Белый и серый чугун – Чем отличается серый чугун от белого

alexxlab | 21.08.2020 | 0 | Разное

Содержание

15. Белые чугуны, их область применения.

В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида же­леза. Такой чугун в изломе имеет белый цвет и харак­терный металлический блеск. Структура состоит из пер­лита, ледебурита и избыточного цементита, поэтому чугун отличается высокой твердостью, хрупкостью, низ­кой прочностью и трудоемкостью механической обра­ботки. Из белого чугуна делают отливки деталей с по­следующим отжигом на ковкий чугун. Белые чугуны применяют для производства стали, поэтому их назы­вают передельными чугунами.

Ограниченное применение имеют отбеленные чугу­ны — отливки из серого чугуна со слоем белого чугуна в виде твердой корки на поверхности. Из них изготов­ляют прокатные валки, тормозные колодки и другие детали, работающие в условиях износа.

16. Серые чугуны, их маркировка и область применения.

В серых чугунах углерод в значитель­ной степени или полностью находится в свободном со­стоянии в форме пластинчатого графита. Из-за этого излом имеет серый цвет.

В зависимости от распада цементита различают ферритный, феррито-перлитный и перлитный серые чугуны. Серый чугун обладает высокими литейными свойствами, хорошо обрабатывается, менее хрупок, чем белый чугун, ему присущи хорошие антифрикционные свойства, что объясняется пористым строением и наличием графита. Иногда в структуре чугуна наряду с графитом содер­жится ледебурит. Такой серо-белый чугун называют половинчатым. Основные его свойства: высокая твер­дость, хрупкость и низкая прочность.

Серый чугун широко применяют в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении для производства отливок, поэтому его называют литейным. Из него изготавливают станины металлорежущих станков, бло­ки и гильзы автомобильных и тракторных двигателей, поршневые кольца, корпуса и др. Маркируется серый чугун по ГОСТ 1412-79 буквами СЧ и цифрами, кото­рые обозначают предел прочности при растяжении. Например, марка СЧ18 (всего по ГОСТу 11 марок) по­казывает, что чугун этой марки имеет Gв=176 МПа.

Выбор марки чугунов для конкретных условий ра­боты обусловливается совокупностью технологических и механических свойств. Ферритные серые чугуны СЧ10, СЧ15, СЧ18 предназначены для слабо- и средненагруженных деталей: крышки, фланцы, маховики, диски сцепления и др. Феррито-перлитные СЧ20, СЧ21, СЧ25 применяют для деталей, работающих при повышенных статических и динамических нагрузках: блоков цилин­дров, картеров двигателя, поршней цилиндров, бараба­нов

сцепления и др. Перлитные серые модифицирован­ные чугуны СЧЗ0, СЧ35, СЧ40, СЧ45 обладают наи­более высокими механическими свойствами и их исполь­зуют для изготовления гильз цилиндров, распредели­тельных валов и др.

17. Высокопрочные чугуны, их маркировка и область применения.

В высокопрочном чугуне гра­фитовые включения имеют шаровидную форму. Это до­стигается модифицированием чугуна магнием до 0,5 % от массы чугуна. Шаровидная форма графита опреде­ляет наибольшую сложность металлической основы и не создает резкой концентрации напряжений, поэтому чугун имеет высокую прочность при растяжении и изгибе. Из высокопрочного чугуна изготавливают ответственные детали машин (коленчатые валы, зубчатые колеса, поршни и др.).

Высокопрочный чугун, так же как и серый, подраз­деляют на ряд марок в зависимости от механических свойств, причем основными показателями служат пре­дел прочности при растяжении и относительное удлине­ние. Механические свойства зависят от структуры ме­таллической основы, которая может быть перлитная, феррито-перлитная и ферритная. Лучшей структурой яв­ляется структура, состоящая из перлита и шаровидного графита, окруженного небольшими островками феррита.

Маркируется высокопрочный чугун по ГОСТ 7293-79 (всего по ГОСТу 10 марок) буквами ВЧ и цифрами, из которых первые две обозначают предел прочности при растяжении, а последние - относительное удлинение в процентах. Например, марка ВЧ 42-12 показывает, что чу­гун данной марки имеет Gв= 412МПа и б = 12 %.

studfiles.net

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

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

Чугун

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

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

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

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

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

Физический свойства

Чугун получил широкое распространение благодаря привлекательным физическим качествам:

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

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

Технология производства

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

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

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

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

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

Разновидности чугуна

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

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

Литье чугуна

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

Применение

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

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

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

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

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

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

36. Белый и серый чугун. Высокопрочн. Чугун. Ковкий чугун. Чугуны со спец. Св-вами.

Углерод в чугуне может наход. либо в химич. соедин. с железом, либо в свободн. сост. в виде графита. Чугуны, у кот. весь углерод наход. в химич. соедин. с железом, назыв. белыми (по виду излома). Чугуны, у кот. весь углерод или большая его часть наход. в виде графита, наз. серыми.

Высокопрочный чугун.Включения в виде шаровидн. графита. У него более высокая прочн., эти чугуны пластичные.

Это литейн. сплав. Чугун прочнее стали. Магний (Mg) добавл. в эти чугуны в расплавл. виде, часто Mg возгорается и получ.сопровожд. взрывами. Mg вводится для образов. шариков. Шарики более компактны, концентраторов напряж. мало.

Ковкий чугун. Включения графита в виде хлопьев. Получ. такой чугун в две стадии: получ. белого чугуна (отливка до 10 кг), графитизирующий отжиг (томление). Графитизиров. ковкий чугун плавят в электропечах. Чугуны со спец. свойствами. Использ. в разл. отраслях машиностроения тогда, когда отливка, кроме проч­ности, должна облад. теми или иными специфич. св-вами (износостойкостью, химич. стойкостью, жаростойкостью и т. п.).

Магнитн.чугун использ. для изготовл. корпусов электрич. машин, рам, щитов и др. Для этой цели наилучшим явл. ферритный чугун с шаровидн. графитом.

Немагнитн. чугун использ. для изготовл.кожухов и бандажей различн. электрич. машин.

К чугунам со спец. св-вами относят также упомянутые ранее ферросплавы - ферромарганец, ферросилиций и т.д., предназна­ченные для раскисления и легирования стали при ее выплавке.

37. Стали и их классиф. Способы получ. Стали из чугуна: конверторн.Способ, мартен. Способ, плавка в электрич. Печах.

Сталь – основн. материал, широко примен. в машино- и прибо­ростр., строи-ве, а также для изготовл. разл. инструмен­тов. Она сравнит. недорога и производ. в больш. кол-вах. Сталь облад. ценным комплексом механич., физико-химич. и технологич. св-в.

Классификация.

По химич.составу: углеродист. и легирован.

По содерж. углерода: низкоуглеродист., с содерж. углерода до 0,25 %; среднеуглеродист., с содерж. углерода 0,3…0,6%; высокоуглеродист., с содерж. углерода выше 0,7 %

По равновесн. структуре: доэвтектоидные, эвтектоидные, заэвтектоидные.

По качеству. Количествен. показат. качества явл. содерж. вредных примесей: серы и фосфора:

, – углеродистые стали обыкновенного качества:

–качественные стали;

–высококачественные стали.

По спос. выплавки: в мартеновских печах; в кислор. конверторах; в электрич. печах: электродуговых, индукционных и др.

По назнач.: конструкцион. – примен. для изготовл. деталей машин и механизмов; инструмент. – примен. для изготовл. разл. инструментов; спец. – стали с особыми св-вами: электротехнич., с особыми магнитн. св-вами и др.

Способы получ. стали зав. от примен. оборудов.: 1)кислородно-конвертерный;

Выплавка стали производ. в конвертере, представл. соб. стальной сосуд грушевидной формы, вылож. внутри огнеупорным кирпичом. Для получ. стали, в конвертер залив. жидкий чугун, имеющий выс. темпер. и загружают известняк, металлолом. Затем подают кислород под давл. При этом кислород быстро выжигает из чугуна избыток углерода и др. примесей, известь взаимод. с фосфором, серой и переводит их в шлак. Если содерж. углерода соотв. задан., продувку кислородом прекращают и сталь сливают в ковш, а шлак сливают через спец. отверстие.

Преимущ.: выс. производит.; компактность и простота устр-ва конвертера; низкая себестоимость стали.

Мартеновский способ.Мартен. печь- пламен. печь, в кот. металл плавится под непосредств. воздейств. пламени горящего топлива. Раб. на газообр. и жидк. топливе (мазуте).

Преимущ.: процесс плавки хорошо поддается управл.; возможн. использ. постоянно возраст. ресурсов вторичн. сырья.

Прои-во стали в электрич. печах. При плавке стали в дуговых электропечах в состав шихтовых материалов входят в основном стальной лом и скрап с добавками чугуна, железной руды, флюсов, раскислителей и ферросплавов. В этих печах плавку металла осущ. теплом, выдел. электрич.дугой, образуем. между электродами и металлом.

Преимущ.: созд. выс. температуры в плавильном пространстве печи дает возможн. быстро проводить плавку; получ. сталь и сплавы любого состава;

использов. известкового шлака, способств. хорошему очищ. металла от вредных примесей серы и фосфора; возможн. ведения плавки при всех режимах и условиях производства; создание воздушной среды или вакуума в печи способствует хорошему раскислению и дегазации стали.

studfiles.net

Серый чугун: свойства, применение, виды, обработка

Серый чугун — это сплав железа с углеродом, который при охлаждении металла образуется в виде хлопьевидных или пластинчатых включений. Содержание углерода в сплаве превышает 2,14%, что выше нормальной растворимости. Этим сплав и отличается от стали, в которой углерод полностью растворен и отсутствует в виде отдельных включений, структура которых определяет их как графит.

Серый чугун

Основные характеристики

Серый чугун лежит в основе черной металлургии, поскольку получается в результате восстановления железных руд при помощи углеродного топлива (кокса). В результате, кроме химической реакции восстановления окислов железа, сплав дополнительно насыщается свободным углеродом.

Высокое содержание углерода в свободном состоянии определяет механические свойства серого чугуна. Одно из основных качеств, которые позволяют использовать серый чугун не только в качестве передельного металла, это его высокие литейные качества и малая усадка при застывании. Расплавленный металл имеет высокую текучесть, поэтому из него можно выполнять отливки сложной формы.

Плиты серого чугуна

Ограничение по использованию изделий из серого чугуна обусловлено тем, что он имеет низкую прочность на изгиб, высокую хрупкость. Вместе с тем прочность серого чугуна на сжатие очень высока.

Несмотря на высокую хрупкость, такая характеристика, как износостойкость чугуна, позволяет использовать его в изделиях, работающих в условиях трения. В данных условиях сильное влияние оказывают антифрикционные свойства сплава.

Наличие большого количества углерода снижает плотность серого чугуна по сравнению с большинством сортов стали и составляет от 6,8 до 7,3 т на м3.

Из-за наличия вкраплений углерода сварка серого чугуна практически невозможна. Существуют технологии сварки при наличии определенных условий. Это предварительный нагрев деталей, использование специальных высокоуглеродистых электродов, но все равно, структура металла шва сильно отличается от основного материала. Свариваемые детали должны медленно охлаждаться для устранения напряжений в зоне шва.

Химический состав и структура

В химический состав сплава, кроме железа и углерода, входит также некоторое содержание кремния. Свойства сплава зависят от условий охлаждения, поскольку время изменения температуры влияет на формирование внутренней структуры материала.

При медленном остывании образуются крупные кристаллы железа, и соединения металла с углеродом приобретают перлитную основу. Медленное остывание вызывает рост геометрических размеров не только кристаллов железа, но и включений углерода, поэтому, перлитный металл имеет высокую прочность, но повышенную хрупкость.

Микроструктура серого чугуна

В условиях быстрого охлаждения углерод не успевает сформировать крупные включения графита, поэтому сплав приобретает ферритную структуру.

Ферритный серый чугун имеет несколько меньшую хрупкость, чем перлитный.

Выбирая режим охлаждения литой заготовки, можно определенным образом влиять на итоговые свойства материала, в зависимости от предъявляемых требований.

Применение

Серый чугун широко применяется при литье изделий, для которых важна высокая прочность на сжатие. Это свойство важно, главным образом, при изготовлении литых станин инструментального парка. Применение материала ограничивается повышенной хрупкостью изделий при наличии значительных изгибающих усилий.

Изделие из серого чугуна

Ранее широко использовались хорошие литейные свойства материала при изготовлении различных изделий бытового и промышленного назначения. Разнообразная кухонная и бытовая утварь – чугунки, сковороды, утюги, изготовленная литьем при минимальной последующей обработке имела низкую себестоимость и легкость в производстве.

В настоящее время при помощи литья изготавливают также высоконагруженные элементы машин, где они не подвергаются изгибающим нагрузкам. Это поршни и цилиндры двигателей внутреннего сгорания.

Детали высокой прочности, отлитые из серого чугуна, имеют минимальную стоимость и высокий срок службы. Без преувеличения можно сказать, что литые станины и корпуса станков являются практически вечными по сравнению с остальными элементами устройства.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

3. Чугуны: белые, серые, высокопрочные, ковкие. Материаловедение: конспект лекций [litres]

3. Чугуны: белые, серые, высокопрочные, ковкие

Чугун – первичный продукт переработки железных руд путем плавки в доменных печах. В структуре чугунов могут быть разные составляющие в зависимости от того, какая часть углерода оказывается в структурно—свободном состоянии. Это же определяет название чугунов: белый, серый, высокопрочный, ковкий.

Чугун – самый распространенный железоуглеродистый литейный материал, содержащий свыше 2 % углерода, до 4,5 % – кремния, до 1,5 % – марганца, до 1,8 % – фосфора и до 0,08 % – серы. Чугун обладает высокими литейными свойствами, поэтому широко используется в литейном производстве в качестве конструкционного материала. Из чугуна, имеющего невысокий коэффициент трения, изготовляют подшипники скольжения.

Белый чугун представляет собой сплав железа с углеродом в виде карбида железа Fe 3 C, т. е. углерод находится в связанном состоянии в виде химического соединения – цементита. Содержание углерода в белом чугуне колеблется в пределах от 2,14 до 6,67 %, причем первичная структура белых чугунов может содержать ледебурит, аустенит и первичный цементит. Кроме того, в микроструктуру белых доэвтектических чугу—нов входят перлит, вторичный цементит и ледебурит – при комнатных температурах. При содержании от 2,14 до 4,3 % углерода белые чугуны называются доэвтектическими, при 4,3 % – эвтектическими и при 4,3–6,67 % – заэвтектическими.

Серый чугун широко применяется в машиностроении. Такое название он получил по серому цвету излома, обусловленному наличием в структуре чугуна свободного углерода в виде графита. Металлургическая промышленность выпускает одиннадцать марок серых чугунов: СЧ 10 – из него изготавливают детали, для которых прочностная характеристика не является обязательной, – запорную арматуру (вентили, клапаны, задвижки), сковороды, крышки и так далее; СЧ 15, СЧ 18 – из них изготавливают рычаги, шкивы, фланцы, звездочки, корпусные малонагруженные детали.

Высокопрочный чугун получают путем введения магния – до 0,9 % и церия – до 0,05 % в жидкий серый чугун перед разливкой его в формы.

Высокопрочный чугун имеет более высокое содержание углерода и кремния и пониженное содержание марганца. В этом чугуне сочетаются ценные свойства стали и чугуна. В обозначение их марок входят два числа – первое указывает предел прочности на разрыв, второе – относительное удлинение.

Всего выпускают десять марок высокопрочного чугуна.

Например: ВЧ 38–17, ВЧ 42–12, ВЧ 45–5, ВЧ 50–7, ВЧ 100–2, ВЧ 120–2. Из высокопрочных чугунов изготавливают многие детали, в том числе фасонные, корпуса и станины станков, гильзы, цилиндры, зубчатые колеса и т. д.

Выпуска 11 марок ковкого чугуна, причем маркируется он по тому же принципу, что и высокопрочный. Ковкие чугуны могут иметь ферритную, перлитную и ферритил—перлитную металлическую основу.

Чугуны ферритного класса КЧ 35–10 и КЧ 37–12 используют для производства деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках, – картеров, редукторов, ступиц и т. д., а чугуны марок КЧ 30–6 и КЧ 33–8 – для изготовления менее ответственных деталей – хомутов, гаек, вентилей, колодок и т. д.

Поделитесь на страничке

Следующая глава >

tech.wikireading.ru

применение, маркировка, состав, свойства, виды

Металлические сплавы железа и углерода, где содержание второго элемента превышает 2,14%, называют чугунами. К белым чугунам относят такие сплавы, в которых углерод представлен в виде карбида железа Fe3C (цементита). Именно из-за светлого цвета на изломе их и называют белым.

Условия изготовления отливок из белой марки приведены в ГОСТ 1215-79 и ГОСТ 26358-84. В них указаны технические требования, порядок приемки, испытаний, транспортирования и хранения чугунных сплавов. Маркируется буквами БЧ.

Виды выпускаемого белого чугуна

В зависимости кристаллической структуры, а так же наличия и соотношения составляющих элементов белые чугуны подразделяют на:

  • обыкновенный;
  • легированный;
  • жаропрочный;
  • нержавеющий.

 

 

Отдельным видом выделяют чугунные сплавы с высоким удельным электрическим сопротивлением.

Внутренняя структура обыкновенного белого чугуна содержит углерод в виде цементитных зерен. Количество углерода влияет на температуру плавления и в зависимости от этого чугуны подразделяют на:

  1. доэвтектические с более низкой температурой плавления, углерода не боле 4,3%;
  2. эвтектический с содержанием углерода 4,3%;
  3. заэвтектические - более 4,35% и может достигать - 6,3%.

Эффекта отбеливания чугуна достигают путем быстрого охлаждения отливки, которая в результате получается неоднородной по своему составу. Верхний слой, толщиной до 30 мм, становится белым, а остальная сердцевина представляет собой обычный серый чугун.

Достоинства и недостатки 

Как и все чугунные сплавы, белые отличаются большой прочностью в сочетании с хрупкостью при сильных механических ударах. В числе основных положительных качеств белого чугуна следует назвать:

  • высокую твердость;
  • большое удельное сопротивление;
  • износостойкость;
  • повышенное сопротивление коррозии.

Важным качеством белых чугунов считается очень хорошая устойчивость к воздействию высоких температур, которая используется для снижения количества трещин в первоначальных отливках.

К основным недостаткам относят такие качества, как:

  • хрупкость и возможность разрушения при механических воздействиях;
  • низкие литейные качества и плохое заполнение форм;
  • вероятность образования внутренних трещин при отливке;
  • сложная и некачественная механическая обработка.

Образование дефектов при сваривании из-за быстрого выгорания углерода и образования пор.

Область применения

Обыкновенный белый чугун используют весьма ограниченно, поскольку он плохо применим к механической и термической обработке. Для производства изделий он часто применяется в виде необработанных или частично обработанных отливок.

Самое широкое применение сплав получил при изготовлении крупных деталей простой конфигурации. Это корпуса и детали станков и прокатных станов, шары для мельниц, приводные и опорные колеса. Кроме этого белый чугун используют для изготовления узлов агрегатов, которые испытывают на себе постоянное воздействие абразивных материалов.

Важным моментом является использование обычного чугуна в качестве сырья для изготовления ковких сортов железоуглеродистых чугунных и стальных сплавов.

Легирование белого чугуна

Наличие в составе сплава легирующих добавок сильно изменяет его физические свойства, которые значительно расширяют его область применения. В качестве легирующих элементов в металлургии используют очень распространенные вещества.

Для повышения твердости в железоуглеродистый чугунный сплав могут быть добавлены: никель, фосфор, марганец, хром, ванадий, кремний, медь, титан и сера.

В том случае, если количество легирующих добавок примерно равно углеродному содержанию, чугун приобретает предельно возможную твердость.

Износостойкость, как физическая характеристика белого чугуна, рассматривается независимо от его твердости. Ее повышения достигают изменением структуры металла путем добавления карбидов и фосфидов в виде равномерно распределенных включений. Качество отливки деталей напрямую зависит от химического состава сплавов и количества легирующих элементов.

В зависимости от процентного содержания легирующих примесей белый чугун подразделяют на:

  • низколегированный до 2,5%;
  • среднелегированный до 10%;
  • высоколегированный.

Уже готовые отливки из чугуна подвергаются дополнительной температурной обработке (отжигу), в результате которой снимаются внутренние напряжения металла и происходит стабилизация внешних размеров. Температура отжига белого легированного чугуна около 850°C.

Процесс нагрева и охлаждения происходит медленно для исключения образования внутренних трещин и других дефектов.

 

 

Легированные чугунные сплавы получили широкое применение в производстве:

  • деталей промышленного оборудования и станков;
  • узлов и деталей автомобилей, тракторов и сельскохозяйственной техники;
  • подвижного железнодорожного состава; труб, насосов, котлов;
  • бытовых и хозяйственных изделий.

Это обусловлено улучшенными качествами металлов по сравнению с обычным белым чугуном.

Нержавеющие сплавы

Для повышения устойчивости белого чугуна к коррозии в него добавляют большое количество хрома. Это приводит к образованию оксидной пленки на поверхности и дальнейшему прекращению доступа кислорода. Кроме этого высокохромистый белый чугун приобретает устойчивость к щелочным растворам, серной и азотной кислоте.

Дополнительно процесс легирования хромом предупреждает возможность коагуляции карбидов при сильном нагреве сплава. Это позволяет получать качественные сварные соединения деталей из белого чугуна. Если в процессе легирования вместе с хромом добавлены никель и молибден, то полученный нержавеющий сплав по прочности можно сравнивать с лучшими жаропрочными сталями, которые намного дороже.

Хромосодержащий белый чугун применяют в случаях тяжелых эксплуатационных условий, присутствия щелочей и окислителей, потребности высокого электросопротивления.

Белый жаропрочный чугун

Для получения чугунного сплава способного сохранять первоначальные размеры в процессе циклических нагревов до высокой температуры в него, кроме хрома, добавляют:

  • до 2,0% меди;
  • 0,5% титана;
  • 0,1% никеля.

При этом металл относится к группе нержавеющих белых чугунов и может использоваться во многих отраслях деятельности.

Сплавы с высоким удельным сопротивлением

Такие виды белого чугуна применяют для изготовления литых нагревателей электрических печей и сушек, работающих при температуре до 900°C. Для получения сплава в него добавляют:

  • 3,0-5,0% никеля;
  • 2,5-3,5% углерода;
  • 2,0-2,5% кремния;
  • 1,0-1,5% марганца.

Такой белый чугун с высоким удельным сопротивлением называют сормайт и используют для изготовления электронагревателей различной мощности.

Белый чугун нельзя назвать слишком распространенным сплавом из-за технических трудностей при его механической и термической обработке. Однако создание легированных сплавов значительно расширяет сферу применения этого материала в результате кардинального изменения его физических и химических свойств.

При этом процесс легирования не требует использования редких и очень дорогих добавок. Поэтому применение белого чугуна для изготовления изделий и заготовок будут расширяться.

Оцените статью:

Рейтинг: 0/5 - 0 голосов

prompriem.ru

Чугун белый серый - Энциклопедия по машиностроению XXL

В зависимости от формы графита в сплаве различают следующие виды чугунов белые, серые, высокопрочные, ковкие.  [c.128]

В зависимости от степени графитизации различают чугуны белые, серые и половинчатые.  [c.409]

Парафин. Платина. . Ртуть. . . Свинец. . Сера. . . Спирт этиловый Сталь. . . Стекло. . Сурьма. . Углерод. . Фарфор. . Хром. . . Цинк. . . Чугун белый серый Шлаки. .  [c.32]

Ец и Ев — модули упругости материала охватывающей и охватываемой деталей, кгс/мм (для стали и стального литья = (1,96 -I- 2,1) 10 чугуна белого, серого, ковкого Е = = (0,81,6) 10 бронзы оловянистой =0,9-10 латуни == (0,9 1,4) 10 , алюминиевых сплавов = = 0,72-10 )  [c.213]


Чугун представляет собой сплав железа с углеродом и отличается содержанием значительного процента углерода. В чугуне могут быть примеси кремния, марганца, фосфора и серы, вследствие чего изменяются его механические свойства. Например кремний придает чугуну мягкость, марганец увеличивает твердость, а сера способствует образованию раковин. Чугун обладает высокой твердостью и хрупкостью, плохо работает на изгиб и не выносит ударных нагрузок. Он является исходным материалом для получения стали. В зависимости от химического состава и механических свойств различают такие виды чугуна белый, серый, ковкий и модифицированный.  [c.199]

Чугуны. Механические свойства и обрабатываемость чугунов зависят от того, в какой форме присутствует углерод в сплаве. Различают четыре основные группы чугунов белые, серые, высокопрочные и ковкие.  [c.44]

Железоуглеродистые сплавы, содержащие более 2,0% С, называются чугунами. В зависимости от скорости охлаждения, содержания примесей и последующей обработки получают чугуны белые, серые и ковкие.  [c.111]

Пояснения. В отличие от стали химический состав чугуна еще не характеризует достаточно надежно его свойств. Структура чугуна и его основные свойства зависят как от химического состава, так и от технологического процесса производства и режима термической обработки. В зависимости от условий кристаллизации и формы углерода различают чугуны белые, серые и ковкие.  [c.92]

Чугун белый, серый....... 11500—16000 4500 0,23-0,27  [c.41]

В зависимости от того, в какой форме присутствует углерод в сплавах, различают белые, серые, ковкие и высокопрочные чугуны. По химическому составу чугун делится на углеродистый и легированный.  [c.56]

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом и некоторыми другими присадками. В зависимости от содержания углерода и состояния, в котором углерод находится в чугуне (в свободном или химически связанном), различают чугуны серые и белые. Серый чугун не обладает пластичностью, но легко плавится и хорошо заполняет литейные формы. Он хорошо обрабатывается резанием и поэтому служит одним из основных материалов для изготовления деталей машин.  [c.239]

С помощью способа отпечатков можно различать в смешанных чугунах белые и серые закристаллизованные зоны. Цементит и фосфид не взаимодействуют с тиосульфатом натрия, поэтому места отпечатка, соответствующие расположению ледебурита и фосфидной эвтектики, из-за отсутствия выделения сероводорода не окрашиваются в коричневый цвет.  [c.40]


Различают чугуны белые (при содержании С до 4% в виде цементита), серые (при содержании С 2,5—3,7%, при этом до 0,9% углерода находится в химически связанном с железом состоянии, остальная часть углерода содержится в виде графита), высокопрочные (получаются из серого чугуна путем его обработки в жидком состоянии небольшими количествами Mg, Се или другими элементами), ковкие (получаются путем специального отжига белого чугуна), антифрикционные (применяются в подшипниковых узлах трения), легированные (в состав которых входят Ni, Мо, Сг, Си, W, V, А1, Ti н др.).  [c.474]

Целлулоид Цемент Цинк литой Цинк прокатанный Цинк прокованный Чугун серый Чугун белый Чугун ковкий  [c.757]

Чугун белый, отбелённый и серый  [c.470]

Магниевые сплавы Медь холоднотянутая Стальное литье Сталь малоуглеродистая и высоколегированная Сталь с большим содержанием углерода Чугун модифицированный серый, белый, ковкий  [c.16]

По структуре различают белый чугун (с белым изломом), в котором углерод находится в виде цементита, и серый чугун (с серым изломом), в котором углерод находится в основном в форме графита.  [c.135]

Чугун имеет очень большое применение для самых различных отливок, применяемых в котельных установках. Различают белый, серый и ковкий чугуны.  [c.93]

Чугун получается путем переплавки железных руд в доменных печах. Он хрупок, не куется и плохо выдерживает удары. Различают два основных вида чугуна белый и серый. Белый чугун отличается особой твердостью и хрупкостью и поэтому употребляется главным образом для дальнейшей переработки в сталь. Белый чугун называют передельным чугуном, в котельных установках изделия из белого чугуна применяются в основном для изготовления шаров для барабанных углеразмольных мельниц.  [c.11]

Серый чугун отличается меньшей хрупкостью, чем белый, тоже не куется, но легко поддается обработке. При литье хорошо заполняет формы и потому серый чугун называют еще литейным чугуном. Из серого чугуна изготовляют многие вспомогательные детали котлоагрегата фундаментные плиты, корпуса подшипников, гарнитуру, корпуса арматуры низкого давления, секции воздухоподогревателей, трубы экономайзеров и пр.  [c.11]

Различают белый, серый, высокопрочный и ковкий чугуны.  [c.294]

В зависимости от того, в какой форме присутствует углерод в сплавах, различают белые, серые, высокопрочные чугуны, чугуны с вермикулярным графитом и ковкие чугуны. Высокопрочные чугуны и чугуны с вермикулярным графитом являются разновидностью серых, но из-за повышенных механических свойств их выделяют в особые фуппы.  [c.20]

В зависимости от того, в какой форме присутствует углерод в сплавах, различают белые, серые, высокопрочные и ковкие чугуны. Высокопрочные чугуны являются разновидностью серых, но из-за повышенных механических свойств их выделяют в особую группу.  [c.90]

Чугуны могут быть белыми, серыми, ковкими и высокопрочными.  [c.90]

Другие сплавы Fe—С чугун (белый и серый) литейный чугун (углерод существует в виде графита) серый чугун с пластинчатым графитом серый чугун со сферическими графитовыми выделениями чугун, отлитый в специальные формы, с отбеленной поверхностью ковкий чугун, черносердечный ковкий чугун белосердечный ковкий чугун перлитный ковкий чугун.  [c.29]

По виду излома серый чугун (излом серый из-за включений графита), белый чугун (поверхности излома белые, включения графита отсутствуют).  [c.245]

Образование структуры (белый, серый, половинчатый) зависит от режима затвердевания, в свою очередь большое влияние оказывает содержание кремния и углерода воздействие этих элементов на структуру чугуна иллюстрируется рис. 2.6 [14].  [c.245]

Сплошь отбеленный чугун GH-200 GH-300. Поверхность излома по всему поперечному сечению имеет цвет от белого до бело-серого (белая с серыми вкраплениями).  [c.250]

В зависимости от условий кристаллизации графит образуется различной формы. Если графит в виде чешуек, то дальнейшее его образование протекает в результате отложения С на ранее выпавших чешуйках. Этим и определяется различие во внешней форме графита пластинчатого, шаровидного и хлопьевидного. Чугун с пластинчатым графитом называют серым чугуном, с шаровидным графитом — высокопрочным чугуном и с хлопьевидным графитом — ковким чугуном. Белый чугун содержит С в виде цементита ЕедС.  [c.74]

Среди различных видов чугуна различают серый и белый uyeyi (рис. 92). Для серого чугуна характерна фаза графита, которая може иметь хлопьевидную форму или сферическую (сфероидальный ига модифицированный чугун). Для белого чугуна характерна фаз цементита (Feg ). Ковкий чугун при застывании кристаллизуется i форме белого чугуна, а затем подвергается термообработке, npi которой формируются нерегулярные зерна графита. Производят такж( чугун легированный, например никелем или кремнием (кремнисты чугун).  [c.102]

По характеру излома клиньев до присадки можно судить о равномерности хода плавки, качестве чугуна и необходимой дозе модификации. Излом должен быть половинчатым. Чугун, дающий серый излом, для модификации не годится. При белом изломе доза модификатора берётся по верхнему пределу при по-ловинчато-сером — по, нижнему, а при поло-винчато-белом — по среднему меиау ними.  [c.207]

Фактор компактности графита практически не учитывается при графитизиру-ющем отжиге отбеленного чугунного литья, но имеет первостепенное значение при производстве ковкого чугуна, отжиге чугунного листа. Особо компактную форму углероду отжига в ковком чугуне придает сера. В связи с этим на ряде заводов содержание серы в нем увеличивают до 0,2—0,3% с целью повышения прочностных и пластических свойств. Легирование белого чугуна небольшим количеством магния также придает углероду отжига шаровидную форму.  [c.20]

Сплав железа с углеродом ( >2,14 % С) называют чугуном. Присутствие эвтектики в структуре чугуна (см. рис, 87) обусловливает его использование исклЕочительно е качестве литейного сплава. Углерод в чугуне может находиться в виде цементита или графита, или одновремекио а виде цементита и графита. Це.ментит придает излому специфический светлый блеск. Поэтому чугун, в котором весь углерод находится а виде цементита, называют белым. Графит придает излому чугуна серый цвет, поэтому чугун называют серым. В зависимости от формы графита и условий его образования разлЕгчают следующие чугуны серый, высокопрочный н ковкий (см. рнс. 101 и  [c.144]

Чугун находит широкое применение в промышленности в качестве конструкционного материала, так как имеет невысокую стоимость, хорошие литейные свойства, износостойкость, стойкость при знакопеременных нагрузках и повышенных температурах. Чугун содержит свыше 2 % углерода, до 5 % кремния и некоторое количество марганца. Используются легированные чугуны с добавками хрома, никеля, молибдена. В зависимости от состава, условий кристаллизации и скорости охлаждения углерод в чугуне может находиться в химически связанном или свободном состоянии в виде графита. В первом случае чугун называется белым, так как на изломе он более светлый. Такой чугун имеет высокую твердость, изностойкость, чрезвычайно трудно обрабатывается, имеет ограниченное использование в конструкциях. Во втором случае чугун называется серым, он на изломе имеет серый цвет. Этот чугун имеет удовлетворительную прочность, достаточную твердость, хорошо обрабатывается на механическом оборудовании. Серый чугун более распространен в промышленности в качестве конструкционного материала.  [c.127]

Чугун ы. Чугун — это сплав железа и углерода при содержании последнего более чем 2 %. Обычно в чугуне содержится от 2,8 до 3,5 % углерода. Различают чугуны белый, ковкий, серый и высокопроч-  [c.64]

Углерод в чугунах может находиться в виде химического соединения — цементита (такие чугуны называют белыми) или в свободном состоянии в виде графита — частично или полностью (в этом случае чугуны называют серыми). Получение того или иного вида чугуна зависит в основном от его химического состава и скорости охлаждения. Такие элементы, как кремний, титан, никель, медь и алюминий, способствующие выделению графита, называют графитизирующими. При введении таких элементов, как марганец, молибден, сера, хром, ванадий, вольфрам, углерод входит в химическое соединение с железом, образуя цементит (Feg ). Эти элементы называют антиграфитизирующими, или тормозящими графитизацию. При одном и том же химическом составе структура чугуна может быть различной в зависимости от толщины отливки. Чтобы обеспечить необходимую структуру отливок разной толщины, надо знать их химический состав. Для определения химического состава отливок опытным путем строят структурные диаграммы. Например отливка имеет химический состав С + Si = 4 % (линия аа. на рис. 8.1). При таком составе в отливке толщиной до 10 мм получится белый чугун, толщиной до 20 мм — половинчатый, толщиной до 60 мм — серый перлитный и толщиной свыше 60 мм — серый ферритно-пер-литный. При толщине отливки свыше 120 мм и указанном химическом составе чугун будет серый ферритный.  [c.133]

Большое влияние на структуру чугуна оказывают условия затвердевания и охлаждения отливок. Быстрое охлаждение способствует получению белого чугуна, медленное — серого. Скорость охлаждения зависит от применяемой литейной формы (песчаная или металлическая), а также от толш ины стенки отливки. В машиностроении используют отливки из серого, высокопрочного, с вермикулярным графитом и ковкого чугунов. Эти чугуны, как и сталь, состоят из металлической основы (перлита, феррита) и неметаллических включений графита. Они различаются главным образом формой графитовых включений. Белый чугун имеет ограниченное применение. Некоторые отливки, от которых требуется повышенная твердость поверхностного слоя, изготовляют из отбеленного чугуна. Поверхностный слой его состоит из белого чугуна, а сердцевина — из серого. Толщину и твердость отбеленного слоя регулируют путем изменения химического состава чугуна и скорости затвердевания отливки.  [c.134]

Мелкозернистый чугун с высоким содержанием Mn(SRM). Низкоуглеродистый специальный передельный чугун, серый (SR g), Низкоуглероднстый специальный передельный чугун, белый (SR w).  [c.308]

Высокоуглеродистый специальный передельный чугун, серый (SRHg). Высокоуглеродистый специальный передельный чугун, белый (SRHw),  [c.308]


mash-xxl.info

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о