Виды чугун: Чугун. Виды, классификация, характеристики чугунов.

Свойства и виды чугуна

Чугунами называются железоуглеродистые сплавы, которые имеют не больше 2% содержания углерода, и затвердевают с образование эвтектики. Чугуны имеют низкую пластичность, что собственно и отличает их от стали. Однако такие преимущества как высокие литейные свойства, дешевизна и прочность, чугуны получили широкое применение в области машиностроения. Выплавка чугунов происходит в электропечах, вангарках и доменных печах, чугуны которые выплавляются в доменных печах, могут быть: передельными, литейными, специальными, так называемые ферросплавы. Для дальнейшей выплавки стали и чугуна, используют передельные и специальные чугуны. Литейные чугуны переплавляются в литейных печах. Из всех выплавляемых чугунов, 20 % используют для изготовления чугунных отливок.

Все сплавы железа, которые содержат более 2,14% углерода, относятся к чугунам. Обычно такие сплавы имеют в составе кремень, немного марганца, фосфор, серу, а так же могут присутствовать и другие элементы, для придания определенных свойств материалу. Такими легирующими элементами могут выступать хром, магний, никель и другие. В зависимости от того, какую структуру имеет чугун, они подразделяются на серые и белые. Разница заключается в следующем: углерод белого чугуна связан химическим соединением в карбид железа Fe3C – цементит, а в сером чугуне, углерод находится в свободном состоянии и имеет вид графита. Серые чугуны прекрасно поддаются механической обработке, а белые в свою очередь имеют высокую твердость, его невозможно обработать режущим инструментом. Именно по этой причине, белые чугуны крайне редко используются с целью изготовления изделия, они используются как полупродукт, чтобы получить из них, ковкий чугун. Состав и скорость охлаждения, влияет на получение серого и белого чугунов.

Структура влияет на прочность, бывают чугуны ковкие и высокопрочные. В свою очередь по степени легирования, бывают: простые, низколегированные, среднелегированные, а так же высоколегированные. Наиболее широкое применение имеют простые, а так же серые низколегированные литейные чугуны.

Чугун – это материал, широко распространенный как материал конструкционный. Очень часто применяется в машиностроении, металлургии и других промышленных отраслях, так как имеет ряд преимуществ перед другими отраслями, за счет хороших литейных качеств и невысокой стоимости. А изделия из него – износостойки, прочны и менее чувствительны, чем сталь. Главнейший процесс, который формирует структуру чугуна – процесс графитизации, то есть выделение углерода в структурно-свободном виде. Самое графитизирующее действие на чугун оказывает углерод и кремний, самое меньшее – медь и кобальт. Отбеливающее действие на чугун оказывает сера, олово и ванадий. Именно по этой причине, в чугунных отливках всегда содержится большое количество кремния.

80% общего производства, составляют чугунные отливки серого чугуна с пластинчатым графитом, с большим количеством внутренних концентратов напряжений, имеющих вид пластин, что делает чугун малочувствительным ко всем внешним концентраторам напряжения, таким как: царапины, надрезы, сечения чугунных отливок, неровности на поверхности и иные неровности.

Так как строение чугуна зависит не только от его состава. Но также от условий литья и плавки, но условия влияют и на его механические свойства. Уменьшение графита и увеличение свойств перлита приводят к повышению прочности, а так же твердости при заданном химическом составе.

виды чугунных сплавов, составляющие компоненты и плотность, методы сварки

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

Составляющие компоненты чугуна

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

При его производстве в состав вносятся легирующие добавки в виде:

• никеля;
• хрома;
• алюминия.

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

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

Виды чугуна

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Способность чугуна к свариванию

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

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

Характеристики разновидностей чугуна

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

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

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

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

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

Способы сварки чугунных изделий

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

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

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

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

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

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

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

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

Холодный способ сварки чугуна

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

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

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

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

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Сферы применения основных видов чугунов

Передельный чугун является основным компонентом металлошихты для производства стали. От качества чугуна зависит и качество стали. 

Сталь получают из железной руды, но сам процесс передела происходит в несколько этапов:

1.  из железной руды получают чугун,
2.  чугун переделывают на сталь.  

Основной смысл получения стали заключается в снижении в чугуне содержания углерода и некоторых вредных хим. элементов (фосфор, сера).

Что представляет собой чугун?

Чугун — многокомпонентный железоуглеродистый сплав, который содержит больше 2, 14 процентов углерода, кремния, некоторое количество марганца серы и фосфора.Существуют и специальные чугуны которые обогащают легирующими добавками: никелем, хромом, молибденом, ванадием и другими.

Чугуны могут образовывать эвтектики при затвердевании.

Эвтектики— это тип кристаллизации сплава.

Эвтектика есть пересекания плоскостей поверхности, которые участвуют в кристаллических фазах, и которые состоят в равновесном состоянии с расплавом при min температуре расплавления.

Исходя из диаграммы состояний железо-углерод — чугунный бывают доэвтектическими, эвтектическими, заэвтектическими.

Положение чугуна касательно эвтектической точке характеризуется величиной углеродного эквивалента.
Доэвтектический чугун затвердевает с начальным выделения из расплавов структурно свободного аустенита. Заэвтектический- затвердевает с выделением первичного графита или цементита.

Виды чугунов

Чугуны различают на: 

• белые
• серые
• высокопрочные
• ковкие
• аустенитно-никелевые
• высоколегированные хромистые

Применение чугунов

Белый чугун применяют в производстве ковких чугунов.

• Серые -обладают высокими литейными свойствами , хорошей обрабатываемостью простыми режущими инструментами ,высокой устойчивостью к износу. Благодаря этим свойствам серые чугуны нашли широкое применение, и являются важнейшим конструкционным материалом.
• Высокопрочный чугун получают при отливке , с соблюдением определенной технологии, и с использованием специальный примесей, таких, как магний, редкоземельные элементы, мишметалла и другие.

• Ковкие чугуны применяется в разных сферах промышленности, но особо популярны в автотракторном и сельхозмашиностроение. В них содержится более низкое количество углерода, в сравнении с другими чугуна: серый и высокопрочный.
• Аустенитно-никелевые чугуны применяются в следующих видах промышленности : химическая, пищевая, нефтяная, текстильная. Из этих чугунов делают насосы, реакторы, котлы, части трубопроводов, вентилей и многих других. Из них также делают детали : клапаны, фитинги, печную арматуру- которые обычно изготавливают из медных сплавов.

Помимо этого, аустенитно-никелевый чугун применяется для коксового, газового, металлургического, энергетического производств — для создания всевозможных деталей, которые обладают высокой жаростойкость и жаропрочность.

• Высоколегированный хромистый чугун используют для изготовления износостойких цилиндровых втулок, для деталей подверженных интенсивным абразивному износу. Эти чугуны есть высоко жаростойкими и обладают стойкостью к коррозии.

Опубликовано: 20.04.2016

Чугун. Особенности технологических процессов. На что обратить внимание.

Открытие металла человеком дало сильный толчок в истории человечества. Сначала появилась бронза, затем и железо, что в итоге в ходе эволюционных изменений привело к технологическому прогрессу. Несмотря на то, что первый из металлов, который научились обрабатывать, была бронза, железо и его сплавы стали лидирующими в производстве. Правда сейчас человек умеет обрабатывать практические любые металлы, может получать сверхлёгкие и сверхпрочные сплавы, железо и чугун занимаю одно из первых мест по значимости. Литье из чугуна — имеет собственные технологические особенности процесса.

Особенности производства чугуна

Первая выплавка железа была произведена примерно в 12 веке до н.

э..  С того момента суть процесса изменилась не намного, но технологические решения стали более эффективные. Железо выплавляют последние 100 лет практически по одной и той же технологии. Железная руда в огромной доменной печи разогревается коксом, который горит с помощью подающегося воздуха. В результате реакции восстановления, оксиды железа из руды реагируют с частью угля. В реакции образуется чистое железо в расплавленном состоянии. Температура плавления железа примерно около 1600 С. Когда всё железо их руды восстановилось, его сливают в расплавленном состоянии, по специальным формам, где оно застывает. Чугун — это – собственно сплав железа и углерода (от 2,5 % до 5%). Получают чугун так же как и железо, в доменных печах, при этом процесс плавки ведут несколько иначе, таким образом сразу получая чугун из руды, миную повторную переплавку чистого железа. Чугун плавиться при меньшей температуре, от 1100 до 1300 С. Есть и другие методы получения железа из руды, они так же используются на различных металлургических заводах.

Чугун, в отличии от простого железа обладает своими уникальными качествами.

• Чугун практически не ржавеет, в отличие от нелегированного железа;
• Чугун хорошо выдерживает нагрев, вплоть до 1000 С, железо при такой температуре очень быстро покрывается окалиной, то есть, выгорает;
• Чугун имеет низкую пластичность, хрупок, но вместе с тем он хорошо обрабатывается электрическим и механическим инструментом;
• Литьё чугуна – это наиболее простой и недорогой процесс;
• У чугуна есть несколько разновидностей, которые так же легко получить, как и простой серый чугун.

Чугун для литья поступает на фабрики и заводы в чушках, здесь из него производят уже готовые изделия. Наиболее простой, и дешёвый способ литья чугуна производят в глиняно-песчаные формы. В детстве, наверное, каждый строил песочные замки и лепил фигурки из глины. Так же и здесь, в специально приготовленную форму из песка, глины и некоторых дополнительных компонентов выливают расплавленный чугун.

Чугун обладает хорошей литьевой текучестью, чтобы избежать некоторой усадки металла, формы делают немного больше по размеру. Самый простой и наглядный пример литья чугуна – это чугунных батареи, которые 20-30 лет назад использовали повсеместно. Да и сейчас их делают и используют, потому как это наиболее недорогие батареи для отопления.

Литьё чугуна по ГОСТ

Несмотря на наличие других технологий литья чугуна, литьё в землю, или песчано-глиняные формы наиболее распространено. Есть и другие способы литья, они используются, когда нужно получить изделие с другими характеристиками. Не важно, по какой технологии идёт литьё чугуна, оно производится согласно установленному ГОСТу, и фиксируется чёткими, принятыми стандартами. Соблюдая стандарт качества, независимо от места производства, изделия из чугуна имеют одинаковые, заданные характеристики.

Литьё чугуна позволяет получить сотни тысяч разнообразных изделий, от небольших деталей дли станков и механизмов, до многотонных изделий для ледоколов и атомных станций. Чугун будет востребован ещё ближайшие 100 лет, пока его нечем заменить.

КАК СДЕЛАТЬ ЗАКАЗ?

Если у вас возникли вопросы или вы хотите узнать цены, обращайтесь в отдел сбыта по телефону:

+7 (4842) 75-10-21 (многоканальный) 

или на e-mail: 

[email protected]

Профессиональные сотрудники предоставят Вам дополнительную информацию и помогут оформить заявку.

Отправляя заявку я даю свое согласие на обработку моих персональных данных

подать заявку на заказ

Подать заявку на заказ продукции

Возникли вопросы?
Свяжитесь с нами по телефону +7 (4842) 75-10-21

Удобнее связаться по электронной почте?
Напишите нам на [email protected]

Производство чугуна

Производство чугуна сосредоточено в домнах, где при высоких температурах происходит выплавка продукта из исходного сырья.

Технология впервые использовалась в Китае, затем постепенно осваивалась в европейских государствах, России.

Содержание

1. Процесс производства чугуна
2. Классификация чугуна
3. Сфера применения
4. Заключение

Процесс производства чугуна

Доменная печь – это сооружение сложной формы с высотой до 80 м. Внутренние стены выложены огнестойким кирпичом, наружная поверхность покрыта стальным кожухом. Части домны имеют специальные названия:

• верхняя половина – это шахта;
• отверстие сверху – колошник;
• широкая средняя часть – распар;
• нижняя – горн.

Исходными материалами в производстве чугуна служат:

• руда с высокой концентрацией оксида железа,
• коксовое сырье,
• флюсы.

Кокс – это хорошее топливо. При его сжигании интенсивно выделяется тепловая энергия, необходимая для получения конечного продукта. Помимо энергии кокс необходим как источник монооксида углерода – восстановителя для руды. Флюсы способствуют образованию из бесполезной породы легкоплавких шлаков.

Исходную смесь для производства чугуна послойно подают в домну через колошники. Для поддержания горения в горн нагнетают горячий воздушный поток. В результате химических процессов из кокса получается монооксид углерода. Он вместе с углеродом восстанавливает железо из руды. Расплавленная железная масса стекает вниз, где некоторое ее количество, соприкасаясь с горячим коксом, образует цементит (карбид железа). Остальной расплав растворяет в себе цементит, кремниевые, марганцевые, фосфорные компоненты, образует жидкий чугун.

Порода вместе с продуктом прокаливания флюса образует шлак. Горячий поток из чугуна и шлака стекает в горн. Сплав выпускают из печи через нижнее отверстие, а шлак – по каналу, расположенному немного выше.

Классификация чугуна

Существуют разные принципы, согласно которым классифицируют чугун. Для понимания некоторой информации нужна специальная подготовка в области металлургии. Остальное понятно всем. Главный показатель основной классификации – это содержание и состояние углерода в сплаве.

• В белом чугуне этот элемент находится в виде карбида. Массовая доля железа превышает 3 %.Сплав характеризуется высокой хрупкостью, используется в основном после легирования.
• Серая модификация содержит углеродные пластины. Продукт имеет высокую стойкость к трению.
• Ковкая модификация включает в себя углеродные хлопья. Производство чугуна этого вида отличается сложностью, поэтому сплав стоит дороже, используется для изготовления особо важных деталей.

Эксплуатационные возможности металлического продукта определяются его специфическими качествами:

• стойкостью к износу;
• устойчивостью к трению;
• инертностью к коррозии;
• жаростойкостью;
• отсутствием реакции на магнит.

Согласно приведенным признакам чугун подразделяется на группы. Помимо этого сплавы классифицируются по твердости, сопротивлению к растяжению, другим физическим параметрам.

Сфера применения

Большие объемы чугуна, который называется передельным, используются для получения сталей. Литейные чугуны применяются при производстве декоративных и других различных чугунных изделий:

• сантехники;
• деталей машин;
• двигателей;
• гомогенизаторов;
• труб;
• запорной арматуры;
• радиаторов;
• электротехники;
• изоляторов.

Несмотря на обилие новых материалов, чугунные сплавы остаются неизменно востребованными во многих отраслях.

Заключение

Производство чугуна – технологически сложный процесс. Качественный продукт, изготовленный специалистами, обладает полезными эксплуатационными свойствами. Из чугуна производится как массовая, так и эксклюзивная продукция, пользующаяся спросом у потребителей.

Виды и марки чугуна, из чего состоит сплав и его плотность, удельный вес и масса

Чугун — это один из распространённых и хорошо изученных сплавов в металлургии. Давно известный человеку и простой в изготовлении этот материал находит применение во всех отраслях народного хозяйства. На первый взгляд, он не покажется особо ценным: твёрдый, но хрупкий металл нельзя использовать так же, как сталь. Но объем его выплавки до сих пор весьма значителен.

Химический состав

Этот металл представляет собой сплав железа и углерода, который содержит небольшое количество примесей. Процентное содержание железа достигает уровня более 90%. А также присутствуют кремний, фосфор, марганец и сера. Углерода — не менее 2,14%. Он определяет свойства всего соединения.

Роль углерода

Прежде всего углерод даёт твёрдость. Именно углерод формирует прочностные характеристики сплаву, который является отличным материалом для литейного производства. Но он же снижает пластичность и ковкость.

Поэтому твёрдый, но хрупкий металл имеет ограниченную область применения. В основном это металлургия, машиностроение, автомобилестроение, производство тяжёлой специальной техники, коммунальное хозяйство и промышленный дизайн.

В составе чугуна углерод присутствовать в разных формах: как цементит (Fe 3 C), или графит (пластинчатый, сферического, хлопьевидный). Графит в значительной степени определяет свойства этого материала, который в настоящее время подразделяется на следующие виды:

1. Серый.
2. Высокопрочный.
3. Ковкий.
4. Белый.
5. Половинчатый.

Виды чугуна

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:

• Самым распространённым является серый чугун. Он имеет высокую прочность, малую усадку, низкую температуру кристаллизации, хорошо обрабатывается. Из него получаются качественные корпуса и детали для машиностроения (поршни, цилиндры, корпуса котлов и запорной арматуры). А также хорошо себя зарекомендовали чугунные детали, работающие с безударной нагрузкой: станины станочного парка, различные валы и шкивы. Содержание углерода — от 2,4 до 3,8%. Маркировка — СЧ.
• Высокопрочный чугун (ВЧ) получают с помощью специальной термообработки и добавлению присадок (легирование). Графит в нём имеет шаровидную форму и при плавке соединяется с элементами кристаллической решётки железа. Это даёт улучшение механических свойств, что позволяет изготовить надёжные коленчатые валы, крышки цилиндров, литые трубы и отопительные приборы. По своим характеристикам этот вид приближается к некоторым маркам стали.
• Ковкий чугун идёт на изготовление художественных изделий, металлического декора, но главным образом на производство коллекторов и производство деталей сельхозтехники и автомобилей, которым приходится работать в сложных условиях. Наряду с другими, он используется в электротехнической промышленности. Этот сплав представляет собой разновидность белого.
• Белый чугун. Назван так из-за характерного белого цвета в месте разломов. Содержит около трёх процентов углерода в виде карбида и цементита. Хрупок и ломок, поэтому применяется при изготовлении деталей, не подвергающихся особым нагрузкам.
• Переходной стадией между СЧ (серым) и БЧ (белым) является половинчатый чугун. В нём графит и карбид присутствуют в равных долях, при общем содержании углерода 3,5—4,15%. Материал применяется при производстве деталей, работающих в условиях трения.

Свойства и характеристики

Плотность чугуна колеблется в пределах от 6800 до 7200 г/см 2. Из-за присутствия графита она значительно меньше, чем плотность стали — примерно на 8—10%. Плотность также зависит от содержания магния, кремния и углерода.

Модификаторы могут значительно увеличить плотность, которая повышает антикоррозионную стойкость материала. Эта особенность учитывается при изготовлении канализационных труб, крышек люков и пр.

Удельный вес чугуна во многом зависит от способа выплавки и применяемых модификаторов. Даже в изделии (болванке) показатели удельного веса в верхней и нижней её части разнятся на несколько процентов. Немаловажно содержание графита и условия первичной кристаллизации металла. Среднее значение варьируется в пределах от 7,1 до 7,5 г/см 2.

Другие характеристики, такие как масса чугуна в изделии, пластичность зависят от технологии производства. Неизменной остаётся теплопроводность — 1200 градусов Цельсия.

Интересные факты о чугуне

Интересная информация о чугуне заключается в следующем:

• Не встречается в природе, это сплав.
• Впервые получен китайцами.
• В обороте, некоторое время ходили чугунные монеты.
• В Россию, технология производства, попала через мастеров Золотой Орды.
• Англичане построили чугунный мост в XVIII веке.
• Главный мировой производитель — КНР.
• Предметы домашнего обихода (сковороды, кастрюли, утюги) с незначительными изменениями используются многие столетия.

Актуальность чугуна

Со времени получения первого железоуглеродистого сплава прошло не менее полутора тысяч лет. Казалось бы, новейшие технологии научно-технического прогресса должны были полностью вытеснить его. Но нет.

Простой и надёжный, чугун и сейчас незаменим во многих сферах деятельности человека. И в отдельных случаях его предпочитают новым, более «продвинутым» материалам.

Чугунная ванна может быть показателем хорошего материального положения у представителя среднего класса. Кованая ограда особняка характеризует хозяина не только, как богача, но и как человека с определённым художественным вкусом. А знаменитое каслинское литье ставится искусствоведами в один ряд с лучшими образцами художественного ваяния.

Литье

Сегодня мы производим более 500 видов крупного, среднего и мелкого литья для железнодорожной, автомобильной и нефтегазовой промышленности массой от 1 до 5000 кг из различных видов углеродистых и легированных сталей и чугуна.

Технология вакуумно-пленочной формовки позволяет выпускать крупное вагонное литье с минимальным показателем брака, соответствующим мировым стандартам.

Благодаря комплексному подходу мы осваиваем новые виды литья, максимально учитывая пожелания наших клиентов, сохраняя приверженность высокому качеству и проверенным технологиям.

Производственная мощность РМ Рейл ВКМ-Сталь — 50 000 годного литья в год.

Сегодня мы не только занимаемся изготовлением собственной продукции, но и помогаем это делать другим. Обеспечиваем поставки широкого ассортимента комплектующих для вагоностроения, включая компоненты экипажной части, а также вагонные тележки, оси чистовые, колесные пары (СОНК, НОНК), клапаны, тормозное оборудование и др. 

Мощности компании позволяют выпускать литейную продукцию из различных марок стали и чугуна по ГОСТ 977-88, не требующих вакуумной обработки.

Марки стали, с которыми мы работаем:

• нелегированные 15Л … 55Л;
  
• легированные 20ГЛ … 40ГТЛ, 03Н12Х5М3ТЛ … 75ХНМФЛ;
  
• легированные с особыми свойствами 07Х17Н16ТЛ … 90Х4М4Ф2В6Л.
  

Марки чугуна:

• чугун серый СЧ15 … СЧ35;
  
• высокопрочный ВЧ35 … ВЧ120.
  

Литейный комплекс РМ Рейл обеспечивает серийное производство отливок массой от 10 до 100 кг, класс размерной точности отливки не выше 11Т по ГОСТ Р 53464-2009; мелкосерийное производство отливки массой от 100 до 300 кг, класс размерной точности отливки не выше 11-12 по ГОСТ Р 53464-2009; единичное производство отливки массой до 5 т с габаритами до 2500 мм, класс размерной точности отливки не выше 13 по ГОСТ Р 53464-2009; серийное и мелкосерийное производство отливок габарита 600х400х400 мм, с использованием единой формовочной смеси, отливки габарита 950х750х400, с использованием ХТС смеси. Изготовление стержней по hot-, cold- и amin-технологиям.

Также компания принимает заказы на серийное производство отливок массой от 300 до 1000 кг, класс размерной точности не выше 10 по ГОСТ Р 53464-2009, отливки габарита 2200х1200х500 с использованием вакуумно-пленочной формовки и изготовлением стержней по amin-процессу.

   
Каталог

Типы чугуна — соотношение микроструктуры и свойств

Чугун считается наиболее широко используемым металл-матричным композитом с 1920-х годов. Следите за развитием микроструктуры в чугуне типа , чтобы узнать о механизме зародышеобразования графита, образовании ледибурита, а также эвтектических и эвтектоидных реакциях в чугуне.

Чугун используется в широкой области промышленности, например, в котлах, водопроводных трубах в нефтяной и газовой промышленности.Такое широкое применение чугуна в основном связано со следующими тремя причинами;

1. Простота производства с вагранкой
2. Более низкая температура плавления, чем у стали
3. Расплавленный чугун имеет отличную текучесть для сложных форм

Понимая развитие микроструктуры, мы можем оценить типы чугуна на основе на легирующие элементы, механизм охлаждения и термическую обработку после литья. Типы чугуна бывают;

Типы чугуна

• Белый чугун
• Серый чугун
• Ковкий чугун
• Чугун с шаровидным графитом / ковкий чугун
• Охлажденный чугун
Легированный чугун

Белый чугун (чугун типы)

Для понимания разработки микроструктуры , лучше следовать теме: Развитие микроструктуры в чугуне . В рамках темы мы упомянули все, что происходит при равновесном охлаждении из-за равновесных реакций, наблюдаемых на фазовой диаграмме. Как мы объясняли в этой теме, когда мы пересекаем линию затвердевания эвтектики, в микроструктуре появляются цементит и аустенит.

Отсюда равновесие приводит к образованию чешуек графита в матрице с пониженным содержанием углерода в аустените. Если скорость охлаждения достаточно высока для предотвращения зарождения чешуек графита, то аустенит с 2 мас.% Углерода превращается в перлит и аустенит без образования чешуек графита в матрице.Это приводит к микроструктуре, состоящей из перлита и цементита, которая называется белым чугуном.

Одна уникальная характеристика чугуна типа заключается в том, что это всего лишь уникальный элемент из чугуна с углеродом, присутствующим в форме карбида. В остальных чугунах также присутствует углерод как отдельный элемент.

Почему он называется Белый чугун?

Белый чугун состоит из карбидов и перлита. Карбиды чрезвычайно твердые и хрупкие.Когда трещина появляется из-за хрупкости, она протекает прямо через материал. Вторичные или незначительные трещины не появляются из-за хрупкой природы карбидов, что приводит к отражению света от поверхности излома. В результате получается белый чугун. Эти карбиды являются причиной высокой прочности на сжатие, высокой твердости и жаропрочных свойств.

Микроструктура белого чугуна

Типичная микроструктура белого чугуна с составом в гипоэвтектической области показана ниже;

Типы чугуна

Эта микроструктура представляет собой белый чугун с 3-3.5 мас.% C. В этой микроструктуре мы ясно видим две фазы, появляющиеся в микроструктуре. Во время травления материала происходит реакция между травителем и одной из фаз чугуна. Травление в основном означает химическое удаление материала для выявления определенных микроструктурных особенностей. Итак, здесь из-за травления микроструктура разделяется на две фазы.

Белая фаза — это цементит, а черная фаза — перлит. Цементит — это карбид железа , чрезвычайно устойчивый к травлению, поэтому в этой фазе не происходит никаких химических реакций. Матрица перлита здесь черная. Перлит состоит из феррита и цементита. Травитель вступает в реакцию с ферритом и вызывает удаление феррита. Этот перлит в микроскопе высокого разрешения выглядит как черные и белые линии, но здесь черная фаза указывает на перлит. В оптическом микроскопе, когда свет попадает на травленую поверхность чугуна, он выходит сразу после удара цементита и отклоняется от перлита. Это приводит к тому, что цементит выглядит белым, а перлит — черным.

Серый чугун

Серый чугун или обычно чугун используется для большого количества чугунов с чешуйками графита в ферритной или перлитной матрице. Эти типы чугуна развиваются путем равновесного или медленного охлаждения. Чугун этих типов обычно содержит от 2,4% до 4% углерода, от 1% до 3% кремния и небольшое количество магния в диапазоне от 0,1% до 0,2%.

Почему его называют серым чугуном?

В сером чугуне чешуйки графита встроены в перлитную и ферритную матрицу.Когда трещина протекает через графит и возникает трещина, они вызывают зарождение бесчисленных трещин, которые искажают отраженный свет. Этот искаженный свет создает серую поверхность излома. Серая поверхность излома обеспечивает уравновешенное литье серого чугуна.

Роль модификаторов

В основном, чешуйки графита являются источником хрупкого разрушения из-за недопустимости поглощения энергии. Прочность обеспечивается перлитной и ферритной матрицами. Хлопья графита должны быть мелкими и мелкими для повышения прочности чугунов.

Для серого чугуна рассматривается спецификация ASTM A-48 , которая предлагает ряд типов чугуна с пределом прочности на растяжение. в пределах от 20 до 60 Ksi прочности на разрыв. Прочность на разрыв более 40 Ksi, чугун называют высокопрочным.

Микроструктура серого чугуна

Микроструктура серого чугуна показана ниже;

Микроструктура серого чугуна

В этой микроструктуре чешуйки углерода присутствуют в матрице феррита. Чтобы узнать о развитии микроструктуры серого чугуна, следите за развитием типов чугуна.

Ковкий чугун (типы чугуна)

В ковком чугуне частицы графита присутствуют в виде узелков неправильной формы, а не хлопьев. Этот вид чугуна получают путем термической обработки белого чугуна. Углерод неправильной формы, образующийся в чугуне, называется отпущенным углеродом, потому что он образуется при термической обработке карбида железа из белого чугуна.

Важность типов ковкого чугуна

Карбид железа является метастабильным состоянием, которое будет преобразовано на железо и углерод в результате термической обработки. Процесс податливости выполняется для преобразования всего связанного углерода в железо и углерод. Этот процесс податливости выполняется в двух циклах отжига, то есть первый отжиг при температуре выше 900 ^o ° C и второй отжиг при температуре ниже этой температуры. Процесс отжига занимает почти 72 часа.При длительном цикле термообработки образуются графитовые узелки, которые обладает большей пластичностью, чем чешуйки графита. Повышенная пластичность графитовых конкреций и прочность матрицы делают ковкий чугун лучше серого чугуна в с точки зрения прочности и пластичности.

Микроструктура ковкого чугуна, содержащего черный нерегулярный углерод и белую матрицу, выглядит следующим образом;

Микроструктура ковкого чугуна

Типы ковкого чугуна

После стадий отжига процесс охлаждения может разделить ковкий чугун на три степени;

После отжига очень медленное охлаждение приводит к ферритной матрице с графитовыми вкраплениями.

После процесса отжига равновесное охлаждение приводит к перлитной матрице.

• Ковкий мартенситный чугун

При образовании конкреций в процессе отпуска или термообработки чрезвычайно быстрое охлаждение приводит к образованию мартенситной матрицы при температуре аустенизации, образуя мартенситное ковкое железо.

Чугун с белым сердцем

В окислительной атмосфере весь графит окисляется.При отжиге при 900 ^o C весь карбид железа разлагается на железо и углерод. Это шаровидное железо с поверхности будет окислено за счет удаления углерода с поверхности.

Чугун Black Heart

Типы чугуна, разработанные в Cupola, содержат вкрапления графита с ферритной матрицей. Этот вид чугуна имеет низкую прочность и пластичность и используется для изготовления трубопроводной арматуры.

Охлажденный чугун

Во время затвердевания определенная область серого чугуна быстро охлаждается, что приводит к образованию области белого чугуна в отливке из серого чугуна.

Углерод и другие легирующие элементы оказывают значительное влияние на образование закаленной области на поверхности закаленного чугуна. Регулируя состав углерода, нормальная скорость охлаждения поверхности белого чугуна достаточна для производства белого чугуна. Охлажденная область, где образуется белый чугун, имеет определенную глубину, которая зависит от состава углерода. С увеличением содержания углерода в сером чугуне увеличивается тенденция к образованию закаленной зоны, т.е. увеличивается глубина закаленной зоны.Охлажденная область на поверхности обуславливает высокую твердость и стойкость к истиранию поверхности чугуна. Высокая твердость поверхности из-за белого чугуна и высокая прочность из-за серого чугуна в центре отливки — главное преимущество закаленного чугуна.

Микроструктура закаленного чугуна выглядит следующим образом;

Микроструктура закаленного чугуна

Ковкий чугун

Чугун с шаровидным графитом или с шаровидным графитом используется во многих промышленных применениях, начиная от сельскохозяйственных тракторов и насосов для нефтяных скважин. В чугуне с шаровидным графитом (чугун с шаровидным графитом) графит выглядит как шарики или узелки. Эти сферические утолщения имеют меньшую матрицу и являются основной причиной высокой прочности и ударной вязкости чугуна с шаровидным графитом.

Развитие микроструктуры высокопрочного чугуна

Важность конкреций сфероидального графита очевидна после небольшого введения. Развитие этих конкреций очень похоже на образование чешуек графита в сером чугуне.Все процессы литья аналогичны серому чугуну с добавлением незначительных легирующих элементов, таких как магний и церий, которые уменьшают поверхностное натяжение чешуек графита и образуют сфероидальный графит.

Чугун с шаровидным графитом может быть разработан с добавлением всего 0,05% магния, который будет действовать как центр зародышеобразования для графита. Эти центры зародышеобразования обеспечивают поверхность для зарождения графита. Это означает, что в центре каждого узелка, вокруг которого затвердевает графит, будут частицы магния или церия.

Микроструктура чугуна с шаровидным графитом представлена ​​ниже;

Ковкий чугун — микроструктура

Это микрофотография образца гипоэвтектического чугуна SG с 2,5–3,5% C, белая область — феррит, пластинчатая область — перлит, а темная черная часть — углеродистые включения.

Эта структура имеет более высокую твердость, чем серый чугун, и более высокую пластичность, чем белый чугун.

Основным прорывом в производстве чугуна с шаровидным графитом является разработка бейнитной матрицы, которая образуется путем изотермического превращения аустенита.

Легированный чугун (типы чугуна)

В легированный чугун добавляются определенные легирующие элементы для улучшения механических и физических свойств чугуна. Добавлены следующие легирующие элементы:

Хром

Хром добавляется в чугун для образования карбида хрома. Этот карбид хрома увеличивает прочность, глубину охлаждения, а также сопротивление износу и истиранию.

Медь

Медь является одним из основных легирующих элементов, добавляемых в чугун для разложения массивного цементита и матрицы прочности.

Молибден

Этот легирующий элемент добавляется в чугун для улучшения некоторых важных механических свойств, таких как усталостная прочность, термостойкость, жесткость и прочность на разрыв.

Никель

Никель добавляется в качестве легирующего элемента для ускорения перлитного образования и улучшения свойств чугуна.

Наиболее распространенные типы легированного чугуна делятся на три следующие группы:

• Чугун с высоким содержанием кремния
• Чугун с высоким содержанием хрома (Ni-твердый)

• Чугун с высоким содержанием никеля (Ni-Resist)

Сравнение свойств чугуна

Чугун	Предел прочности (МН м-2)	Предел текучести (МН м-2)	Относительное удлинение (%)	Твердость (BHN)
	Белый чугун06 350-500 Серый чугун 150-400 150-300 Охлажденный чугун 200-300 1.5-1.0 200-400 чугун с компактным графитом 260-415 195-345 3-1 190-270 Ферритный ковкий чугун 365 240 18 130 Ковкий перлитный чугун 415 300 10 170 Анодированный чугун (литье) 550 380 с шаровидным графитом 450 310 16 160 Никель-твердый белый чугун 2 450-650 Серый чугун и его использование Обратите внимание, что : нет разницы между терминами «Отливки из серого чугуна» и «Отливки из серого чугуна». Это строго как орфографическая проблема. В статье мы будем использовать оба написания. Обычно это слово пишется серым в Америке и серым в Великобритании. Литейные предприятия, такие как Faircast, Inc., имеют возможность отливать многие типы материалов. Литейные заводы призваны работать с серым чугуном, который представляет собой тип чугуна с графитовой микроструктурой. Это означает, что железо серого цвета из-за присутствия в его составе графита, однако основным компонентом, конечно же, является железо.Серый чугун на самом деле является самым распространенным и наиболее широко используемым чугуном. Серый чугун обычно рассматривается и востребован в корпусах, в которых важность жесткости превышает важность прочности на разрыв. Серый чугун будет выбран для этих применений на основании веса и, в некоторой степени, термостойкости. Незакаленный серый чугун считается хрупким по сравнению с другими литыми металлами. Чешуйки графита могут создавать слабые места в металле, что приводит к трещинам, которые могут расколоть металл.Вот почему серый чугун имеет низкую прочность на разрыв и ударную вязкость. Однако положительным моментом чешуек графита является то, что они создают большую износостойкость. При трении графит в чугуне действует как смазка. Серый чугун — самая старая и наиболее широко производимая отливка в мире. Ежегодно в мире отливается больше фунтов серого чугуна, чем отливок любого другого типа. Некоторые из наиболее распространенных применений серого чугуна включают: Шлакоблоки — это наиболее распространенное применение, поскольку они необходимы для повседневного использования в строительстве по всему миру. Крышки люков — почти все в мире сделаны из серого чугуна Двигатель внутреннего сгорания Блоки цилиндров Электрические коробки Корпуса ветряных турбин. Противовесы и противовесы Роторы дисковых тормозов Корпуса насосов Шестерни Гидравлические компоненты Детали автомобильной подвески Лемехи плуга Связи Детали печи Кулаки поворотные Запчасти для тракторов Клапаны Детали подвески грузовых автомобилей Основания машин Серый чугун обладает чрезвычайно высокой теплопроводностью и теплоемкостью, что означает, что он легче передает тепло через металл, поэтому его часто используют для изготовления чугунной посуды. Этот факт также является причиной того, что это хороший выбор для тормозных роторов. Если вы пойдете в отдел декора газонов в магазине, то вы даже можете найти предметы декора для улицы из серого чугуна. Особенность цвета — это чешуйчатая структура графита из углерода в компоненте, который становится серым в процессе охлаждения. Таким образом, серый цвет отчасти связан с компонентами, а отчасти с процессами нагрева и охлаждения, через которые он проходит. Свойства серого чугуна могут изменяться в зависимости от материалов, используемых в процессе плавки.Эти материалы плавятся вместе и заливаются в форму отливаемого объекта. Вам понадобится очень мощный микроскоп, чтобы увидеть микроструктуру графита, маленькие черные чешуйки графита, которые определяют серый чугун. Именно эти хлопья создают ощущение серого цвета. Компоненты из серого чугуна популярны, потому что серый чугун является одним из самых дешевых видов отливок из чугуна. Он обладает прочностью на растяжение и пределом текучести, но при этом остается ударопрочным для большинства применений, в которых он используется, и часто может гасить вибрации, что делает его идеальным для машинных баз и многих корпусов. Еще одним важным преимуществом отливки из серого чугуна является его превосходная способность противостоять термоциклированию.Когда компоненты должны переключаться между более высокими и более низкими температурами, это называется термоциклированием. Процесс термоциклирования может вызвать напряжение и преждевременный выход из строя некоторых типов металлических отливок. Тем не менее, серый чугун достаточно хорошо выдерживает нагрузку от процесса термоциклирования, и поэтому серый чугун не так легко подвергается нагрузкам. Это правда, что серый чугун имеет меньшую ударопрочность и прочность на разрыв, чем сталь или большинство других отливок, он имеет прочность на сжатие, сравнимую с низко- и среднеуглеродистой сталью.Размер и форма чешуек графита, присутствующих в микроструктуре, определяют механические свойства отливки этого типа. Если вам требуется литье любого типа и вы хотите работать с авторитетным и надежным литейным производством, обратитесь к Faircast, Inc. Мы можем манипулировать конструкциями пресс-форм, чтобы охватить широкий спектр отраслей. Наши наиболее часто обслуживаемые отрасли — это сельское хозяйство, автозапчасти, клапаны и трубопроводы, строительство, нефть и газ и многое другое. Чугун | Типы, преимущества, недостатки, использование, свойства Чугун — это сплав черных металлов, содержащий более 2% углерода.Хотя он может иметь любой процент углерода от 2% до 6,67%, но на практике он составляет всего от 2% до 4%. Свое название получил благодаря отличным литейным качествам. Он твердый и хрупкий. Между чугуном и сталью есть принципиальная разница. Сталь содержит менее 1% углерода, а чугун — более 2% углерода. Другие легирующие элементы, которые обычно используются в нем: Марганец : Повышает сопротивление износу и истиранию Хром : 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 Кремний : Повышает прокаливаемость и удельное электрическое сопротивление Алюминий : работает как раскислитель стали Титан : работает как раскислитель стали Ниобий : снижает закаливаемость и увеличивает пластичность, что приводит к увеличению ударной вязкости Кобальт : снижает закаливаемость и сопротивляется размягчению при повышенных температурах Виды чугуна В приведенной выше таблице вы можете найти состав различных типов чугунов Ниже приведены некоторые важные его типы серый Пластичный Графит уплотненный Белый Податливый Устойчивость к истиранию Узловая или сфероидальная Аустенитный Теперь кратко обсудим свойства каждого из них. Белый чугун Углерод присутствует здесь в виде карбида железа (Fe 3 C). Его свойства Обладает высокой прочностью на сжатие Трудно обработать Обладает хорошей твердостью Устойчивость к износу Серый чугун Углерод здесь в основном в форме графита.Стоит недорого. Его свойства Обладает хорошей обрабатываемостью Обладает хорошей устойчивостью к истиранию и износу. Обладает высокой прочностью на сжатие Хрупкий Ковкий чугун Его свойства Обладает высокой пластичностью Обладает высокой прочностью Ковкий чугун Сделаны пластичными с помощью отжига.Из них изготавливают детали, где ковка стоит дорого, например, опоры тормозов, ступицы колес вагонов и т. Д. Они дорогие. Его свойства Обладают повышенной пластичностью Они прочнее серого чугуна Их можно перекручивать или гнуть без перелома Отличные возможности обработки 5. Чугун с шаровидным графитом или шаровидным графитом Здесь графит присутствует в виде сфер или конкреций. Его свойства Обладают повышенной прочностью на разрыв Обладают хорошими характеристиками удлинения Преимущества чугуна Обладает хорошими литейными свойствами Он доступен в больших количествах, следовательно, производится массово. Инструменты, необходимые для процесса литья, относительно дешевы и недороги. Это обуславливает невысокую стоимость ее продукции. Ему можно придать любую сложную форму и размер без дорогостоящих операций механической обработки Обладает в три-пять раз большей прочностью на сжатие по сравнению со сталью . Обладает хорошей обрабатываемостью (серый чугун) Обладает отличными антивибрационными (или демпфирующими) свойствами, поэтому используется для изготовления корпусов машин. Обладает хорошей чувствительностью Обладает отличной износостойкостью Обладает постоянными механическими свойствами в диапазоне от 20 до 350 градусов Цельсия Обладает очень низкой чувствительностью к метке Имеет низкую концентрацию напряжений Низкая стоимость Обладает прочностью Устойчивость к деформации Недостатки чугуна Склонен к ржавчине Обладает плохой прочностью на разрыв Его части чувствительны к сечению, это связано с медленным охлаждением толстых сечений. Выход из строя его частей внезапный и полный, у него нет предела текучести. Имеет плохую ударопрочность По сравнению со сталью хуже обрабатывается Имеет высокое соотношение веса и прочности Обладает повышенной хрупкостью Не обрабатывается (белый чугун) Применения чугуна Используется для изготовления следующих вещей Используется в производстве труб для транспортировки подходящих жидкостей Используется в производстве различных машин Применяется в производстве автомобильных деталей Используется для изготовления кастрюль и посуды. Применяется при постановке якоря для судов. Источник изображения Таблица состава Категория: Наука о производстве Разница между ковким и серым чугуном | Различные типы чугуна Непрерывное литье ковкого и серого чугуна доминирует в отрасли с точки зрения низкой стоимости материала, высокой обрабатываемости и высокой производительности. Оба металла используются для широкого спектра применений, включая строительное оборудование, трубопроводную арматуру, нефтепромысловое оборудование и даже транспортные услуги. У каждого металла есть свои преимущества из-за различий в содержании углерода, и они используются для разных целей в зависимости от их прочности. Сравнение серого чугуна и ковкого чугуна Серый чугун Ковкий чугун Прочность на разрыв – + Теплопроводность – + Пластичность – + Гашение вибрации + – Предел текучести – + Обрабатываемость + + Свяжитесь с поставщиками непрерывного чугуна для получения сырья из серого и высокопрочного чугуна. Предел прочности на разрыв серого чугуна находится в диапазоне от 20 000 до 60 000 фунтов на квадратный дюйм, тогда как у ковкого чугуна от 65 000 до 80 000 фунтов на кв. Ковкий чугун имеет более низкую теплопроводность , поэтому он обеспечивает лучшую изоляцию, чем серый чугун Ковкий чугун больше подходит для инженерных приложений Графит в высокопрочном чугуне с шаровидным графитом и чешуйками в сером чугуне — это означает, что высокопрочный чугун прочнее и имеет более высокую пластичность Серый чугун гасит вибрации лучше, чем ковкий чугун Fast Quote Подробнее о Versa-Bar Grey и ковком чугуне Серый и высокопрочный чугун, превосходные альтернативы стали, имеют различный состав и пригодны для применения в обрабатывающей промышленности с ЧПУ. Серый чугун American Iron and Alloys имеет лучшую замену стали в виде непрерывного литого серого чугуна Versa Bar V-2 Class 40. Во время затвердевания в состав осаждаются хлопья стержневидного графита, подчеркивая разницу между серым и высокопрочным чугуном. Производители используют серый непрерывный чугун из-за его высокой плотности и прочности, но его популярность действительно объясняется его низкой стоимостью. Сплошное литье из серого чугуна сочетает в себе доступные цены с качественным легким металлом, чтобы создать материал, который идеально подходит для таких применений, как гашение вибрации и использование в рамах производственного оборудования.Также серый чугун применяется в: Строительное оборудование Клапаны и фитинги Компрессоры и насосы Детали дизельного двигателя Компоненты транспортной системы Серый чугун часто ошибочно называют дешевым и грязным металлом, но его высокая скорость резания, превосходная демпфирующая способность, долговечность и уникальный металлургический состав делают его популярнее с каждым днем. Отчасти успех серого чугуна обусловлен его легкостью в обработке и поэтому используется там, где прочность не является критическим требованием, например, в крышках люков и противовесах. Не заблуждайтесь, серый чугун значительно прочнее стали и стоит дешевле. Вы сэкономите деньги в краткосрочной и долгосрочной перспективе. Считайте серый чугун незамедлительной заменой стали. Ковкий чугун — следующий шаг вперед. Ковкий чугун Ковкий чугун обладает многочисленными преимуществами при обработке по сравнению с серым чугуном. Непрерывный чугун с шаровидным графитом получил признание в обрабатывающей промышленности благодаря высокому пределу прочности на разрыв и гибкости. Его пластичность делает его идеальным для формования проволоки и других применений, требующих определенного уровня эластичности.Пруток из высокопрочного чугуна состоит не из стержневидных хлопьев, а из графитовых включений, что делает его гибким во время затвердевания. Этот тип утюга часто используется в областях, где требуется способность к удлинению при растяжении. Чаще всего используется в: Муфты Станины машин Гидравлические клапаны Насосы Коробки передач Многие преимущества ковкого чугуна для непрерывной разливки делают его идеальной альтернативой стали.American Iron and Alloys предлагает два типа высококачественного высокопрочного чугуна V-3 и V-4. Отличительный металлургический состав чугуна В-3 65-45-12 делает его наиболее легким в обработке из трех марок непрерывнолитого металла. Ковкий чугун V-4 80-55-06 прочнее, чем V-3, и часто используется для изготовления автомобильных деталей и гидроцилиндров. Ковкий чугун не только более универсален, чем сталь, но и стоит значительно дешевле. Покупка ковкого чугуна для непрерывного литья под давлением Versa Bar у American Iron and Alloys означает экономию на каждом проекте. Fast Quote Компания American Iron & Alloys поставляет сырье и компоненты из железа на заказ Ковкий чугун доступен для продажи в качестве сырья, которое вы можете обработать и закончить самостоятельно, или мы можем закончить и обработать его в изготовленные по индивидуальному заказу компоненты из непрерывного чугуна в соответствии с вашими точными требованиями на нашем современном ЧПУ. объект в Ваукеше. Тебе решать. Мы предоставляем вам высококачественный высокопрочный чугун в любой желаемой форме. Свяжитесь с American Iron & Alloys по вопросам непрерывных поставок чугуна, нестандартных металлических компонентов, а также сырого серого и высокопрочного чугуна. 9.5.2 Виды чугуна © H. Föll (шрифт Iron, Steel и Swords) 9.5.2 Виды чугуна Серый чугун Основной легирующий элемент помимо углерод в чугуне — это кремний (Si). Он стабилизирует графит, а также улучшает некоторые другие свойства (см. ниже). Вся грязь, содержащаяся в первичном «чугуне», может быть там тоже, в частности наши старые знакомые сера (S) и фосфор (P).Некоторый марганец мог быть добавлен, чтобы избавиться от серы в обычный способ. Углерод является важным элементом и, как и в сталь инженерии, иногда определяют концентрацию эквивалента углерода [C eqi ] от [C eqi ] = [К] + [Si] + [P] 3 A высокий скорость охлаждения и низкий углеродный эквивалент способствует формированию белого чугуна Я представил в предыдущем подразделе.Это самый дешевый и простой разнообразие чугунов. Поскольку он очень устойчив к износу, он находит применение в, например, шламовых насосах, шаровых мельницах и мельницах или для зубьев в ковш экскаватора. Однако интереснее серый чугун. Имеет тенденцию формироваться на медленных скорости охлаждения и высоких углеродных эквивалентов потому что это позволяет приблизиться к равновесию, и, таким образом, вместо цементита образуется графит .Графитовый не имеет механической прочности, и серый чугун ведет себя механически как железо с пустотами или микротрещинами вместо графита. Это вызывает трещины в проходят через включения графита. Они также отклоняются и ломаются. поверхность шероховатая и выглядит серый потому что обнажается много графита — отсюда и название. Графит образуется уже в высоком область температур вместе с аустенитом.При охлаждении аустенита либо разлагается на перлит обычным образом, образуя феррит — смесь цементита или, при очень медленных скоростях охлаждения, феррит и графит. В в последнем случае этот вторичный графит просто увеличивает первичный графит. включения уже есть. Вот как выглядит серый чугун перлитный как: Микроструктура серого чугуна Источник: Интернет-статья Мигеля Анхеля Йескас-Гонсалес и Х.К. Д. Х. Бхадешия; из кандидатской работы Мигеля Анхель Ескас-Гонсалес. С дружеского разрешения. Темные продолговатые предметы — чешуйки графита. Обычно они осаждаются в такой довольно вытянутой форме. В между ними просто видна перлитная структура матрицы. Если один считает, что чешуйки графита не обладают механической прочностью, они существенно это не что иное, как микротрещины, которые вызывают разрушение при малейшей «провокации».Серый чугун при этом весьма хрупкая, даже если материал между хлопьями — хорошая перлитная сталь. Это, однако менее хрупкий (и твердый), чем белый чугун. Серый чугун используется чугун и наиболее широко применяемый литой материал в зависимости от веса. Наиболее варианты имеют химический состав от 2,5% до 4,0% углерода, от 1 до 3% кремния, немного того и другого, а остальное железо. Более 35 миллионов тонн производится каждый год.Понятно почему — рассмотрим список Недвижимость: Низкая стоимость. Хорошая литейная способность в целом и, в частности, из-за увеличения содержания кремния «текучесть» при литье. Хорошая твердость. Хорошая износостойкость, отчасти потому, что чешуйки графита действуют как смазка. «Истирание», склеивание двух металлических частей. «втирается» очень сильно, практически не возникает. Хорошая коррозионная стойкость в целом и особенно, если он содержит кремний. Очень хорошая обрабатываемость, начиная с отверстия стружки или хлопья легко удаляются из-за графита. Превосходная демпфирующая способность, поскольку графит поглощает энергию, например из вибрации. Меньшая усадка при затвердевании, чем у других чугунов / сталей, поскольку графит не сильно усаживается. Легко сваривается. Но: Низкая прочность на разрыв и пластичность, поэтому мало ударных и ударопрочность. Очевидно, теперь мы должны спросить себя, можем ли мы что-то насчет последнего плохого момента? Продвинувшись так далеко в этом Гиперскрипт, у вас должно быть несколько идей по этому поводу. Нет??? Читать дальше и учись. Да!!! Читайте дальше и посмотрите, сработают ли ваши идеи. Серый литой Утюг со сфероидалом Графит. Хрупкость обычного серого литья железо возникает в основном из-за микротрещин с острыми углами, возникающих из-за (часто соединенные между собой) чешуйки графита. Если бы можно было найти способ визуализировать графит сфероидальный без острых углов, чугун должен быть гораздо менее хрупким и даже несколько пластичным. Как мог один сделать это? Есть два более или менее очевидных способа: Добавить в смесь что-нибудь, что мешает графиту образовывать хлопья. Отжиг при достаточно высоких температурах, чтобы графит принял термодинамически намного лучше сферической формы. Если вы пойдете на первую точку, она помогает понять, почему графит имеет тенденцию осаждаться в виде хлопьев (или, если рассматривать трехмерно, как «розетки»). Это может произойти как удивительно, что это горячо обсуждаемая тема в вежливых научных кругах. Таким образом, детали являются «сложными» (что означает: не так понятны даже экспертам). но здесь это не имеет значения.Возникает вопрос: как предотвратить отслоение графита? В Ответ: добавьте небольшое количество магния (Mg) или церия (Ce) или …. (?) и включения графита более или менее изотропно растут в сферы. Почему? Я не знаю. Вот как это выглядит: Микроструктура серого чугуна с шаровидным графитом Источник: Интернет-статья Мигеля Анхеля Йескас-Гонсалес и Х.К. Д. Х. Бхадешия; из кандидатской работы Мигеля Анхель Ескас-Гонсалес. С дружеского разрешения. То, что мы видим безликие круглые частицы графита, темные зерна перлита и беловатый феррит. Образец литой 3,5% C , 2,5% Si , 0,5% Mn, 0,15% Mo, 0,31% Cu и 0,042% Mg смесь чугуна. Небольшая сумма Mg имеет решающее значение для сфероидальной формы графита. Обратите внимание, что частицы графита всегда окружены ферритовой полосой. Это происходит просто потому, что во время охлаждения они «высасывают» углерод. который содержится в перлите / цементите, который находится в их окрестности, оставляя феррит и несколько более крупную частицу графита. Чугун с шаровидным графитом гораздо лучшие механические свойства, чем у обычного материала. Его пластичность увеличивается минимум в пять, если не в двадцать раз по сравнению с литьем из слоистого графита железо, при этом на все остальные хорошие свойства сильно не повлияло.По сути, мы сейчас имеют ферритную / перлитную сталь со сферическими порами, а свойства сталь приобретает важное значение для свойств композитный. Это должно дать вам много идей — мы знаем, что можем сделать с сталь, в конце концов. Например, мы можем ожидать, что отжиг материала, показанного на картинке выше, позволит сфероидальному частицы графита, чтобы высасывать больше углерода из цементита, который все еще присутствует в оставшемся перлите.В конечном итоге следует использовать только феррит и графит. быть оставленным. Это работает; то, что у вас получится, выглядит так: Микроструктура отожженного серого чугуна с шаровидным графитом Источник: Интернет-статья Мигеля Анхеля Йескас-Гонсалес и Х. К. Д. Х. Бхадешия; из кандидатской работы Мигеля Анхель Ескас-Гонсалес. С дружеского разрешения. Это тот же образец, что и показано выше; это просто было отожжено какое-то время (точные условия неясны). Перлита не осталось; теперь у нас есть графит частицы, внедренные в (относительно мягкий и очень пластичный) феррит. Ты можешь ясно видно, что первоначально довольно сферические частицы графита имеют окружили себя пристройками несколько неправильной формы — угольными высасывается из цементита. Ферритный сфероидальный серый чугун больше не хрупкий, а пластичный, как показано справа. Вы даже можете скрутить его и выковать из него сваренный по шаблону меч. Но вы бы хотели это сделать? Может и нет, потому что теперь материал пластичный но не сложно. Так что используйте все приемы, которые вы знаете для закалки стали, например, получить твердую бейнитную матричную структуру путем используя «сдерживающий» концепция так успешно применяется для обычной (углеродистой) стали.Или попробуй что угодно еще работал на закалку стали. Пластичность ферритного чугуна Вы, конечно, понимаете, что у меня только что открыл огромный сундук с сокровищами или очень большую банку с червями, в зависимости от как вы смотрите на этот вопрос. Оптимизировать чугун сейчас нет конца. это можно с уверенностью предсказать, что мы будем видеть все более и более продвинутые виды с специфические свойства. Уловка, конечно же, тоже очевидный. Это уже не простой и дешевый материал. Это потому, что чем сложнее становится наше легирование, тем больше нужно избегать бесполезных или вредная грязь. Да и отжиг всегда стоит денег. В конце вернемся к начало. Как насчет изготовления мечей из чугуна? Что ж, потребность в хороших, но доступных лезвиях для мечей раньше резко сокращалась. появился «высокотехнологичный» чугун, а какой еще никто не пробовал. может сделать.Я бы не удивился. Но если удастся сделать хорошие лезвия в настоящее время с использованием оптимизированного чугуна. Лезвия, возможно, лучше, чем какие наши предки умели делать — но не так хорошо, как лезвия из современной стали. ЧУГУН ЧУГУН Лабораторная сессия (6) Чугун Цель Целью этого эксперимента является: 1.Сосредоточение на отливке зона железа в системе железо-карбид железа. 2. Знакомство с различными типами чугунов и различия между ними. 3. Изучение различных микроструктур из разных видов чугуна. Введение Семейство чугунов — один из важнейших классов железоуглеродистых материалов. сплавы с широким спектром применения.Название «актерский» было дано должное к тому факту, что такой тип сплавов был спроектирован как литейный, скорее чем подвергается термомеханической обработке в твердом состоянии. Там несколько видов чугуна, по составу легирующих элементов, которые, следовательно, различаются по своим механическим, физическим свойствам и микроструктуре. Существует три основных причины такого широкого спектра актеров. классы железа, а именно: 1. Химический состав железа; существование некоторых легирующих элементов. 2. Скорость охлаждения отливки в кристаллизаторе. 3. Тип образовавшегося графита и его процентный состав. Как правило, чугуны содержат от 2% до 4% углерода. Такая область включена в фазовую диаграмму, как показано на рисунке (1), и отмечен голубым цветом. Рисунок 1 Содержание чугуна и углерода в Fe-Fe3C фазовая диаграмма Колебания содержания углерода имеют решающее влияние на сплав прочность, пластичность, обрабатываемость, размер зерна, остаточные напряжения, твердость и стойкость.Как показано на рисунке (2), содержание углерода имеет решающее значение. влияние на предел текучести, предел прочности и твердость. Рисунок 2 Влияние содержания углерода на стальные сплавы характеристики Помимо железа, чугуны содержат 1% -3% кремния, что увеличивает текучесть расплавленного металла, пригодного для литья, в дополнение к другим легирующим элементы, такие как хром, никель или молибден, которые увеличивают прочность и коррозионная стойкость. Чугун имеет несколько преимуществ. по некоторым типам сталей по нескольким причинам; они легко плавятся что обеспечило более низкую стоимость инструмента и производства по сравнению со сталью сплавы, они обеспечивают широкий диапазон твердости и прочности, хорошую обрабатываемость без заусенцев, отличная износостойкость и высокая твердость (особенно белый чугун), а также высокие демпфирующие свойства.Их можно легировать повысить их коррозионную стойкость и износостойкость. С другой стороны, у них есть определенные недостатки, которые все приписываются с высоким содержанием углерода. Чем больше содержание углерода, тем ниже пластичность и тем выше хрупкость. Это приводит к плохой ударопрочности. Следовательно, это накладывает ограничение на их использование. Все-таки их невысокая стоимость а хорошие свойства компенсируются такими недостатками. Существует четыре основных вида чугунов с точки зрения их частого использования. использует в промышленности.Кроме того, есть и другие типы, которые происходят от основных четырех типов, но подвергались определенным добавкам легирования элементы или определенная термическая обработка. ТИПЫ ЧУГУНА Четыре основных типа чугуна: серый CI, белый CI, ковкий. CI и пластичный CI. Основное различие между четырьмя типами заключается в содержание углерода и других легирующих элементов. В следующих таблицах показано эти отличия: Стол (1) Типы чугуна 1.Серый чугун (чугун с чешуйками графита): Этот тип чугуна имеет самое высокое содержание углерода среди классов чугуна. Он образуется, когда количество углерода в сплаве превышает количество, которое может быть растворяется. Таким образом, углерод начинает выпадать в осадок в виде графита. хлопья. Высокое содержание кремния увеличивает текучесть и стабилизирует структура графита, способствуя образованию графита. Затвердевание Скорость определяет степень образования графита. На самом деле, название серый происходит от того факта, что поверхность излома серый чугун серый из-за обнаженного графита. — Свойства : хорошая износостойкость, отличное гашение вибрации. производительность и хорошая обрабатываемость, устойчивость к истиранию в ограниченных движение. — Микроструктура : Перлитная матрица в шлифах и углерод выделяется в виде хлопьев графита в ферритной матрице. 2. Белый чугун: Белый чугун образуется, когда железо в расплавленном чугуне превращается в карбид железа вместо образования графита при затвердевании.Микроструктура состоит из карбида железа, встроенного в перлитную матрицу. Хотя имя «белый» дается потому, что поверхность излома этого типа белая. В белая часть матрицы представляет собой цементит, а черная часть — перлит. 3. Пластичный (чугун с шаровидным графитом или шаровидным графитом): Углерод этого типа осаждается в виде черных конкреций. Он сочетает в себе высокая текучесть, с улучшенными механическими свойствами.Обладает хорошей пластичностью, прочность, коррозионная стойкость и износостойкость. Добавление легирования такие элементы, как: Mg, Ce, Ca, Li и Na, должны производить сферодизацию (сферические выделения углерода). 4. Ковкий чугун: Изначально этот тип изготавливается из белого чугуна. Затем он подвергается термообработке. для производства его в плавильной печи для диссоциации карбида железа в округлые комки графита и железа.Показывает хорошую пластичность, износ стойкость, стойкость. Это легко обрабатывается и разливается. 5. Другие типы КИ: Есть и другие виды чугуна, которые зависят от состава чугуна. легирующий элемент при производстве различной микроструктуры, например: кремний Чешуйчатый чугун, высококремнистый чешуйчатый чугун, компактный чугун, низколегированный чугун Чугун с шаровидным графитом, аустенитные чешуйки, игольчатый чугун и аустеперированный чугун Ковкий чугун. Процедуры Использовали три образца: а. Серый чугун. г. Чугун с шаровидным графитом г. Ковкий чугун. Были приняты общие подготовительные процедуры, такие как шлифовка и полировка, с последующим травлением 3 мл HNO 3 + 100 мл CH 3 OH (метиловый спирт), протравленный погружением на 15 секунд. Тестирование Устройства Оптический микроскоп Результаты / Обсуждение Ответьте на следующие вопросы в тело вашего обсуждения (см. страницы вашего учебника 551-560) 1.Опишите микроструктуру Далее Ссылки / Изображения — Следующие сайты и книги содержат полезная информация и изображения для нескольких статей, с которыми мы столкнулись в этом эксперименте. Обязательно проверьте их. Академическая Страница @ MIT http://me.mit.edu/2.01/Taxonomy/Characteristics/Iron.html Калпакджян, Серопе. Процесс производства инженерных материалов. Addison Wesley, 3 rd Ed., 1997. Смит, Уильям Ф. Принципы материаловедения и инженерии. McGraw Hill, 3 rd Ed., 1996. Вернуться на главную страницу Поддерживает: Eng. Моатаз М. Атталлах © Американский университет в Каире Чугун: характеристики, применение и проблемы Код процедуры: 501004G Источник: Руководство по уличной скульптуре — Центр общественных зданий Отдел: Металлы Раздел: Металлические материалы Последнее изменение: 31.08.2016 Предисловие Этот набор рекомендаций предоставляет общую информацию о характеристиках и распространенных применениях чугуна, а также определяет типичные проблемы, связанные с этим материалом.См. Также: «Контрольный список для проверки отказов чугуна». Введение Чугун — один из старейших черных металлов, используемых в строительстве и украшениях для наружных работ. Он в основном состоит из железа (Fe), углерода (C) и кремния (Si), но может также содержать следы серы (S), марганца (Mn) и фосфора (P). Он имеет относительно высокое содержание углерода от 2% до 5%. Она твердая, хрупкая, не податливая (т.е. ее нельзя сгибать, растягивать или придавать форму молотком) и более плавкая, чем сталь.Его структура кристаллическая, и он разрушается при чрезмерной растягивающей нагрузке с небольшим предварительным искажением. Однако чугун очень хорош при сжатии. Состав чугуна и способ производства имеют решающее значение для определения его характеристик. Наиболее распространенной традиционной формой является серый чугун. Обычный или серый чугун легко отливается, но его нельзя ковать или обрабатывать механически, ни горячим, ни холодным. В сером чугуне углерод находится в виде чешуек, распределенных по всему металлу.В белом чугуне углерод химически объединен в карбид железа. Белый чугун обладает превосходной прочностью на разрыв и ковкостью. Он также известен как «ковкий» чугун или чугун с шаровидным графитом. Чугун до сих пор производится по тому же процессу, что и раньше. Железная руда нагревается в доменной печи с использованием кокса и известняка. Этот процесс «раскисляет» руду и удаляет примеси, образуя расплавленное железо. Расплавленное железо разливают в формы желаемой формы и дают ему остыть и кристаллизоваться. При производстве на поверхности чугуна образуется защитная пленка или накипь, что делает его изначально более устойчивым к коррозии, чем кованое железо или низкоуглеродистая сталь. Отделка может включать битумные покрытия, воск, краски, цинкование и гальванику. Кроме того, существует множество способов обработки, которые могут уменьшить ржавление и коррозию, вызванную факторами окружающей среды. Заводские консерванты обычно представляют собой барьерные покрытия, предназначенные для предотвращения окисления (ржавления) отливок в присутствии влажности и кислорода в воздухе. Список литературы Марго Гейл, Дэвид В. Смотри, Джон Г. Уэйт. Металлы в исторических зданиях Америки. Вашингтон, округ Колумбия: Служба национальных парков, 1992 г. (USGPO 1992-332-360) Л. Уильям Занер. Архитектурные металлы: руководство по выбору, спецификациям и характеристикам. Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1995. . Типичные области применения Чугун используется в самых разных конструкционных и декоративных применениях, поскольку он относительно недорог, долговечен и легко отливается в различные формы. Большинство типичных применений включают: Исторические памятники и таблички Фурнитура: петли, защелки Колонны, балясины Лестница Конструкционные соединители в зданиях и памятниках Декоративные элементы Заборы Инструменты и посуда Артиллерия Печи и камины Трубопровод Основной материал чугуна во всех этих приложениях может быть одинаковым или очень похожим.Однако размер компонента, состав, использование, состояние, взаимосвязь с соседними материалами, воздействие и другие факторы могут диктовать необходимость использования различных методов обработки для устранения аналогичных проблем. Любой рассматриваемый материал следует оценивать как часть более крупной системы, а планы лечения должны основываться на рассмотрении всех соответствующих факторов. Проблемы и износ Чугун чрезвычайно прочен и долговечен при правильном использовании и защищен от неблагоприятного воздействия.Он намного сильнее при сжатии, чем при растяжении, поэтому обычно встречается в колоннах, но не в конструкционных балках. Однако он очень подвержен коррозии (ржавчине) при воздействии влаги и имеет несколько типичных проблем, которые обычно можно определить при визуальном осмотре. В следующих разделах будут определены и обсуждены наиболее распространенные проблемы, с которыми сталкивается чугун. Общие инструкции по проверке повреждений чугуна см. В 05010-01-G. Естественные или врожденные проблемы Типичный процесс разрушения или коррозии чугуна — это одностадийный прямолинейный процесс окисления (или ржавления), который начинается под воздействием воздуха и влаги и продолжается (если не прерывается) до тех пор, пока металл не станет прошло.Этот процесс описан в следующем разделе. Ржавчина Ржавчина или окисление — наиболее частая и легко распознаваемая форма разрушения чугуна. Чугун очень подвержен коррозии при влажности выше 65%. Железо (Fe) соединяется с кислородом (O) в присутствии водяного пара (h3O), образуя ржавчину (Fe2O3). Этот процесс может происходить с разной скоростью в зависимости от состава материала, применяемых защитных средств и степени воздействия.Если ржавление происходит быстро, это может привести к серьезному повреждению или полной потере компонента за короткое время; поэтому наличие ржавчины на чугунном артефакте должно предупредить наблюдателя о наличии серьезной проблемы. Ржавчина может возникнуть, когда влажность составляет всего 58% в присутствии определенных загрязнителей, особенно диоксида серы, сульфата аммиака или даже наличия масел для тела от прикосновения. Было обнаружено, что снижение влажности до 30% или ниже эффективно для предотвращения ржавления, однако это не практичное решение для наружного чугуна. Ржавчина — это настолько распространенная проблема, что ее довольно легко распознать. Ржавчина (оксид железа, Fe2O3 и оксид железа, Fe3O4) представляет собой покрытие оранжевого цвета, текстура которого варьируется от чешуйчатой ​​до порошкообразной. Он слабо связан, и внешние слои обычно отслаиваются при трении рукой или щеткой. Это не отложение на поверхности. Ржавчина является результатом соединения железа (Fe) с кислородом (O) в воздухе в присутствии влаги. Наличие ржавчины означает, что часть исходного материала железа была преобразована в оксид железа и безвозвратно утеряна из чугуна. Вероятность появления ржавчины обычно зависит от двух факторов: Степень защиты (обычно защитное покрытие), обеспечивающая защиту от контакта влаги с металлом, и Степень влажности воздуха. Защитные покрытия железа включают битумные покрытия (например, смолы), воски, краски и сложные металлические покрытия. Эффективные покрытия, находящиеся в хорошем состоянии, обеспечивают наиболее надежную защиту чугуна от ржавчины и коррозии, однако существует широкий спектр доступных покрытий, которые могут сбивать с толку пользователей, недостаточно разбирающихся в технических характеристиках каждого типа. Влажность — второй фактор, влияющий на скорость окисления (ржавления) железа. Принято считать, что ржавчина не может начаться, если относительная влажность не выше 65% (однако этот показатель может быть ниже в присутствии загрязняющих веществ). Однако относительная влажность — не единственный фактор, который следует учитывать. После начала ржавления могут возникнуть как минимум два других явления: Некоторая часть ржавчины или закиси железа может гидратироваться, то есть может содержать влагу в своей химической структуре, подвергая железо дополнительному воздействию влаги, и Пористая ржавчина может действовать как резервуар для жидкой воды, удерживая ее в контакте с железом и продлевая процесс ржавления. Оба эти состояния являются микроскопическими по своей природе и невидимы для случайного осмотра. Тем не менее, обслуживающий персонал и обученный персонал должны знать о процессах и о возможном повреждении чугуна в результате этих процессов. Наличие видимой ржавчины является признаком наличия проблемы. Необходимо принять соответствующие меры для предотвращения ржавчины, а в случае ее возникновения — исправить ее соответствующей обработкой. При необходимости см. Инструкции по индивидуальному ремонту или профилактическому обслуживанию. Многие другие факторы могут влиять как на коррозию, так и на скорость коррозии. Морская вода, соленый воздух, цемент, штукатурка, зола, сера, почвы и кислоты могут ускорить коррозию железа. Скорость коррозии также может быть увеличена, если детализация чугуна обеспечивает карманы, которые могут собирать и удерживать влагу и коррозионные агенты. В планах профилактического обслуживания следует учитывать детализацию, например щели и углубления, при установлении методов регулярных проверок и их периодичности. Графитизация Чугун содержит углерод в виде графита в его молекулярной структуре. Он состоит из кристаллической структуры, как и все металлы; то есть это неоднородная масса кристаллов своих основных элементов (железа, марганца, углерода, серы и кремния). Одним из условий, которое может возникнуть в присутствии кислотных дождей и / или морской воды, является «графитизация». Стабильные кристаллы графита остаются на месте, но менее стабильное железо превращается в нерастворимый оксид железа (ржавчину).В результате чугунная деталь сохраняет свою форму и внешний вид, но становится более слабой механически из-за потери железа. Однако графитизация — не обычная проблема. Обычно это происходит только после того, как голый металл оставлен открытым в течение длительного периода времени, или если поврежденные соединения позволяют проникать кислой дождевой воде на внутренние поверхности. Этот процесс коррозии является гальваническим, при этом углерод действует как наиболее благородный (наименее коррозионный) элемент, а железо действует как наименее благородный (наиболее коррозионный) элемент.Состав или микроструктура чугуна влияет на долговечность изделия, поскольку скорость коррозии зависит от количества и структуры графита, присутствующего в чугуне. Разрушение покрытий Барьерные покрытия — наиболее часто используемые защитные механизмы для чугуна. Некоторый тип покрытия (например, воск, краска или металлическое покрытие), вероятно, следует рассматривать как неотъемлемую часть эксплуатируемого чугуна. Отсутствие такого покрытия или повреждение существующего покрытия следует исправить.Осмотр должен включать визуальный осмотр всех поверхностей, чтобы определить, существует ли покрытие, факт, который может быть очевиден для непрозрачных красок и покрытий, но значительно менее очевиден для прозрачных лаков, восков или масел. Поверхности, имеющие вид необработанного металла, следует тщательно осмотреть на предмет признаков ржавчины. Отсутствие покрытия следует рассматривать как серьезную проблему, и следует предпринимать корректирующие действия. При необходимости см. Инструкции по индивидуальному ремонту или профилактическому обслуживанию. Отказ покрытия также должен быть идентифицирован и исправлен. Покрытия могут стираться, трескаться, отслаиваться, пузыри или отслаиваться, указывая на то, что покрытие вышло из строя и больше не защищает чугун от влаги. На самом деле, поврежденные покрытия могут задерживать влагу под пленкой и ускорять коррозию в определенных точках поверхности. Осмотр поверхности должен включать тщательную проверку всех этих типов повреждений покрытия. Следует регистрировать любые наблюдаемые разрушения покрытия, чтобы можно было предпринять корректирующие действия. Механический отказ Механические отказы чугуна обычно бывают двух типов и являются относительно распространенными проблемами. Разрушение конструкции: Чугун может иметь различные дефекты из-за производственного процесса. Это может произойти из-за воздушных отверстий, прерывистой заливки, неравномерного охлаждения (холодные листы), трещин и золы. В случае возникновения таких дефектов изделие может быть механически ослаблено, иногда сильно. Эти производственные проблемы обычно не видны при осмотре; однако существует несколько неразрушающих методов выявления проблем такого типа, например, использование флуоресцентных жидкостей и ультрафиолетовых ламп или рентгеновского излучения.Эти неразрушающие методы требуют специальных знаний и оборудования и, как правило, не могут использоваться обслуживающим персоналом. Их должны проводить специалисты с опытом. Визуальный осмотр, однако, может позволить обнаружить механические отказы после того, как отказ произошел или начал происходить. Симптомами этой проблемы могут быть стрессовые трещины в краске или металле. Отказы могут начаться с постепенных разделений, которые видны при осмотре, и могут быть обнаружены и исправлены до полного катастрофического отказа детали.Необходимо исследовать и / или контролировать линейные трещины в пленке краски или металле, чтобы определить, активны ли они. При наличии симптомов можно использовать неразрушающие методы, но следует проконсультироваться с Региональным инспектором по охране памятников старины (RHPO) при привлечении профессионалов, имеющих опыт использования этих методов. Механический отказ соединений: Чугунные детали большего размера обычно представляют собой системы, состоящие из отливок меньшего размера, соединенных механически.Это может быть даже простая балясина или исторический маркер. Одна из наиболее частых неисправностей таких систем — выход из строя соединителей или шарниров. Ослабленные, отсутствующие или сломанные винты, зажимы или болты могут привести к ослаблению, поломке или отсутствию компонентов. Визуальный осмотр должен включать осмотр деталей из чугуна на предмет ослабленных и / или дезориентированных участков, а также ослабленных или отсутствующих винтов или болтов. Дальнейшие манипуляции вручную с помощью датчиков могут указать, является ли отливка отдельной механически прикрепленной деталью и находится ли она на ранних стадиях ослабления.Особенно важно обнаруживать разъемы, которые могут выйти из строя, если их не исправить. В любом случае следует предпринять корректирующие действия, но план лечения должен учитывать серьезность проблемы, последствия отказа и характер вмешательства, необходимого для устранения проблемы. При необходимости см. Отдельные процедуры ремонта для получения конкретных рекомендаций. Другая механическая проблема может быть вызвана ненадлежащим ремонтом сломанных частей. При некоторых ремонтах могут образоваться отверстия, через которые может проникать вода, и «карманы», в которых собирается вода, и то и другое может вызвать проблемы.Отливки, заполненные бетоном, также представляют собой потенциальную проблему, поскольку они могут способствовать «щелевой коррозии» из-за захваченной воды. Визуальный осмотр должен проверять наличие таких условий и, если они существуют, обслуживающий персонал должен спланировать устранение проблем и / или проявлять бдительность в отношении признаков ухудшения состояния. Сплавы для замены чугуна Проблемы с чугуном, особенно проблемы с коррозией, могут быть уменьшены или устранены в чугуне, который представляет собой сплав кремния, никеля, хрома и / или меди. Например, кремний часто в некоторой степени присутствует в чугуне, но он не считается сплавом до тех пор, пока его процентное содержание не превышает 3% верхнего диапазона нелегированного чугуна. Когда присутствует кремний, во время окисления образуется защитная пленка на поверхности. Существует три основных категории сплавов чугуна: Высокий кремний Высокое содержание хрома Высоконикелевый (часто содержащий медь или хром) Все эти сплавы, а также медные сплавы, были протестированы и показали повышенную коррозионную стойкость.Степень повышенного сопротивления зависит от многих факторов, в первую очередь от легирующего металла и процентного содержания сплава по отношению к содержанию углерода в чугуне. Хотя обсуждение долговечности сплава и его состава выходит за рамки настоящего стандарта, пользователи должны знать о влиянии легирования и учитывать последствия при заказе новых объектов для замены чугуна. К такому рассмотрению могут привлекаться опытные металлурги, литейщики, реставраторы и исторические архитекторы. Техническое обслуживание чугуна Принципы технического обслуживания чугуна в порядке появления: Предотвращает ржавчину и коррозию. Закрасьте и заглушите отверстия. Поддерживайте структурную прочность. удерживайте его вместе с помощью обвязки и болтов, сварки и т. Д., А ослабленные элементы скрепите путем перенастройки. Восстановите недостающие детали, используя заменяемые детали отливки (железо, алюминий, стекловолокно или эпоксидную смолу) или заменяющие дерево, с соответствующим составом и / или покрытиями, обеспечивающими смешивание цветов. Чугун требует постоянного ухода. Периодически проверяйте наличие пятен скопления воды и при необходимости сушите. Признаки коррозии — появление на металле ржавых пятен. No related posts. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт