Чугун какой металл: Отличия чугуна от других металлов

alexxlab | 18.04.2023 | 0 | Разное

Содержание

Чем отличается чугун от стали: краткие свойства и различия

Опубликовано 2022-07-31

Различия физико-химических характеристик
Характеристики чугуна
Характеристики стали
Как отличить чугун от стали

В мире масса строительных материалов и сырья для производства изделий, и с каждым годом сортамент растет. Однако есть и продукты, которые человечество знает уже довольно давно, однако мало кто знает, например, чем отличается чугун от стали

Чтобы не затягивать повествование, ответим на вопрос так: «Чугун отличается от стали процентным содержанием углерода. Если в сплаве этого элемента 2.5%, то это чугун». Напомним, в стали предельное содержание примесей должно быть не более 2%.

Однако на этом разница между двумя сплавами не заканчивается. Так что сегодня разберем оба материала подробнее, выясним особенности создания и параметры.

Различия физико-химических характеристик

Главная разница между двумя сплавами – это примесь углерода в каждом из материалов. Другие параметры ниже:

Прочность стали выше, чем у аналога.
Вес изделий из стали меньше, и они лучше плавятся.
Отдельные типы обработки (ковка, сварка) доступны только для стали, а вот чугун создается только литьем.
Теплопроводимость чугуна ниже, чем у аналога.
Чугунные изделия не нужно обязательно закалять.

Приведем также таблицу с характерными отличиями двух сплавов.

Параметр	Сталь	Чугун
Содержание углерода в сплаве	Не больше 2%	Больше 2%
Содержание неметаллических примесей	Минимум	Максимум
Хрупкость	Средняя	Повышенная
Твердость	Повышенная	Усредненная
Прочность	Более высокая	Менее высокая
Уровень ковкости	Повышенный	Пониженный
Простота литья	Ниже	Выше
Теплопроводимость	Ниже	Выше
Закалка	100%	Не обязательна
Способы обработки	Больше вариантов	Меньше вариантов
Масса	Низкая	Высокая

Видно, что оба материала имеют сильные и слабые стороны, и их использование целесообразно в разных ситуациях. Рассмотрим подробнее характеристики каждого сплава.

Характеристики чугуна

Чугун – это сплав железа и углерода. При этом его содержание к общей массе изделия выше 2%. Впервые материал получили в X веке на территории Древнего Китая. Далее изделия из него равномерно распространились по всему миру. Сейчас КНР, Япония и Россия входят в ТОП-3 государств по выплавке.

При создании чугуна большую роль играют примеси. Их сейчас более 100, но популярнее всего 4:

Сера – понижает тугоплавкость сплава, а также текучесть при расплаве.
Фосфор – за счет снижения прочности улучшается пластичность. Это позволяет создавать изделия более сложной геометрии.
Кремний – снижает литейную температуру.
Марганец – повышает прочностный параметр сплава в ущерб литейным свойствам.

Также в сплав добавляют титан, медь, алюминий и титан. Температура плавления – 1160-1250 градусов по Цельсию.

На рынке есть несколько типов чугуна, которые отличаются по характеру сформированности кристаллической решетки:

Белый – в состав добавляется цементит, который определяет цвет излома. Сырье хрупкое и является основой для создания ковкого типа чугуна.
Серый – в сплав добавляется больше графита, придающего цвет изделиям. В составе также магний, фосфор и сера.
Ковкий – белый чугун долгое время термически обрабатывается до образования графита, который дает изделию высокое механическое сопротивление.
Высокопрочный – в результате кристаллизации создается шаровидный графит.
Предельный – финальное состояние чугуна, из которого после производят другие изделия. Как самостоятельное элемент не используется.

Чугун активно используется в средах с повышенными климатическими условиями благодаря высокой устойчивости к температурным перепадам. Также изделия из чугуна применяются в быту: раковины, радиаторы, мойки, ванны.

Преимущества материала:

есть марки равные стали по прочности;
тепло равномерно распределяется по поверхности;
экологически чистый материал;
повышенная устойчивость к кислотно-щелочным средам;
повышенная гигиеничность;
продолжительная эксплуатация.

Недостатки:

стоимость выше, чем у стали;
белый чугун более хрупкий, чем сталь, а серый менее пластичный.

Характеристики стали

Сталь – это сплав, который состоит из железной руды и углеродной примеси. Классический рецепт – это менее 2% углерода. Однако есть и высоколегированные марки, где углерода 20-40%.

Россия входит в Топ-5 стран по выплавке стали в мире. Популярность материала объясняется. Существует масса видов и типов стали, которые отличаются по прочности, стойкости к коррозии и температурным перепадам.

Особенности сплава:

Обязательное наличие в сплаве в унифицированных пропорциях углерода и железной руды. Первый дает вязкость, а второй повышенную прочность.
Сплав всегда содержит мелкие вкрапления: 1.2% кремния и 0.5% марганца.
Чтобы изменить свойства материала, в него добавляют в унифицированных пропорциях другие металлы.

Существует масса вариантов классификации стали. Рассмотрим несколько параметров.

Химия

Углеродистые – классификатор намекает на ввод в состав сплава углерода. В одних марках не более 0.3% примеси, а максимальные значения не превышают 0.7%.

Легированные – в продукт добавляют примеси металлов и веществ, чтобы получить новые свойства. В «низких» марках процент примесей не более 2.5%, а предельные значения – до 10%.

Структурный состав

Перлитная сталь – это чистый продукт с малыми вкраплениями примесей. Мартенситная отличается обилием добавочных веществ в составе, как и аустенитная. Разница между последними двумя в пропорциях и количестве примесей.

Раскислитель

Спокойная – это полностью чистый материал без закиси железа. Ее применяют из-за повышенной себестоимости и добавочной цены исключительно в стратегически важных узлах сооружений.

Полуспокойная – материал твердеет без кипения, однако на поверхности материала все же остаются небольшие вкрапления пузырьков газа. Кипящая – это продукт низкого качества с большим количество газовых вкраплений, которые при дальнейшем использовании вызывают дефекты, например, при сварке.

Сталь производится мартеновским методом, а также конвертерно-кислородной. Еще есть прямой способ и электроплавильный.

Как отличить чугун от стали

Отличить чугун от стали можно за счет пары-тройки экспериментов:

По излому – метод подойдет, если изделие больше не будет использоваться. На изломе чугун темно-серый, а вот сталь светлая с глянцевым блеском. На изломе у чугунных изделий трещины больше видны из-за повышенной хрупкости материала.
Сверление – стальная стружка при сверлении отверстия вьется по мере движения сверла. Стружка чугуна тут же крошится и легко превращается в пыль.
Шлифование – здесь используется шлифовальная машинка. Критерий оценки – это искры. Если их мало и с красноватым оттенком, это чугун. Стальные искры более желтые или белые, и их много.

Единственная схожесть у чугуна и стали – это наличие в составе углерода. В остальном перед нами разные материалы, использующиеся под разные нужды в народном хозяйстве и промышленности.

Оцените нашу статью

[Всего голосов: 1 Рейтинг статьи: 5]

Черные металлы: чугуны и стали

Снова поговорим про черные металлы — чугуны и стали, а также их разновидности. Мы уже говорили про деление стали и чугуна на отдельные категории, а также касались вопроса различия между ними. Для тех, кто не читал предыдущие статьи, повторим: сталь от чугуна отличается лишь одной особенностью в химическом составе, а именно: содержанием углерода в своём составе. Содержание углерода в стали не может быть более 2,14%. Всё что выше — это уже чугун.

Почему именно 2,14%? Потому что это, казалось бы, небольшое различие в химическом плане приводит к весьма солидным различиям в плане физических свойств. Так, сталь более прочная и твердая, чем чугун при том, что чугун легче и имеет более низкую температуру плавления. Кроме того, сталь легче поддается обработке (например, сварке, резанию, прокату и ковке), а потому чугунные изделия можно изготовить только литейным способом. Вследствие этого чугунные заготовки получаются более пористыми, что не самым лучшим образом влияет на их теплопроводность. Поэтому чугун имеет низкую теплопроводность, а сталь значительно более высокую.

Далее отметим, что изделия из чугуна получаются черного цвета, причём матовыми, без блеска, а стальные, наоборот, более светлые и блестят. В плане фаз производства чугун — это первичный продукт, а сталь — конечный, что объясняет её более высокую стоимость. Кроме того, чугун не требует закалки, а многие разновидности стали, напротив, в обязательном порядке подвергают закаливанию. И последнее различие — чугунные заготовки могут быть лишь литыми, а вот сталь можно ковать и сваривать. Таким образом, небольшое различие в содержании углерода весьма серьёзно изменяет свойства металла. Однако это ещё не всё: существуют сотни марок стали и чугуна, которые, к тому же, делятся ещё и на различные типы. Можно даже сказать, что сколько сталей и чугунов — столько и уникальных материалов со своими свойствами. А как это отражается на цене чугунного и стального лома? Здесь всё проще и оценка производится, в основном, по типу чугун-сталь и габаритным характеристикам — например, толщине листа или арматуры, весу кусков лома и т. д.

Раздел:

Чёрные металлы

Страницы

1
2
3
4
5
6
7
8
9
…
следующая ›
последняя »

Как определить чугун и сталь (с PDF) – Что такое трубопровод

Автор Ануп Кумар Дейин Инженерные материалы, механика, основы проектирования трубопроводов, сопряжение трубопроводов

Как чугун, так и литая сталь представляют собой изделия из черных металлов, содержащие железо и углерод в качестве основных компонентов. Чугун представляет собой железосодержащий материал, содержащий более 2% углерода. С другой стороны, литая сталь содержит менее 2% углерода. Таким образом, с точки зрения состава основное различие заключается в количестве углерода, присутствующего в чугуне и стали. Как чугун, так и сталь обладают очень хорошими литейными свойствами и поэтому используются для широкого спектра применений. И чугун, и литая сталь обладают очень хорошими механическими свойствами. В этой статье мы рассмотрим основные различия между чугуном и стальным литьем; то есть чугун против литой стали.

Чугун и литая сталь

Основные различия между чугуном и стальным литьем или между чугуном и стальным литьем представлены ниже в табличном формате.

Чугун	Литая сталь
Чугун очень легко отливается благодаря его очень хорошей текучести и низкой усадке.	Литая сталь имеет меньшую текучесть и большую усадку по сравнению с чугуном.
Чугун лучше с точки зрения коррозионной стойкости и устойчивости к механическому износу.	Литая сталь лучше с точки зрения ударных нагрузок.
Чугун дешевле.	Литая сталь дороже чугуна.
Чугун обладает очень хорошими свойствами гашения вибрации.	По гашению вибрации стальное литье уступает чугуну.
Чугун более хрупкий по своей природе.	Литая сталь по своей природе пластична.
Обрабатываемость чугуна ниже.	Литая сталь обеспечивает хорошую обрабатываемость.
Свариваемость чугуна ниже, чем у стального литья	Сталь обладает хорошей свариваемостью
Чугун имеет относительно низкую температуру плавления	Литая сталь имеет более высокую температуру плавления.
Основной элемент в чугуне в чугуне и углероде. Другие элементы могут присутствовать в незначительном количестве.	Другие легирующие элементы присутствуют в литейной стали в значительных количествах.

Таблица: Чугун или литая сталь

Чугун или литая сталь: что выбрать?

Несмотря на то, что чугун и литая сталь имеют свои преимущества и недостатки; выбор между чугуном и стальным литьем полностью зависит от конечного использования и применения продукта.

Выбор чугуна:

Если механическая прочность не имеет большого значения, то отличным выбором будет чугун.
Выберите чугун, если требуется удержание тепла, так как чугун обладает более высокой теплоемкостью.
Если требуется более высокая прочность на сжатие, используйте чугун.
Если вам нужен экономичный предмет, выберите чугун, так как производство серого чугуна дешевле.
Использование чугуна обычно ограничивается применением при низких температурах и давлении.

Выбор литой стали:

Если требуется пластичность наряду с хорошей прочностью, выберите литейную сталь.
Если конечный продукт будет использоваться в условиях ударной нагрузки, используйте литейную сталь, так как она обладает более высокими свойствами ударной вязкости.
Если вам нужна очень хорошая тепло- и электропроводность, выберите стальное литье.
Выберите литейную сталь для гибкости конструкции.
Используйте литейную сталь для работы при высоких температурах и давлениях.

Чугун и литая сталь: как отличить

Существуют различные методы идентификации чугуна и литой стали. Некоторые методы перечислены ниже:

Химический анализ: Это наилучший метод для определения того, является ли образец чугуном или литой сталью. Анализ специально определит элементы и процент присутствующего углерода, от которых можно легко отличить сталь и железо.

Испытание на искрообразование: Одним из самых простых методов сравнения чугуна и стального литья является испытание на искрообразование. Образец можно отшлифовать с помощью абразивного круга и, глядя на форму искры и цвет искры, опытный человек может сказать, является ли материал чугуном или стальным литьем. Сталь чаще всего испускает ярко-желтые искры, тогда как железо дает больше красных или оранжевых искр.

В чугуне цвет искры имеет тенденцию быть самым ярким в конце искры, тогда как в литой стали искра возникает на шлифовальном круге и распространяется наружу.

Тест на сверление: Сверление чугуна и литой стали выглядят совершенно иначе. В чугуне образующаяся стружка очень короткой длины и напоминает чешуйки графита. С другой стороны, стружка литой стали образует проволокообразную стружку.

Объявления

Структура зерна: Сравнение чугуна и литой стали также можно отличить по зернистой структуре сломанных деталей. Зернистая структура чугуна и стального литья совершенно различна, и один опытный инженер может легко отличить их друг от друга.

Присоединяйтесь к нам в Telegram

Последние сообщения

ссылка на Фитинги для концевых заглушек труб или Заглушки для труб | Заглушки для труб против заглушек | Заглушки для труб и глухие фланцы (PDF)

Фитинги для заглушек для труб или заглушки для труб | Заглушки для труб против заглушек | Заглушки для труб и глухие фланцы (PDF)

Заглушки для труб — это тип трубных фитингов, закрывающих конец трубы. В производстве трубопроводов, сантехники и трубопроводов торцевые заглушки широко используются для блокировки концов труб. Они работают аналогично…

Продолжить чтение

ссылка на Что такое соединение труб? Его материалы, детали, применение, типы и различия с трубными муфтами (PDF)

Что такое трубное соединение? Его материалы, детали, области применения, типы и различия с трубными муфтами (PDF)

Трубная муфта — это тип трубного фитинга, который создает надежное и полупостоянное соединение между двумя трубами. Трубы можно легко разъединить, не вызывая их деформации. Штуцер…

Продолжить чтение

Чугун и кованое железо: в чем разница?

Эта статья была обновлена 9 января 2023 года. Первоначально она была опубликована 1 апреля 2016 года.

Углеродная сталь

Iron Superalloys

на основе железа

на основе железной.

Зеленый способ производства железа

Разница между кованым чугуном и чугуном очевидна: чугун расплавляют, заливают в форму и дают ему остыть. Кованое железо нагревали и обрабатывали инструментами. (К вашему сведению, термин «обработанный» восходит к слову «обработанный».)

Вот еще несколько отличительных особенностей двух распространенных форм железа.

Чугун — это общий термин для сплавов железа, содержащих от 2 до 4% углерода, а также небольшие количества кремния и марганца и примесей, таких как сера и фосфор. Наиболее распространенным из этих сплавов является серый чугун.

Чугун получают плавлением железной руды или переплавкой чугуна (продукт добычи железной руды) с последующим смешиванием его с металлическим ломом и другими сплавами. Расплавленная смесь выливается в формы для охлаждения и затвердевания, что происходит в виде гетерогенного сплава, содержащего несколько материалов в разных фазах. Конкретные материалы и фазы в каждом сплаве чугуна влияют на его физические свойства.

Чугун более твердый, более хрупкий и не такой податливый, как кованое железо или сталь. Его нельзя согнуть, растянуть или придать форму. У него небольшая прочность на растяжение, поэтому он ломается до того, как сгибается или деформируется. С положительной стороны, он обладает высокой прочностью на сжатие, что делало его критически важным для строительства зданий в начале 20-го века, до того, как стала доступна сталь.

По сравнению со сталью чугун имеет более низкую температуру плавления. Он также более текучий и меньше реагирует с материалами формы, что делает его подходящим для литья. Для отливки детали требуется значительно меньше труда, чем для ковки версии детали из кованого железа. Это сделало чугун популярным материалом на протяжении 18 и 19 веков.й века. Он в значительной степени был заменен сталью в строительстве, но все еще используется во многих промышленных целях.

Кованое железо состоит в основном из железа с добавлением от 1 до 2% шлака, который является побочным продуктом плавки железной руды и представляет собой смесь оксидов кремния, серы, фосфора и алюминия. Во время производства железо снимается с огня и обрабатывается молотком, пока оно еще горячее, чтобы придать ему окончательную форму.

Кованое железо более мягкое и пластичное, чем чугун. Он также очень податлив и может нагреваться, повторно нагреваться и обрабатываться в различных формах. На самом деле, он становится сильнее, чем больше он работает.

Кованое железо обладает гораздо большей прочностью на растяжение, чем чугун, что делает его более подходящим для изготовления горизонтальных балок в строительстве. В общем, он сильно сопротивляется усталости и деформируется без сбоев, если только он не перегружен слишком сильно или не деформируется от воздействия сильного тепла.

Подобно чугуну, он широко использовался в 19 веке при строительстве зданий, но в 20 веке его заменила сталь. Сегодня кованое железо используется в основном в декоративных целях.

Коррозия поражает литые и кованые детали, если они имеют голые металлические поверхности и подвергаются воздействию кислорода в присутствии влаги.

TOP HEADLINES