугун

Ковкий чугун производят из белого чугуна путем его нагрева и выдержки при 1 500–1 750 ° F (816–954 ° C) с последующим медленным охлаждением в диапазоне температур 1300–1400 °. F (704–760 ° C).

Этот чугун получают из белого чугуна термической обработкой. Чаще всего его получают отжигом белого чугуна.

Обладает повышенной прочностью и пластичностью, как сталь, но легко отливается. Он часто используется для небольшого растяжения, с хорошей прочностью на разрыв и способностью изгибаться без разрушения (пластичность). Используется в электрической арматуре, ручном инструменте, трубной арматуре, шайбах, кронштейнах, заборной арматуре и т. Д.

4. Ковкий чугун

Он также известен как чугун с шаровидным графитом или высокопрочный чугун.Обладает высокой прочностью. Его получают из серого чугуна путем добавления небольшого количества магния на стадии расплава.

Обозначается SG, за которым следуют цифры, обозначающие предел прочности на разрыв и относительное удлинение.

5. Пестрый чугун

Чугун с равным количеством свободного углерода и карбида, известный как крапчатый чугун. Имеет промежуточное свойство и цвет серого чугуна и белого чугуна.

6. Охлажденный чугун

Если белый чугун быстро охладился после стадии расплава, полученный чугун известен как охлажденный чугун.

7. Легированный чугун

Легированный чугун, полученный путем добавления в чугун некоторых легирующих элементов, таких как никель, хром, медь и т. Д. Он имеет улучшенные свойства в зависимости от легирующего элемента. Этот чугун производится для того, чтобы получить желаемые свойства чугуна.

Использование чугуна

Чугун может использоваться для обработки многих материалов и изготовления различных инструментов и т. Д.

  • Серый чугун: Блоки цилиндров двигателя, маховики, корпуса коробок передач, основания станков.
  • Белый чугун: Опорные поверхности.
  • Ковкий чугун: Шестерни, распределительные валы, коленчатые валы, поршневые кольца.
  • Многие виды сантехнической арматуры, такие как канализационные трубы, люки, водопроводные трубы, цистерны, производятся из чугуна.
  • Основание колонны и металлические колонны могут быть изготовлены из чугуна.
  • Литейная форма, используемая для изготовления фонарных столбов, металлических лестниц, ворот и т.д.
  • Из него можно изготавливать различные виды сельскохозяйственной техники и инвентаря.
  • Из чугуна могут изготавливаться различные детали машинного оборудования
  • Используется при изготовлении автомобильных деталей
  • Используется при изготовлении кастрюль, кастрюль и посуды
  • Используется при изготовлении якорей для судов

Преимущества и недостатки литья Утюг.

Преимущества чугуна

  • Обладает хорошими литейными свойствами
  • Обладает хорошей чувствительностью
  • Обладает отличной износостойкостью
  • Обладает хорошей обрабатываемостью.
  • Он имеет очень низкую чувствительность к надрезам.
  • Он имеет низкую концентрацию напряжений.
  • Он имеет низкую стоимость.
  • Обладает отличными антивибрационными (или демпфирующими) свойствами, поэтому используется для изготовления рам машин.
  • Он имеет постоянные механические свойства в диапазоне от 20 до 350 ° C.
  • Он доступен в больших количествах, следовательно, производится в массовом масштабе.Инструменты, необходимые для процесса литья, относительно дешевы и недороги. Это обуславливает невысокую стоимость своей продукции.
  • Ему можно придать любую сложную форму и размер без дорогостоящих операций механической обработки

Недостатки чугуна

  • Склонен к ржавчине
  • Он имеет плохую прочность на разрыв
  • Он имеет высокое отношение веса к прочности
  • Обладает высокой хрупкостью
  • Обладает плохой ударопрочностью
  • По сравнению со сталью имеет плохую обрабатываемость
  • Его детали чувствительны к сечению; это связано с медленным охлаждением толстых участков.
  • Поломка деталей происходит внезапно и в целом не отражает предел текучести.
  • Не подлежит обработке (белый чугун).

Часто задаваемые вопросы.

Что такое чугун?

Чугун, сплав железа, содержащий от 2 до 4 процентов углерода, а также различные количества кремния и марганца и следы примесей, таких как сера и фосфор. Его получают путем восстановления железной руды в доменной печи.

Из чего делают чугун?

Чугун производится из чугуна, который является продуктом плавки железной руды в доменной печи.Чугун можно производить непосредственно из расплавленного чугуна или путем переплавки чугуна, часто вместе со значительными количествами чугуна, стали, известняка, углерода (кокса), и принятия различных мер для удаления нежелательных примесей.

Для чего используется чугун?

Обладая относительно низкой температурой плавления, хорошей текучестью, литьем, отличной обрабатываемостью, устойчивостью к деформации и износостойкостью, чугуны стали конструкционным материалом с широким спектром применения и используются в трубах, машинах и деталях автомобильной промышленности, таких как как головки блока цилиндров, цилиндр.

В чем разница между чугуном и сталью?

Чугун на самом деле представляет собой сплав железа и углерода, как и сталь, с основным отличием в том, что в чугуне больше углерода. В то время как сталь требует содержания углерода не более 2 процентов, чугун обычно содержит от 2 до 3,5 процентов углерода.

Каковы свойства чугуна?

Свойства чугуна включают:
1. Твердость — устойчивость материала к истиранию и вдавливанию.
2. Прочность — способность материала поглощать энергию.
3. Пластичность — способность материала деформироваться без разрушения.
4. Эластичность — способность материала возвращаться к исходным размерам после деформации.

Для чего нужен чугун?

Применение чугуна:
Используется в производстве труб для транспортировки подходящих жидкостей.
Используется при изготовлении различных машин.
Используется в производстве автомобильных запчастей.
Используется для изготовления кастрюль, сковородок и посуды.
Применяется при изготовлении якорей для судов.

Читайте также

Как это:

Нравится Загрузка …

Сопутствующие товары

Общие сведения о чугуне — белый чугун

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

Если состав железа соответствующий или скорость охлаждения металла во время затвердевания достаточно высока, металл будет затвердевать вместе с углеродом в сочетании с железом в виде карбида железа.Это соединение, также называемое цементитом, является твердым и хрупким и доминирует в микроструктуре белого железа. Таким образом, белое железо является твердым и хрупким и имеет белые кристаллические трещины, поскольку оно практически не содержит графита.

Белый чугун обладает высокой прочностью на сжатие и отличной износостойкостью, а также сохраняет свою твердость в течение ограниченного периода времени даже до красного каления. Его можно производить на выбранных участках отливки, например, на периферии кулачка, вызывая локальное быстрое затвердевание чугуна.Белое железо на поверхности отливки называется кокилом. Его получают путем изготовления той части формы, где требуется белое чугун, из материала, который может очень быстро отводить тепло, такого как железо или графит. Белый чугун не обладает легкостью литья по сравнению с другими чугунами, потому что его температура затвердевания обычно выше, и он затвердевает с помощью C в своей комбинированной форме в виде карбида железа.

следующий: высоколегированный чугун >>
предыдущий : << ковкий чугун

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

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


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

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

(PDF) Обзор типов белого чугуна и белого чугуна с высоким содержанием хрома

Международная конференция по многофункциональным материалам (ICMM-2019)

Журнал по физике: серия конференций 1495 (2020) 012023

IOP Publishing

doi : 10.1088 / 1742-6596 / 1495/1/012023

6

 Никель-хромовые (Ni-Cr) белые чугуны

 Хром-молибденовые (Cr-Mo) белые чугуны

 Высокие хромированные белые чугуны (HCWCI)

2.6. Никель-хромовые (Ni-Cr) белые чугуны

Никель-хромовые (Ni-Cr) чугуны содержат Ni и Cr. Белые чугуны Ni-Cr с низким содержанием хрома

содержат 3 — 5 мас. % Ni и 1 — 4 мас. % Cr, причем одна модификация сплава содержит

7-11 мас. % Cr. Торговое название Ni-Hard типов 1–4 обычно идентифицирует их. Хром при более низких концентрациях

(<2-3%) практически не влияет на прокаливаемость, так как большая часть хрома связана в карбидах

[16] и [11].

Белый чугун Ni-Cr также известен как мартенситный белый чугун, а мартенситный белый чугун Ni-Cr

потребляется в больших объемах при горных работах, таких как футеровка шаровых мельниц и мелющие шары

[11]. Ni является основным легирующим элементом, потому что при уровнях от 3,0 до 5,0% он эффективен в

, подавляя превращение аустенитной матрицы в перлит, тем самым обеспечивая твердую мартенситную структуру

(обычно содержащую значительные количества остаточного аустенита). проявляется при охлаждении в форме

.Cr включен в эти сплавы на уровне от 1,4 до 4,0%, чтобы обеспечить отверждение чугуна карбидом

(тип M3C), то есть противодействовать эффекту графитизации на Ni [20].

Износостойкие конструкции, содержащие эвтектические смеси аустенита и карбидов, могут быть получены

с размерами тонкого и толстого сечения независимо от использования кокилей. Можно получить следы графита

на более толстых участках или при использовании более высоких уровней углерода и кремния.За исключением этих

обстоятельств, доминирующая микроструктура Ni-Hard железа состоит из железной матрицы

, окруженной карбидами твердых металлов [11].

Наличие 3-5 мас. % Ni позволяет проэвтектическому аустениту достигать начальной температуры мартенсита (Ms)

без образования перлита. Нет идеального превращения, и микроструктура литого чугуна Ni-Hard

будет содержать смесь аустенита и мартенсита.Если отливка имеет переменную толщину

, то более толстые участки могут содержать следы перлита. Из этого обсуждения очевидно, что

довольно сложно сделать прогнозы относительно характеристик износа отливки, которые основаны на исходном химическом составе

, с небольшими знаниями или без каких-либо знаний о размерах или термической истории [11].

Для применений, требующих высокой степени прочности, твердости и износостойкости, чугуны Ni-Hard cast

являются одним из эффективных доступных материалов.

отливок из чугуна с никелевым покрытием отлично зарекомендовали себя в различных тяжелых условиях, включая рабочие валки для горячего фрезерования стали. Чугуны с высоким содержанием хрома и сплав быстрорежущей стали

также широко используются на сталеплавильных заводах, а никелевый чугун обычно используется в чистовых клетях

[20]. Оптимальный состав сплава белого чугуна Ni-Cr зависит от механических свойств

, необходимых для условий эксплуатации, а также размеров и веса отливки

.Белый чугун Ni-Cr оказался очень экономичным материалом, который используется для дробления и измельчения

.

Преобладающие характеристики чугуна Ni-Hard заключаются в том, что их высокая прочность и ударная вязкость могут достигаться

при термообработке при относительно низких температурах. Низкие температуры для термообработки

подходят для больших отливок, которые не подходят для термообработки при более высоких температурах и

склонны к растрескиванию [11]; [16].Из всех износостойких чугунов Ni-Hard производится в наибольшей тоннаже

для различных отраслей промышленности по переработке полезных ископаемых. Низкая стоимость чугуна Ni-Hard обусловлена ​​его низким содержанием сплава

, его способностью принимать различные формы и высокой твердостью в литом состоянии. Его высокая твердость

— это то, что четко отличает его от перлитных стойких к истиранию чугунов. Высокая твердость

является результатом образования мартенсита по сравнению с перлитом в литом состоянии.Этот металлургический сдвиг

является результатом высокого содержания Ni в чугуне Ni-Hard [11].

В классе I типа A отливки в приложениях требуют максимальной стойкости к истиранию, например, трубы для золы

, шламовые насосы, валковые головки, шины мульлера, сегменты коксовой дробилки, классификаторы и т. большая прочность и умеренное воздействие, например, плиты дробилки

, подбарабанья дробилки и колышки для измельчения.Класс I типа D, твердый никель типа 4, имеет более высокий уровень прочности и ударной вязкости

и поэтому используется для более тяжелых применений, которые оправдывают его добавление

Материалы

Пластмассы

Полиамид (PA)

Полиамид (PA), также называемый нейлоном, доступен в различных вариантах исполнения. качества с разными свойствами.Полиамиды обладают хорошими механическими свойствами. свойства, особенно типы, наполненные стекловолокном. Все полиамиды имеют хорошая химическая стойкость к маслам, бензину, спиртам и щелочам жидкости.


Рабочее колесо из полиамида

Пример номеров материалов Grindex
M 0543.2021
М 0543.5551
М 0543.5661

Лимиты:
Все полиамиды впитывают относительно высокое содержание воды, что исключает их использование при высоком стабильность размеров важна. Поглощение воды также влияет на механические свойства. Полиамиды разрушаются в сильных кислотах, отбеливателях. и некоторые растворители

Полиэтилен

Полиэтилен (PE) — это относительно простой по конструкции пластик, не предназначенный механически напряженные конструкции.Химическая стойкость полиэтилена составляет относительно хорошо.

Номера материалов Grindex
М 0561.1135

Лимиты:
Солнечный свет и термический сопротивление плохое, но может быть улучшено стабилизаторами. Максимальная температура для использования в воде или воздухе — 70С.

Фторопласт

Существенно для фторопласты (FEP и PVDF) обладают отличной химической стойкостью и что их можно использовать в широком диапазоне температур (от -100 ° C до + 150С).Водопоглощение очень низкое, фторопласты устойчивы. к солнечному свету.

Номера материалов Grindex
M 0563.9093-50 (ПВДФ)
М 0561.9560-50 (ФЭП)

Лимиты:
Фторопласты могут быть трудно литье под давлением. Цена относительно высока. ПВДФ не устойчив при pH выше 12.


Поликарбонат (ПК) имеет отличные ударопрочные и температурные свойства на воздухе. Материал имеет хорошую стабильность размеров. Поликарбонат устойчив к слабым кислотам, спирты (кроме метанола) и растительные жиры и масла.

Номера материалов Grindex
М 0544.1139

Лимиты:
ПК не следует использовать в вода с температурой выше 60 ° C и подвергается воздействию окисляющих кислот, щелочей (pH максимум 9), аммоний, метанол, ароматические и хлорированные углеводороды.

Полиуретан

Полиуретан (PUR) — это общее название большой группы термореактивных пластиков, от от мягкого эластомера до твердых и жестких пластиков. Существенно для мягких полиуретаны обладают отличной износостойкостью. Жесткие полиуретаны часто армированный стекловолокном.

Номера материалов Grindex
М 0556.9570,50
М 0556.9571.50

Лимиты:
Химическая стойкость менее хорошо. Полиуретаны сложноэфирного типа чувствительны к гидролизу и следовательно, не устойчив в воде при температурах выше 40С.

Полипропилен

Полипропилен (ПП) — это термопласт с хорошими усталостными свойствами.Часто его усиливают стекловолокно. Механические свойства полипропилена сохраняются в вода.

Номера материалов Grindex
М 0561.3115.62
М 0561.3125.62
М 0561.3135.62

Лимиты:
Достаточно хороший химикат сопротивление. Исключения: галогены, четыреххлористый углерод, концентрированный азотная кислота и сильные окислители.

Полифениленсульфид

Полифениленсульфид (PPS) — это очень жесткий и твердый термопласт. Материал может быть используется при высоких температурах, даже в воде. Химическая стойкость очень хорошо.


Рабочее колесо внутренней системы охлаждения в насосе.

Номер материала Grindex
М 0561.9570,50

Лимиты:
Ударная вязкость составляет низкий. Соответственно, детали из этого пластика не должны подвергаться ударов.

Винилэстер

Винилэстер (VE) относится к семейству термореактивных пластиков — полиэфиров. Винилэстер однако устойчив к гидролизу и имеет гораздо лучшую химическую стойкость, чем полиэфиры.Винилэстер часто вооружен стекловолокном, что дает очень хорошая механическая прочность.

Номер материала Grindex
M 0544.9585

Лимиты:
Части винилэстера производится методом пресс-формования, что может ограничить дизайн.

Термопластичный полиэстер

PBT, полибутилентерефталат и ПЭТ, полиэтилентерефталат являются термопласты с аналогичными свойствами.В качестве инженерных пластиков PBT и ПЭТ часто смешивают. Водопоглощение низкое, а химический сопротивление хорошее.


Деталь из термопластичного полиэстера для дренажного насоса.

Номер материала Grindex
М 0561.9590.00

Лимиты:
Как термореактивный полиэстер, ПБТ и ПЭТ не устойчивы к гидролизу (т.e не является водонепроницаемым при температурах выше 40С).

Термопластичный полиуретан

TPAU, сложноэфирный полиуретан и TPEU, простой эфирполиуретан принадлежат к группе термопластов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *