Состав и применение чугуна: В доступе на страницу отказано

alexxlab | 25.06.1985 | 0 | Разное

Содержание

Применение чугуна – Южный механо-литейный завод

В каких отраслях промышленности  применятся чугун

Применение чугуна зависити от состава сплава. Чугун – это сплав железа с углеродом. Часто в состав чугуна добавляются легирующие элементы, влияющие на его физико-механические качества, в зависимости от применения конечного изделия. Чугун в первую очередь применяется в черной металлургии. Из него получают сталь, также он востребован и при ковке художественных изделий.

Применение чугуна серого

Серый чугун, который в основном применяется в машиностроении, имеет в своем составе графит. Детали, изготовленные из такого сплава, имеют сопротивление напряжению, а также поглощают колебания, появляющиеся при вибрации в механизмах. Из него изготавливают детали ответственного назначения:

  1. Втулки;
  2. Станины станков;
  3. Тяжелые основания.

Практически на всех предприятиях машиностроительной отрасли  его стали применять в качестве конструкционного материала. Самыми большими потребителями серого чугуна стали следующие отрасли промышленности:

  1. Автомобилестроение;
  2. Станкостроение;
  3. Металлургия;
  4. Санитарная отрасль.

Детали для тракторов, которые изготавливаются из серого чугуна, занимают 20% во всем количестве тракторных деталей. Такая популярность вызвана его высокой износостойкостью. Серый чугун не задирается в случае большого трения и отсутствии смазки, иными словами, обладает демпфирующей способностью. Из него изготавливают:

  1. Блоки;
  2. Крышки подшипников;
  3. Тормозные диски;
  4. Феррадо;

Например, для изготовления головок блоков различных двигателей, используют низколегированный сплав серого чугуна следующих марок: СЧ20 или СЧ25.

Перлитная структура, наличие графита и высокая твердость являются главными требованиями при производстве гильз.

Для двигателей автомобилей любого объема как бензиновых, так и дизельных используются гильзы цилиндров, изготовленные из специального легированного сплава.

Такие же требования соблюдаются при изготовлении отливок гильз, материалом которых является низколегированный сплав. При этом, химический состав этого сплава зависит от нескольких технологических характеристик: способа плавки, габаритов отливки и технологичности формы.

В автомобилях также используются чугунные распределительные валы, отличающиеся высокой износостойкостью. Этот параметр достигается благодаря поверхностной закалке, которой подвергают сплав при обработке.

Если деталь эксплуатируется на больших скоростях, имеет место сухое трение, и необходимо чтобы была повышенная износостойкость материала и высокий коэффициент трения. Именно в таких условиях определенные сплавы серого чугуна просто незаменимы.

Тормозные барабаны, работающие в таких условиях, изготавливают из СЧ20. Когда деталь испытывает высокие нагрузки, и возможно появление термических трещин, используют специальный термостойкий сплав с высоким содержанием углерода и высоким уровнем легирования.

Для особо экстремальных условий, устанавливают детали из перлитного чугуна. В его составе имеется вермикулярный графит. Вращение маховика при работе достигает 7000 об/мин. Такая скорость вызывает появление растягивающих напряжений. Вращающаяся поверхность маховика постоянно касается рабочей поверхности другой детали. Такое трение вызывает сильное выделение тепла в результате возникают термические трещины, которые отрицательно влияют на прочность детали.

Для повышения прочности, учитывая большой вес маховика и размер его сечения, его можно изготовить из таких марок чугуна, как СЧ25, СЧ30 или СЧ35.

Сплав чугуна должен обеспечивать прочность заготовки выше 250 Н/мм2. Иногда СЧ 35 имеет прочность, которой не хватает для обеспечения нормальной работы маховика. В этом случае используют чугун, в который добавляют шаровидный графит.

Изготовление коллекторов

В автомобиле на выпускные коллекторы действуют выхлопные газы, температура которых доходит до 90 градусов. Коллекторы под воздействием агрессивной среды окисляются, деформируются и трескаются.

Использование серого чугуна обеспечивает долговечность этих деталей и экономическую выгоду. В связи с тем, что толщина стенок коллектора очень мала, менее 7 мм, для их изготовления применяют СЧ15. Чтобы повысить его жаростойкость, проводят легирование чугуна хромом, или никелевыми добавками.

Для изготовления коллекторов, испытывающих большие термические нагрузки, используют ковкий чугун или чугун с добавками шаровидного графита.

Все вышеперечисленные материалы обладают высокой термостойкостью и устойчивостью к агрессивным средам, щелочам и окислам.

Станкостроение

 Из серого чугуна в станкостроении изготавливается большое количество литых деталей, работающих во всевозможных условиях, масса которых может достигать 100 тонн, при максимальной толщине стенки 200 миллиметров.

Для каждой детали подбирается специальная марка чугуна. Применение чугуна зависит от следующих параметров:

  1. Классности заготовки;
  2. Толщины стенки;
  3. Твердости;
  4. Микроструктуры.

Учитывая специфику многих станкостроительных деталей, которые работают в основном на жесткость, для их изготовления предпочитают использовать чугун, имеющий повышенную твердость, достаточно низкую пластичность.

У таких чугунов химический состав отличается высоким содержанием марганца, и низким количеством углерода. Чтобы получить высокую твердость чугуна, используют легирование и другие технологические процессы.

Заготовки из серого чугуна нашли широкое применение в металлургическом оборудовании:

  1. Листопрокатные валки;
  2. Изложницы;
  3. Шлаковые чаши.
Сантехника

Очень много чугунных изделий применяется в сантехнике. Из чугуна изготавливают:

  1. Радиаторы отопления;
  2. Трубы;
  3. Фитинги;
  4. Раковины;
  5. Кухонные мойки.

Даже сегодня остаются востребованными чугунные ванны, которых отличает высокая прочность, долговечность и надежность. Такие изделия можно эксплуатировать десятки лет. Они сохраняют свой первоначальный вид и не требуют замены.

Применение чугуна ковкого

Этот материал отличается великолепной демпфирующей способностью, он способен отлично работать при очень низких температурах. Этот вид чугуна применяют при производстве ответственных деталей тракторов и автомобилей, которые будут эксплуатироваться в тяжелых климатических условиях.

Ковкий чугун используется также электрической промышленности. Из него изготавливают клеммы, крючья изоляторов, державки проводов.

Такие изделия прекрасно справляются с силовыми нагрузками, и могут изгибаться при механическом воздействии.

В текстильном машиностроении, ковкий чугун используется при изготовлении деталей, испытывающих большие статические нагрузки, подвергающиеся трению и быстрому износу. Для таких изделий применяют антифрикционный ковкий чугун, способный создавать минимальное трение, там, где имеется максимальный контакт деталей. Это могут быть шестерни, вилки, спицы, детали для бумагопрядильных машин.

Ковкий чугун используется и в сантехнических изделиях. Из него изготавливают:

  1. Водопроводные отводы;
  2. Фланцевые переходники;
  3. Задвижки;
  4. Радиаторы отопления.

Эти изделия могут работать длительное время в контакте с водой.

Газовые системы используют ковкий чугун для изготовления выпуска фитингов, соединяющих трубы, где имеют место всевозможные разветвления.

Самые разные марки ковкого чугуна нашли широкое применение в ландшафтном дизайне, когда происходит формирование декорирующих деталей:

  1. Оригинальные изгороди;
  2. Скамейки;
  3. Ворота.

Применяется такой сплав и в мебельной промышленности, для элементов, на которые могут влиять атмосферные осадки:

  1. Террасная мебель;
  2. Беседки.

Из ковкого чугуна изготавливаются детали для бытового оборудования, такие как стиральные машины и газовые плиты. Всем известные такие предметы обихода, как сковородки и котелки, также изготавливаются из ковкого чугуна.

Очень много деталей автомобилей сделаны из ковкого чугуна. К ним относятся:

  1. Приводы;
  2. Колесные ступицы
  3. Шестерни;
  4. Картеры;
  5. Кронштейны двигателей;
  6. Катки;
  7. Тормозные колодки;
  8. Накладки;
  9. Балансиры
  10. Карданные валы;
  11. Коллекторы.

Такой сплав чугуна также используется в судостроении. При изготовлении оборудования для кораблей, КЧ применяется для производства:

  1. Иллюминаторов;
  2. Мачтовых скоб;
  3. Уключин;
  4. Брештук;
  5. Водяной арматуры.

В железнодорожной промышленности при строительстве вагонов из ковкого чугуна изготавливают:

  1. Запасные части к воздушным тормозам;
  2. Подшипники;
  3. Кронштейны
  4. Тяговые и сцепные системы;
  5. Скобы.

Уже много веков человечество использует чугун. Сегодня практически каждый человек сталкивается с этим сплавом. Он отличается высокой прочностью и имеют относительно невысокую стоимость. Но чугунные детали имеют один недостаток — хрупкость. Но, при правильной технологии получения чугуна, этот недостаток минимизируется, поэтому применение чугуна нашло широкое распространение во всех отраслях промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

Чугун — свойства, классификация, виды

Просмотров 164 Опубликовано Обновлено

Наверняка многие сталкивались в быту или же на производстве с чугунными изделиями. Этот материал обладает хорошей прочностью и превосходными литейными качествами.

Чугун это стальной, или же правильнее сказать, железоуглеродистый сплав, состоящий из железа и углерода, который имеет объем от 2,14 % до максимальных 6,67 % и может входить в состав как цементит или же графит. Чугун по определению относится к машиностроительному материалу, отличающемуся дешевизной, а также простотой в производстве и служит основой для выплавки стали. Его получение относится к сложным химическим процессам, протекающим на определенных стадиях производства.

Основные характеристики и состав

Данный сплав помимо железа с углеродом включает дополнительные примеси, влияющие на его свойства. Разнообразный состав чугуна, обеспечивает ему высокую твердость, текучесть, повышает хрупкость. В него включаются: сера, кремний, марганец, фосфор. Сплав чугуна из-за входящего углерода имеет высокие показатели по твердости, но при этом снижается ковкость, а также пластичность вещества. Для придания металлу особых характеристик добавляются некоторые присадки. В качестве легирующих компонентов применяются: никель, ванадий, а также хром, алюминий. Формула чугуна состоит из железоуглеродистой основы с дополнительными включениями. Обладает плотностью порядка 7,2 г/см3, что является довольно высоким значением для металлических соединений.

Состоит чугун из нескольких компонентов, из-за чего свойства его вариаций могут существенно отличаться. Кроме углерода и железа, состав включает до 2 % марганца, 1,2 % фосфора, 4,3 % кремния и до 0,07 % серы. Кремний отвечает за состояние жидкотекучести, значительно улучшает литейные качества, а также делает мягче. Для усиления прочности используют марганец. Добавление серы снижает тугоплавкость и понижает его жидкотекучесть. Кроме того, она оказывает вредное воздействие, проявляющееся в появлении на горячих отливках трещин (красноломкость). Наличие фосфора снижает механические свойства, однако позволяет отливать предметы сложной формы.

Структура чугуна выглядит как металлическая основа с включениями из графита. В зависимости от вида, включает перлит, пластинчатый графит, а также ледебурит. Данные элементы определяют его характеристики и присутствуют в различных количествах или же полностью отсутствуют.

Температура плавления составляет от минимальных +1160 °С до максимальных +1250 °С. Имеет высокие антикоррозионные показатели, активно противодействует как сухой (химической), так и влажной коррозии. Благодаря ему появилась на свет нержавейка – стальной сплав, имеющий высокое содержание хромовой составляющей.

Область применения

Чугун широко используется в машиностроении при отливке разнообразных деталей. Применяется для изготовления коленчатых валов, а также двигательных блоков. Кроме того, производятся высококачественные колодки, имеющие высокую устойчивость к трению.  Применяются при низких температурах, где применяется исключительно чугун благодаря своим высоким эксплуатационным свойствам. Данные качества используют при производстве различных элементов машин, где используется чугунный сплав для работы в жестком климате. Этот материал широко применяется металлургами благодаря превосходным литейным характеристикам и невысокой цене. Отлитые изделия имеют высокую износостойкость, повышенную прочность.

Многие сантехнические детали также изготавливаются из чугунной основы. Это батареи, радиаторы отопления, трубы, ванны, разнообразные раковины с мойками. Многие изделия служат и по сей день, хотя устанавливались несколько десятилетий назад. Эти предметы сохраняют первоначальный облик долгие годы и не требуют проведения реставрационных работ. Кроме того, чугунная посуда считается одной из самых удобных при готовке многих блюд.

Разновидности

Чугунный сплав по своим характеристикам подразделяется на передельный, а также литейный. Первый применяют при выплавке стали, используя кислородно-конвертерный метод. Данный вид отличается пониженным количеством марганца и кремния. Литейный чугунный материал служит для производства многочисленных деталей. Образцы изделий из этой основы можно увидеть на соответствующих фото.

К особой разновидности относятся никельхромистые сплавы (нихарды). К ним относится низкоуглеродистый, а также высокоуглеродистый чугун. Первый отличается усиленной прочностью, а второй – повышенной износостойкостью. Основными разновидностями являются белый и серый сплавы. Эти материалы отличаются содержанием углерода, а также свойствами. Кроме того, активно используются ковкие, легированные и высокопрочные виды.

Серый

Серые чугуны имеют низкую пластичность, вязкость, легко поддаются резке при обработке. Применяются при изготовлении неответственных деталей, а также элементов, работающих на износ. В сером чугуне углерод содержится в виде графита, перлита либо феррито-перлита. Его количество составляет около 2,5 %, что обеспечивает высокую прочность изделиям. Из серого сплава изготавливают корпуса различного промышленного оборудования, зубчатые шестеренки, кронштейны, втулки. Материал, содержащий высокое количество фосфора (порядка 0,3 – 1,2 %) обладает хорошей жидкотекучестью и применяется в художественном литье.

Белый

Содержит большое количество углерода (свыше 3 %), представленного в виде цементита либо карбида. Белый цвет в месте разлома данного материала дал название и соединению. Сплав этого вида имеет повышенную ломкость, а также хрупкость, что значительно сужает область использования. На его основе производят детали незамысловатой формы для выполнения статических функций без воздействия значительных нагрузок. Технические характеристики белого материала можно улучшить путем добавления легирующих компонентов. Для этого используется никель, хром, гораздо реже – алюминий либо ванадий. Марка с такими присадками называется «сормайт». Ее используют в качестве нагревательного элемента в разнообразных устройствах. Сормайт отличается стабильными характеристиками при температурных значениях не более +900 °С. Этот материал служит основой при изготовлении обычных бытовых ванн.

Ковкий

Этот вид получают из белого путем отливки с дальнейшей термообработкой. При этом применяется отжиг длительного воздействия, при котором цементит распадается, образуя графит. Этот процесс получил название графитизация с образованием в структуре углеродистых хлопьев. Графит приобретает такую форму благодаря продолжительному отжигу. Это положительно влияет на металлическую основу, которая становится более цельной, пластичной и вязкой.

Ковкий чугун прекрасно эксплуатируется при пониженных температурах и не сильно чувствителен к надрезам. Применяется при изготовлении элементов, работающих при непрерывном трении. Помимо этого, ковкий сплав служит основой для изделий весьма сложной конфигурации: угольники, тормозные колодки, тройники, автомобильные картеры для задних мостов и прочих конструкций. Улучшение свойств достигается путем добавления бора, теллура, магния.

Высокопрочный

Обладает повышенной прочностью и используется для получения изделий ответственного назначения, а в некоторых случаях заменяет даже сталь. Этот высокопрочный чугун получают добавлением в серый вид особых примесей (церий, кальций, иттрий, магний). Из него производят шестерни, поршни, коленчатые валы и прочие детали. Высокая теплопроводность позволяет отливать элементы для отопительных узлов, а также трубопроводов.

Легированный

Чугунный сплав легированного вида содержит дополнительные примеси. В состав входят в повышенном содержании титан, никель, хром, а также цирконий, ванадий, молибден, алюминий и прочие элементы. Они придают высокую прочность, твердость, износостойкость. Применяются легированные материалы при производстве деталей механизмов, взаимодействующих с газовыми, агрессивными средами, а также работающих под воздействием водных растворов.

Этот сплав относят к материалам, производимым черной металлургией. Его зачастую сравнивают со сталью при определении тех или же иных характеристик. Сделанный из чугуна предмет имеет невысокую стоимость по сравнению со стальным аналогом. Помимо этого, чугунные элементы имеют меньший вес и прочность. Эти свойства чугуна значительно расширяются за счет использования различных добавок в сплавы. Его параметры имеют следующие положительные качества:

  • экологически чистый материал, что используется при производстве бытовых предметов, в том числе и посуды;
  • устойчив к кислотно-щелочной среде;
  • гигиеничен;
  • способность длительного сохранения температуры;
  • некоторые виды имеют прочность, сопоставимую со сталью;
  • длительность эксплуатации, при которой его качественные показатели только улучшаются;
  • полная безвредность для организма.

Производство

Получение чугунного сплава относится к материалоемким и затратным процессам. На выплавку одной тонны материала потребуется порядка 900 л обычной воды и около 550 кг кокса. Температура плавления составляет порядка +1200 °С, что требует наличия специфического плавильного оборудования. Для получения массы необходима руда, где массовая доля содержащегося железа составляет свыше 70 %. Обедненные рудные породы не используются по причине экономической неэффективности.

Материал выплавляют в особых доменных печах. Там железная руда проходит полный технологический цикл, начиная с восстановления оксидов руды и заканчивая получением на выходе чугунного сплава. Литье материала требует наличия топлива: кокса, термоантрацита, а также природного газа.  По окончании восстановительного процесса железо в твердой форме помещается в особую часть печи для растворения в нем углерода. После взаимодействия получается чугунная масса, которая в жидком виде опускается вниз. Нерасплавленные примеси выталкиваются на поверхность и впоследствии удаляются. Этот шлак применяется для производства многочисленных материалов. После удаления из расплава ненужных частиц, проводят добавление присадок для получения определенных марок чугунных сплавов.

Применение чугуна разных марок в различных отраслях промышленности

Сплав железа, имеющего в своем составе углерод, называется чугуном. В некоторых случаях в состав добавляются легирующие добавки, влияющие на его потребительские качества. Чугун — это металл, который применяется в первую очередь в черной металлургии. Из него не только получают сталь, он востребован и при изготовлении кованных художественных деталей.

Серый чугун

Для машиностроения в основном применяется серый чугун, имеющий в своем составе графит. Детали, изготовленные из такого материала, не реагируют на возникающие напряжения, они поглощают колебания, появляющиеся в случае вибрации механизмов. Из него изготавливают детали ответственного назначения:

  1. Втулки;
  2. Станины станков;
  3. Тяжелые основания.

В качестве конструкционного материала его стали применять практически на всех предприятиях машиностроительной отрасли. Самыми большими потребителями серого чугуна стали следующие отрасли промышленности:

  1. Автомобилестроение;
  2. Станкостроение;
  3. Металлургия;
  4. Санитарная.

Детали тракторов, материалом которых стал серый чугун, достигают 20% от всего количества его деталей. Такое использование этого сплава связано с высокой износостойкостью. Он не задирается в случае большого трения и отсутствии смазки, иными словами, обладает демпфирующей способностью. Из него изготавливают:

  1. Блоки;
  2. Крышки подшипников;
  3. Тормозные диски;
  4. Феррадо;

Для изготовления головки блока различных двигателей, используют низколегированный сплав следующих марок:

  1. СЧ20;
  2. СЧ25.

Главными требованием, предъявляемыми к СЧ, при производстве гильз, стали:

  1. Перлитная структура;
  2. Графит;
  3. Высокая твердость.

Для моторов автомобилей любой конструкции используются гильзы цилиндров, изготовленные из специального легированного сплава. В большинстве случаев используется его фосфористая фракция.

Дизельные двигатели при работе создают большую нагрузку на блок цилиндров, поэтому для них используют легированные чугуны. Головки цилиндров изготавливают из высокоуглеродистых легированных марок,

Такие же требования соблюдаются при изготовлении отливок гильз, материалом которых является низколегированный сплав. Химический состав этого материала зависит от нескольких технологических характеристик:

  1. Способа плавки;
  2. Габаритов отливки;
  3. Технологичности формы.

На автомобилях устанавливают чугунные распределительные валы, отличающиеся высокой износостойкостью. Этот параметр достигается благодаря поверхностной закалке, которой подвергают металл.

Когда деталь эксплуатируется на больших скоростях, когда имеет место сухое трение, необходимо чтобы была повышенная износостойкость материала и высокий коэффициент трения. Именно в таких условиях данный сплав просто незаменим.

Тормозные барабаны, работающие в таких условиях, изготавливают из СЧ20. Когда деталь испытывает высокие нагрузки, и возможно появление термических трещин, используют специальный термостойкий сплав с высоким содержанием углерода и высоким уровнем легирования.

Для особо тяжелых условий , устанавливают детали, материалом которых является перлитный чугун. В его составе находится вермикулярный графит.

Вращение маховика при работе достигает 7000 об/мин. Такая скорость вызывает появление растягивающих напряжений. Вращающаяся поверхность маховика постоянно касается рабочей поверхности другой детали. Такое трение вызывает сильное выделение тепла в результате возникают термические трещины, которые отрицательно влияют на прочность детали.

Чтобы повысить прочность, учитывая большой вес маховика и размер его сечения, он изготавливается из различных марок:
  1. СЧ25;
  2. СЧ30;
  3. СЧ35.

Он должен обеспечивать прочность заготовки выше 250 Н/мм2. Иногда СЧ 35 имеет прочность, которой не хватает для обеспечения нормальной работы маховика. В этом случае используют чугун, куда добавляют шаровидный графит.

Легковые автомобили могут похвастаться чугунными крышками, закрывающими коренные подшипники. Эта конструкция встречается в большинстве случае на машинах с карбюраторным двигателем. Чтобы обеспечить перлитную структуру, а также высокую твердость, превышающую 200 НВ, для изготовления крышек подшипников, применяют СЧ25.

Изготовление коллекторов

В автомобиле на выпускные коллекторы действуют выхлопные газы, температура которых доходит до 90 градусов. Коллекторы под воздействием агрессивной среды окисляются, деформируются и трескаются.

Использование серого чугуна обеспечивает долговечность таким деталям и высокую экономичность. В связи с тем, что толщина стенок коллектора очень мала, менее 7 мм, для их изготовления применяют СЧ15. Чтобы повысить его жаростойкость, проводят легирование чугуна хромом, или никелевыми добавками.

Для изготовления коллекторов, испытывающих большие термические нагрузки, используют:

  1. Ковкий чугун;
  2. С добавками шаровидного графита;

Все вышеперечисленные материалы обладают высокой термостойкостью и устойчивостью к агрессивным средам, щелочам и окислам.

Станкостроение

Из серого чугуна в станкостроении изготавливается большое количество литых деталей, работающих во всевозможных условиях, масса которых может достигать 100 тонн, при максимальной толщине стенки 200 миллиметров.

Классификация таких литых деталей в станкостроении, в зависимости от конструкций, от создавшихся условий эксплуатации соответствует действующему стандарту.

Для каждой детали подбирается специальная марка чугуна. Она зависит от следующих параметров:

  1. Классности заготовки;
  2. Толщины стенки;
  3. Твердости;
  4. Микроструктуры.

Учитывая специфику многих станкостроительных деталей, которые работают в основном на жесткость, для их изготовления предпочитают использовать чугун, имеющий повышенную твердость, достаточно низкую пластичность.

У таких чугунов химический состав отличается высоким содержанием марганца, и низким количеством углерода. Чтобы получить высокую твердость чугуна, используют легирование и другие технологические процессы.

Заготовки из СЧ нашли широкое применение в металлургическом оборудовании:

  1. Листопрокатные валки;
  2. Изложницы;
  3. Шлаковые чаши.

Сантехника

Очень много чугунных изделий применяется в сантехнике. Из чугуна изготавливают:

  1. Радиаторы отопления;
  2. Трубы;
  3. Фитинги;
  4. Раковины;
  5. Кухонные мойки.

И сегодня остаются востребованными чугунные ванны, которых отличает высокая прочность, долговечность и надежность. Такие изделия можно эксплуатировать десятки лет. Они сохраняют свой первоначальный вид и не требуют замены.

Из чугуна мастера изготавливают художественные шедевры. К примеру, набережные Санкт-Петербурга, украшены чугунными литыми деталями. Гуляя по улицам города можно встретить ажурные ворота, оригинальные чугунные ограждения. В скверах можно увидеть чугунные памятники.

Применение ковкого чугуна

Этот материал отличается великолепной демпфирующей способностью, он способен отлично работать при очень низких температурах. Этот вид чугуна применяют при производстве ответственных деталей тракторов, а также автомобилей, которым придется выполнять свою работу в тяжелых климатических условиях.

Нашли свое применение детали из ковкого чугуна и в электрической промышленности. Из него изготавливают:

  1. Клеммы;
  2. Крючья изоляторов;
  3. Державки проводов.

Такие изделия прекрасно справляются с силовыми нагрузками, они могут изгибаться при механическом воздействии.

В текстильном машиностроении, ковкий чугун используется при изготовлении:

  1. Шестерен;
  2. Вилок
  3. Спиц;
  4. Деталей, для бумагопрядильных машин.

Иначе говоря, для деталей, испытывающих большие статические нагрузки, подвергающиеся трению и быстрому износу. Для таких изделий применяют антифрикционный ковкий чугун, способный создавать минимальное трение, там, где имеется максимальный контакт деталей.

Ковкий чугун используется и в сантехнических изделиях. Из него изготавливают:

  1. Водопроводные отводы;
  2. Фланцевые переходники;
  3. Задвижки;
  4. Радиаторы отопления.

Эти изделия могут работать длительное время в водной среде.

Газовые системы используют ковкий чугун для изготовления выпуска фитингов, соединяющих трубы, где имеют место всевозможные разветвления.

Самые разные марки ковкого чугуна нашли широкое применение в ландшафтном дизайне, когда происходит формирование декорирующих деталей:

  1. Оригинальные изгороди;
  2. Скамейки;
  3. Ворота;

Применяется такой сплав и в мебельной промышленности, для элементов, на которые могут влиять атмосферные осадки:

  1. Террасная мебель;
  2. Беседки.

Из него изготавливаются детали для бытового оборудования:

  1. Ванн;
  2. Стиральных машин;
  3. Газовых плит;
  4. Сковородок;
  5. Котелков.

Очень много деталей автомобилей сделаны из ковкого чугуна. К ним относятся:

  1. Приводы;
  2. Колесные ступицы
  3. Шестерни;
  4. Картеры;
  5. Кронштейны двигателей;
  6. Катки;
  7. Тормозные колодки;
  8. Накладки;
  9. Балансиры
  10. Карданные валы;
  11. Коллекторы.

Не обходится и судостроение без ковкого чугуна. При изготовлении оборудования для кораблей, КЧ применяется для производства:

  1. Иллюминаторов;
  2. Мачтовых скоб;
  3. Уключин;
  4. Брештук;
  5. Водяной арматуры.

Не забыт ковкий чугун и в железнодорожной промышленности. При строительстве вагонов из него изготавливают:

  1. Запасные части к воздушным тормозам;
  2. Подшипники;
  3. Кронштейны
  4. Тяговые и сцепные системы;
  5. Скобы.

Уже много веков человечество использует чугун, сегодня практически каждый человек имеет дело с таким сплавом. Он отличается высокой прочностью и имеют относительно невысокую стоимость. Единственным недостатком чугунных деталей является их хрупкость. Но, при правильной технологии получения чугуна, этот недостаток минимизируется, поэтому чугунные детали так широко применяются в вышеописанных отраслях промышленности.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Чугун и сферы его применения

Чугун — это сплав железа с фосфором, кремнием и углеродом, который давно нашел применение в различных областях человеческой деятельности.

Популярность чугуна обусловлена его механической твердостью, высокой сопротивляемостью износу, простотой обработки и дешевизной производства. Основным способом получения чугунных изделий является литье с последующим фрезерованием для достижения точной формы и отличного качества поверхности. Обычно с помощью фрезерования обрабатываются такие детали, как отверстия, плоскости и места для крепления шпинделя.

К недостаткам готовых чугунных изделий можно отнести их хрупкость даже при небольших дефектах литья, допущенных в процессе изготовления.

В автомобильной промышленности используют чугун с вермикулярным графитом, из которого изготавливают коленчатые валы дизельных двигателей и блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Графит значительно повышает прочность сплава, поэтому такой чугун востребован не только в машиностроении, но и в производстве труб для водоотведения и водоснабжения, а также труб для нефтегазовой промышленности. Для таких изделий характерны высокие эксплуатационные качества.

Всем известно сантехническое оборудование из чугуна — ванны, раковины, кухонные мойки, фитинги и трубы. Эти изделия надежны, неприхотливы в уходе и способны длительное время сохранять первоначальный внешний вид. Отопительные радиаторы из чугуна пользуются устойчивым спросом благодаря своей долговечности, хорошим теплоаккумулирующим свойствам и высокой теплоотдаче. Через час после отключения чугунные радиаторы продолжают излучать тепло на треть своей первоначальной мощности, в то время как радиаторы из стали остывают в два раза быстрее.

Способностью долго сохранять тепло обладает и чугунная посуда, поэтому она незаменима для приготовления «долгоиграющих блюд», требующих долгого томления. Казаны из чугуна идеально подходят для приготовления рагу, плова и каш, поскольку пища в них готовится по принципу русской печки. Благодаря этому продукты сохраняют свои полезные питательные свойства, а в готовой пище не образуются канцерогены.

В арсенале повара самого престижного ресторана обязательно будет посуда из чугуна: горшки, казаны, сковородки. Да и на кухне любой хозяйки можно найти подобные изделия, ведь даже самая дорогая нержавеющая посуда не обладает уникальными характеристиками чугунного сплава. Ученые доказали, что в процессе приготовления чугун обогащает пищу соединениями железа, полезными для здоровья человека.

Чугун — пористый металл, который обладает способностью впитывать жиры в процессе приготовления. Благодаря этому антипригарные свойства посуды со временем только улучшаются, что облегчает процесс жарки и тушения.

Чугунные сплавы широко используются в сфере художественного архитектурного литья, в производстве ажурных ограждений и решеток, винтовых лестниц и балконов, беседок, каминов и светильников, столбов, фонарей и скульптур.

Чугун состав – Справочник химика 21

    Современная доменная печь объемом 2700 м в сутки выплавляет 4500 т чугуна. Рассчитать суточный расход и состав компонентов шихты, если на 1 т чугуна железной руды расходуется 2120 кг, кокса 850 и флюса 450 кг. [c.222]

    Отливки из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ГОСТ 7293—70) лолучают обработкой расплавленного чугуна магнием или другими специальными присадками. Химический состав чугуна в отливках не является браковочным признаком, за исключением случаев, оговоренных в ТУ. Марки и механические свойства высокопрочного чугуна приведены в табл. 4.7. [c.211]


    Марка чугуна Состав п % масс. Предел прочности в М /а1 Стрела прогиба в мм Твердость НВ в Мн/л  [c.243]

    При производстве чугуна состав газовой фазы в доменной печи таков, что восстановление оксидов железа теоретически возможно при любой температуре (см. заштрихованную область на рис. 5.8). [c.138]

    ЧУГУН — СОСТАВ, СВОЙСТВА И ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА 1. Химический состав и механические свойства чугунов [c.190]

    Д о м е п и ы й, или колошниковый, га з получается в большом количестве как побочный продукт в процессе доменной плавки чугуна. Выход доменного газа составляет в среднем 3,9 на 1 кг выплавленного чугуна. Состав и свойства доменного газа зависят от ряда факторов, и в первую очередь от рода топлива, применяемого при выплавке чугуна. Средний состав доменного газа, выдаваемого печью, работающей на коксе, характеризуется следующими данными СО = 25—31% Н2,= 2—3% СН4 = 0,3—0,5% N2 = = 57-58% С0г=9—14%. [c.110]

    Сопротивление удару с понижением температуры от нормальной (10—25° С) до —80° С уменьшается сравнительно мало. Для чугунов, состав которых приведен в табл. 110, это понижение колеблется в пределах от 12 до 18% [36]. [c.289]

    Марка чугуна Состав в % масс. Предел прочности в Ми/ Стрела прогиба в мм Твердость НВ в Л1Я/Л  [c.243]

    Никелевые чугуны обладают коррозионной стойкостью в рас плавах солей и в концентрированных растворах едких щелочей С увеличением содержания никеля стойкость чугунов увеличи вается, но содержание кремния при этом должно быть снижено Такие чугуны пригодны для расплавленных щелочей, В Совет ском Союзе для изготовления аппаратуры, устойчивой против действия водпых растворов щелочей, выпускаются на базе природнолегированных халилонских руд две марки щелочестойких чугунов СЧЩ-1 и СЧЩ-2, состав и свойства которых приведены в табл, 22, [c.244]

    Название чугуна Состав в о/ц вес. Е( С 0) О.Я с 5 я Л X ю св [c.214]

    Металлические карбиды входят в состав чугунов и сталей, придавая им твердость, износоустойчивость и другие ценные качества. На основе карбидов вольфрама, титана и тантала производят сверхтвердые и тугоплавкие сплавы, применяемые для скоростной обработки металлов. Такие сплавы изготовляют методами порошковой металлургии (спрессовыванием составных частей при нагревании) в качестве цементирующего материала чаще всего используют кобальт и никель. Сплав, состоящий из 20% Hf и 80% ТаС, является самым тугоплавким известным веществом (т. пл. 4000°С). [c.453]


    В стали и чугуне содержится углерод, который, соединяясь с водородом, образует углеводороды. В результате этого изменяется химический состав и структура металла, ухудшаются его механические свойства, он теряет свою прочность. [c.31]

    При переработке чугунов с повышенным содержанием кремния во избежание подъема температуры плавки сверх оптималь-ной, в состав шихты вводят охладители в виде железной руды, боксита и агломерата. [c.85]

    Корпус редуктора чугунный. В состав внутреннего механизма редуктора входят горизонтальный ведущий, горизонтальный полый и вертикальный валы, которые вращаются в подшипниках ведущий и полый — в шариковых и роликовых, вертикальный — в одном шариковом и в двух роликовых [c.82]

    Электроды Т-500. В состав обмазки входят (по массе) феррохром—90% карбид бора —5% графит серебристый — 5% жидкое стекло —28—30% к общей массе сухих компонентов. Применяются для наплавки чугунных и стальных деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания без ударной нагрузки (шнеки, лопасти мешалок и т. д.). [c.89]

    Определить массу бурого железняка, необходимую для выплавки передельного чугуна массой 5000 т с массовой долей Fe 0,92. По аналитическим данным в состав бурого железняка входит 0,80 массовой доли лимонита 2Ре20з-ЗН20. [c.222]

    Нефтепродукты из товарных резервуаров по самостоятельным трубопроводам забираются на прием насосов и подаются для налива в железнодорожные цистерны. Коммуникации и насосы выбираются из такого расчета, чтобы железнодорожный состав, поданный под налив, можно было заполнить за 1,25 ч. Обычно для налива используются высокопроизводительные центробежные насосы в стальном или чугунном исполнении. В северных районах СССР насосы в чугунном исполнении должны располагаться в закрытых отапливаемых зданиях. [c.41]

    Какая масса руды (РегОз), кокса и флюса (СаСОз) потребуется для выплавки литейного чугуна массой 1500 т с массовой долей Ре 0,941 Состав шимассовых долях) руды 0,625, кокса 0,25 и флюса 0,125. Используется руда с массовой доле11 0,58. [c.223]

    Особую опасность представляет высокая агрессивность аммиака, воздействующего на медь, серебро, цинк и другие металлы и сплавы. Чугун и сталь наиболее пригодны в качестве материалов для изготовления оборудования и трубопроводов, предназначенных для аммиака. Однако безводный аммиак оказывает сильное коррозионное воздействие на стальные трубопроводы в присутствии двуокиси углерода и воздуха. Для предотвращения коррозионного растрескивания углеродистой стали сжиженный аммиак, транспортируемый по трубопроводам, должен содержать не менее 0,2% (масс.) воды. При меньщем содержании воды в аммиаке в присутствии воздуха возможно коррозионное растрескивание. Для транспортирования сжиженного аммиака применяют трубы, химический состав которых соответствует определенным требованиям. Трубы для аммиакопровода должны изготовляться по специальным техническим условиям, в которых помимо химического состава должны быть оговорены требования к механическим свойствам металла и сварке, допускам толщин стенок, диаметров труб и т. д. [c.35]

    Поршневые кольца для поршней ступеней сверхвысокого давления (рис. VII,104, б и VII.109, б, вариант V ) выполняются из чугуна с содержанием 2,8—3,1 % С 1,9—2,5% 51 0,7—1,0% Мп 0,3—0,45% Р 0,3% N1 0,75—1,15% Сг 0,8—1,0% Мо 5 не более 0,08%, В структуре чугуна — равномерно распределенный игольчатый карбид в перлитной основе. Количество связанного углерода 0,8—1,0%, Механические свойства предел прочности при растяжении = 340 А1н/м модуль упругости = = 0,14-10 Мн м твердость НВ 269—302. Состав бронзы в поясках этих колец 80% Си 12% РЬ 8% 5п. Ее твердость НВ 70. [c.409]

    Стадия подготовки исходных реагентов. Подготовка ортофосфорной кислоты заключается в ее упаривании в чугунных ваннах до пирофосфорной плотностью 1980-2020 кг/м . Физико-химические процессы, протекающие при упаривании кислоты, подробно рассмотрены в работе [34], ее примерный состав приведен на с. 32. [c.48]

    В литературе имеется несколько работ по действию воды или водных растворов солей на свободные карбиды и на карбиды, растворенные в металлах, в первую очередь в железе. Чистые карбиды большей частью с водой образуют ацетилен или метан. Имеется, однако, указание, что карбиды урана будто бы нри действии воды выделяют более сложные углеводороды, состав которых не был исследован. Были также получены какие-то углеводородные жидкие вещества и при действии воды или кислот на чугун, содержащий до 2—3% углерода, частично в виде карбидов. В этих опытах, описанных, к сожалению, без достаточных подробностей, остается неясным, не были ли эти жидкие углеводороды тем смазочным маслом, которое применялось при строгании или [c.186]

    Целью компонентного анализа является возможно более точное определение качественного и количественного состава исследуемого объекта или материала (например, рудных отвалов чугуна при выпуске из доменной печи содержимого нефтяных танкеров и т. д.). Естественно, невозможно обработать или исследовать весь исследуемый объект. Для анализа нужно отобрать пробу, которая бы достаточно полно воспроизводила или представляла состав анализируемого материала. Также очень важно, чтобы по возможности вся информация, содержащаяся в материале или в исследуемом объекте, была представлена в пробе. Чем больше объем пробы, тем лучше выполняется это требование идеальным случаем является идентичность объемов пробы и исследуемого объекта. Однако на практике в целях экономии затрат материала и времени отбирают возможно меньшие объемы проб. Поэтому особое внимание следует уделять тщательности обработки пробы и точному соответствию способа отбора пробы имеющимся методикам. Это особенно важно при отборе проб негомогенных материалов. [c.432]


    Закончим рассмотрение превращений, совершающихся в чугунах, при их охлаждении низке 1147 °С. При этой температуре растворимость углерода в 7-железе максимальна. Поэтому к моменту окончания первичной кристаллизации содержащийся в чугуне аустенит наиболее богат углеродом (2,14%). При охлаждении ниже этой температуры растворимость углерода в аустените падает (кривая Е5 на рис. 32..2) и углерод выделяется из него, превращаясь обычно в цементит. По достижении температуры 727 °С весь остающийся аустенит, в том числе входящий в состав эвтектики, превращается в перлит. Из сказанного следует, что области 7 отвечает смесь эвтектики с кристаллами аустенита и цементита, образовавшегося при распаде аустенита, области 8 — смесь эвтектики с кристаллами цементита. Поскольку при температурах ниже 727 °С аустенит эвтектики превращается в перлит, то областям 12 и 13, подобно области И, отвечает смесь перлита и цементита. Однако сплавы, принадлежащие к той и другой области, несколько различаются по структуре. Это различие обусловлено тем, что цементит сплавов области 13 образуется при первичной кристаллизации, в области 12 [c.621]

    Для изготовления аппаратуры, подвергающейся действию коррозионноактивных газов, применяют жаростойкие сплавы. Для придания жаростойкости стали и чугуну в их состав вводят хром, кремний, алюминий применяются также сплавы на основе никеля или кобальта. Защита от газовой коррозии осуществляется, кроме того, насыщением в горячем состоянии поверхности изделия некоторыми металлами, обладающими защитным действием. К таким металлам принадлежат алюминий и хром. Защитное действие этих металлов обусловлено образованием на их поверхиосги [c.554]

    Все отчеты Ловица об анализах весьма обстоятельны, содержат подробные описания образцов, операций с ними и дают процентное содержание металлов и других компонентов. Иногда поступавшие для анализов образцы под соответствующими названиями оказывались после испытания совсем не содержаищми ожидаемых компонентов. Так, при анализе мокрым путем присланного образца чугуна . Ловиц обнаружил, что образец является отнюдь не чугуном, а скорее— колокольная композиция . Его анализ дал 76% меди, 14% олова, 6,5% цинка и 3,5% свинца. Установив этот неожиданный для чугуна состав, Ловиц, естественно, заинтересовался рудой, из которой был выплавлен сплав и потребовал немедленной присылки самой руды. В другом случае под именем молибдены Ловицу был прислан для анализа образец графита. [c.486]

    Электроды Т-600. Состав обмазки (по массе) феррохром — 75% феррс. итан —15% графит серебристый —5% карбид — 5% жидкое стекло —28—30% к общей массе сухих компонентов. Рекомендуются для наплавки стальных и чугунных деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания и умеренных ударных нагрузок. [c.89]

    Повреждения пластмассового покрытия различных рукояток устраняются зачисткой, нанесением смеси фаолитовой замазки с графитом, служащим для придания черного цвета, сушки и шлифовки. Для заделки поврежденных участков аппаратуры применяются эпоксидные смолы. Эпоксидные смолы при отверждении образуют хрупкие покрытия. Для снижения их хрупкости и уменьшения внутренних напряжений в состав клея вводятся пластификаторы (полиэфиры, дибутилфталат, тиоколы, трикрезилфталат и др.) в количестве 5—30 частей (по массе). Промышленностью выпускаются эпоксидные компаунды, в составе которых уже имеется пластификатор. Для повыгаения прочности, адгезии и улучшения других свойств в эпоксидный клей вводятся наполнители — порошкообразные и волокнистые материалы, алюминиевая пудра, кварцевая мука или песок, асбест, стекловолокно, графит, стальные и чугунные опилки, тальк. Наполнители снижают усадку и сближают коэффициенты расширения эпоксидной смолы и металла. [c.179]

    Применение. Элементный фосфор используется для получения Р2О5, Н3РО4, в органических синтезах, в спичечном производстве (небольшое количество красного фосфора наносится на боковую поверхность спичечной коробки). Фосфор входит в состав ряда металлических сплавов (фосфористые чугуны, бронзы и др.), [c.423]

    Основными способами защиты от газовой коррозии являются легирование металлов, создание защитных покрытий и замена агрессивной газовой среды. Для изготовления аппаратуры, подвергающейся действию коррозионно-активных газов, применяют жаростойкие сплавы. Для придания жаростойкости стали и чугуну в их состав вводят хром, кремний, алюминий применяются также сплавы на основе никеля или кобальта. Защита от газовой коррозии осуществляется, кроме того, насыщением в горячем состоянии поверхности изделия некоторыми металлами, обладающими защитным действием. К таким металлам принадлежат алюминий и хром. Защитное действие этих металлов обусловлено образованием на их поверхности весьма тонкой, но прочной оксидной пленки, препятствующей взаимодействию металла с окружающей средой. В случае алюминия этот метод носит название алитирования, в случае хрома — термохромирования. Для защиты используют и неметаллические покрытия, изготовленные из керамических и керамико-металлических (керметы) материалов. [c.687]

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

    Свойства чугуна зависят от формы входящего в его состав графита, а также от структуры металлической основы. Обычно серый чугун хрупок при растяжепии или изгибе, так как содержит графит в виде пластинок. После сг.ециального отжига получают ковкий чугун, в котором графит имеет хлопьевидную форму. При введении добавок магния графит в чугуне приобретает сферическую форму (глобулярный графит)—это высокопрочный чугун. [c.310]

    Твердая фаза в области, лежащей между линиями ЕСР и Р8К с содержанием углерода более 2,14%, соответствующая белым чугунам, имеет различный состав. Доэвтектические чугзшы (2,14—4,3% углерода) состоят из аустенита и ледебурита, эвтектические (4,3%) из ледебурита и заэвтектические (4,3— 6,67% ) из цементита и ледебурита. При этом, в отличие от сталей, температура плавления чугунов (линия ЕОР) постоянна и не зависит от содержания в них углерода. [c.42]

    Восстановление примесей. В состав металлизированных материалов шихты (агломерат, окатыши) входят помимо оксидов железа оксиды различных элементов.. По возрастанию срол-ства к кислороду и л ермодинамической прочности их оксидов, они располагаются в ряд Си, Аз, N1, Р, 2п, Мп, V, Сг, 81, Т1, А1, М , Са. Степень восстановления этих элементов в доменной печи соответствует их положению в этом ряду. Медь, мышьяк, фосфор подобно железу почти полностью восстанавливаются и переходят в чугун ЦИНК, хотя и восстанавливается, но возгоняется ванадий и хром восстанавливаются на 70—90%. Алюминий, кальций и магний при доменной плавке не восстанавливаются. [c.65]

    Новейшим направлением в производстве стали является прямое восстаковление железной руды водородом, природным или генераторным газом, минуя доменные процессы. При этом получают губчатое железо, состав которого в отличие от доменного чугуна очень близок к стали. Мартеновский способ в настоящее время также устарел. Гораздо более прогреесивными являются конверторный и электроплавильный. Происходит бурное развитие технологии непрерывной разливки стали благодаря ее исключительно высокой эффективности. Основными направлениями экономического и социального развития до 2000 г. предусмотрено увеличить вып.чавку конверторной стали и электростали в 1,3 —1,4 раза, разливку стали непрерывным способом ке менее чем в 2 раза и выпуск металлических порошков более чем в 3 раза. [c.182]

    ГЕМАТИТ — широко распространенный минерал железа, одна из главнейших железных руд, химический состав FejOa, содержит около 70% железа. Г. имеет различную окраску от черного до красного, различную структуру и форму кристаллов, поэтому известно несколько разновидностей железный блеск, железная слюда, крас]1ый железняк, красная стеклянная голова, мартнт и др. Из Г. выплавляют чугун, кроме того, Г. применяется как минеральный пигмент (железный сурик), в прои шодстве клеенки, линолеума, красных карандашей и др. [c.68]

    Установка ДФС-51 предназначена для решения наиболее массовой задачи эмиссионного спектрального анализа в металлургической промышленности — экспрессного и маркировочного анализа простых и среднелегированных сталей, а также чугунов на содержание углерода, серы, фосфора и других элементов. В состав установки входят вакуумный полихроматор с решеткой 2400 штрих/мм (обратная линейная дисперсия 0,416 нм/мм, спектральный диапазон 175—340 нм, 24 выходных канала), источник возбз ждения спектра ИВС-6, ЭРУ-18, УВК Спектр 2-2 с печатающим устройством и стенд для очистки и осушки аргона. [c.71]

    КАРБИДЫ — соединения металлов или неметаллов с углеродом. К.— тугоплавкие твердые вещества, нерастворимые ни в одном из известных растворителей. Наиболее распространенный метод получения К- заключается в нагревании до температуры около 2000 С смеси соответствующего металла или его оксида с углем в атмосфере инертного или восстановительного газа. Преобладающее большинство К. (карбид бора В4С, кремния Si , титана Ti , вольфрама W , циркония Zr и др.) очень твердые, жаропрочные, химически инертные. К. применяют в производстве чугунов и сталей, различных сплавов современной техники, используют в качестве абразивных материалов, восстановителей, рас-кислителей, катализаторов и др. К. вольфрама и титана входят в состав твердых и жаропрочных сплавов, из которых изготовляют режущий и буровой инструменты из К. кремния (карборунд) изготовляют шлифовальные круги и другие абразивы К. железа Feg (цементит) входит в состав чугунов и сталей К. кальция применяется в производстве ацетилена, цианамида кальция и др. К. используют как материалы для электрических контактов, разрядников и многого др. (см. Кальция карбид. Карборунд). [c.119]

    Г. Лендель, Д. Гофман, Г. Брайт. Анализ черных металлов, Госхимтехнздат, 1934, (612 стр,). Авторы описывают арбитражные и экспрессные методы определения элементов, входящих в состав чугунов и сталей, методы определения кислорода, водорода и азота и включений окислов, методы анализа ферросплавов, а также руд, известгяков, шлаков, угля и других материалов, мета, 1лургнческого производства. [c.491]

    В промышленности М. получают электролизом водных растворов MnS04 или восстановлением его оксидов кремнием в электрических печах. М. входит в состав всех чугунов и сталей. Ферромарганец — сплав железа с М. (70—80%) — применяют для раскисления и легирования сталей. М. входит в состав специальных сплавов (манганин, марганцевые бронзы н др.). М. применяется в качестве антикоррозионного покрытия металлов. [c.154]

    Окись углерода СО играет важную роль в процессах выплавки чугуна и стали, входит в состав генераторного и водяного газа и используется как исходное сырье для получения многих органических веществ — синтетического топлива, метилового спирта СН3ОН, фосгена СООа и др.  [c.103]


что полезно знать о качествах данного материала?

Чугун является сплавом из железа с углеродом. Углерод входит в состав сплава в пределах 2,14—6,67%. Чугун является недорогим машиностроительным материалом, что обладает отличными литейными характеристиками. Свойства чугуна позволяют ему служить сырьевым продуктом для выплавки стали, а также реализации других полезных задач.

Ближе к сути: описание материала, виды и области применения

Чугун вырабатывается посредством добываемой железной руды, посредством флюсов и топлива. Получение чугунов представляет собой достаточно сложный технологический процесс. Хим. процедура получения металлов состоит из нескольких стадий: восстановления железа, преобразования железа в чугун, а также шлакообразования. Свойства чугуна более наглядно и в деталях показывает курс химии.

Структура чугуна распределяет рассматриваемый материал на белый и черный чугун. Стоит отметить, что углерод, который содержит белый чугун, связан в химическое соединение карбид железа Fe3C – цементит. Относительно серых чугунов, — значительная часть углерода находится в структурно-свободном состоянии, представляя собой графит.

Говоря относительно серых чугунов, стоит упомянуть, что они поддаются мех. обработке, а вот как белый чугун используется в качестве сырья для производства различных изделий довольно редко. Связано это с тем, что белый чугун обладает высокой твердостью, вследствие чего режущий инструментарий его обрабатывать не имеет фактической способности.

Белый чугун используется по большей части в качестве полупродукта для выработки ковких металлов. Полезно знать, что белый и серый чугун получают, опираясь на состав, а также скорость охлаждения чугунов. Отметим, что свойства чугуна позволяют ему использоваться как конструкционный материал в металлургической, машиностроительной отрасли, других видах промышленности. Связано подобное распространение рассматриваемого материала по причине многочисленных преимуществ, которыми облает чугун.

Положительные свойства чугуна наряду с незначительной стоимостью и отличными литейными характеристиками – это основные выгодные стороны большого списка преимуществ этого материала. Изделия, изготовленные из чугунов, обладают достаточной степенью прочности, износостойкости во время работы на трение, к тому же характеризуются менее значительной чувствительностью к концентраторам напряжений.

к меню ↑

О характеристиках

Свойства чугуна классифицируются по многим параметрам, о которых следует знать. Ниже следует рассмотреть полезные характеристики и параметры, которые имеет белый чугун.

Типы параметров:
  • Физические свойства;
  • Тепловой свойства;
  • Механические свойства;
  • Гидродинамические свойства;
  • Технологические свойства;
  • Химические свойства.

Внимания в первую очередь заслуживают основные свойства, которые имеет белый и серый материал. Поэтому целесообразной считается информация, дающие исчерпывающие ответы на вопросы относительно того, какими качествами обладает данный материал, чем полезен, из чего состоит?

Общие характеристики

Свойства материала определяют благодаря структуре металлической массы, составляющей основу материала, формой, количеством, расположением включений графита. Говоря о равновесном состоянии материала, структуру железоуглеродистых сплавов определяют посредством диаграммы.

Во время изменений состава меняются некоторые параметры:
  • Количество скопление углерода в эвтектике;
  • Эвтектическая температура;
  • Количество скопления углерода в эвтектоиде;
  • Эвтектоидная температура.

Положение критических точек определяется нагревом, то есть при охлаждении точки расположены ниже. Точно применяются для нелегированного чугуна преимущественного большинства марок материала упрощенные формулы.

Формулы:
  • C = 4.3 — 0.3 (Si + P) — вхождение углерода в эвтектике;
  • C = 0.8 — 0.15Si – вхождение углерода в эвтектоиде.

Ниже интересно разобраться с тем, какие основные свойства материала есть, их характерными параметрами и другой полезной информацией. Белый вариант металла обладает достаточной хрупкостью, твердостью, по причине чего недостаточно качественно поддается отливке. Вдобавок ко всему такой вид тяжело обрабатывается различными видами инструментов. Если говорить о машиностроительной отрасли, то для нее оптимальным образом подходит серый тип сырья.

Опираясь на химическую составляющую рассматриваемого промышленного сырья, металл может подразделяться на легированный, ферросплавный, специальный, ковкий, а также высокопрочный. Ковкий материал производится путем термообработки из белого сырья. Получил свое имя благодаря повышенной степени пластичности, вязкости. Стоит также отметить, что ковкий металл имеет высокую прочность при растяжении, к тому же готов похвастать высокой степенью сопротивления.

Высокопрочный материал производится за счет введения специализированных добавок в серый вариант металла. Применяется для производства ответственных изделий, тем самым отлично справляясь с ролью альтернативы стали. Маркировка рассматриваемого сырья производится буквами и числами.

к меню ↑

Физические и механические параметры

Удельный вес материала может меняться достаточно существенно в зависимости от числа связанного углерода, присутствия пористости. Полезно знать, что удельная масса жидких металлов при температуре плавления приравнивается 70,0±0,1 грамма на сантиметр квадратный. Данный показатель снижается по мере увеличения состава примесей. Обратимый коэффициент линейного расширения и структура чугунов – зависимые друг от друга понятия.

к меню ↑

Тепловые параметры

Тепловая емкость данного материала заданной структуры может быть определена, опираясь на правило смещения. Теплоемкость материала при достижении температурного предела, превышающего фазовые превращения, до температуры плавления, может приниматься как 0,18 кал/Го С (превышающих температурную отметку плавления металла -0,23+/—0,03 кал/Го С.

Объемная теплоемкость, что равняется произведению удельной теплоемкости на удельную массу, может приниматься для укрупненных расчетов. Теплопроводность не определяется по правилу смешения. Теплопроводность структурных составляющих материала, по мере возрастания уровня дисперсности, уменьшается. Стоит обратить внимание, что типичная величина теплопроводности чугунов зависит от влияния некоторых параметров.

к меню ↑

Механические параметры

Предел прочности материала во время растяжения может эффективно оцениваться по структуре материала соответственно определенным данным. Так, прочность структурных составляющих увеличивается постепенно, по мере возрастания уровня дисперсности. Величина, форма, количество, а также распределение графитных включений оказывают существенное влияние на предел прочности, при этом влияние это имеет большие пределы, нежели структура основной металлической массы.

Самое заметное уменьшение предела прочности наблюдается во время расположения графитных включений в качестве цепочки, что прерывает сплошность металлической массы. Наиболее значимая прочность получается в случае со сфероидальной формой графита. Данный показатель достигается за счет отсутствия тепловой обработки.

к меню ↑

Технологическая составляющая

Жидкотекучие свойства тесно сопряжены со свойствами материал, а также формой. Таким образом, рассматриваемый параметр определяется различными способами, однако, наиболее часто жидкотекучесть определяется длиной L заполненной пробы, и увеличивается по мере уменьшения вязкости, увеличении степени перегревания, уменьшении интервала затвердевания. Зависит жидкотекучесть от скрытой теплоты плавления, теплоемкости.

к меню ↑

Химические параметры

Свойства сопротивления материала под названием чугун зависимы от внешней среды и структуры чугунов. По убывающему электродному потенциалу составляющие структуры материала могут располагаться в последовательности следующего образца: графит – цементит, фосфидная эвтектика – феррит. Стоит отметить, что разность потенциалов, наблюдаемая между ферритом, а также графитом, колеблется около 0,56 в. Сопротивление коррозии снижается по уровню увеличения дисперсности структурных составляющих.

Свойства рассматриваемого материала позволяют ему использоваться во многих отраслях современной промышленности, по причине чего объясняется его популярность и широкое распространение.

Похожие статьи

Влияние химического состава чугуна на его механические свойства

В.А. Изосимов, Р.Г. Усманов, М.Н. Канафин
(ООО “НПП “Технология”, г. Челябинск)

Значительным достижением в развитии машиностроения является разработка способа получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. В этом материале хорошо сочетаются высокие физико-механические и технологические свойства. В результате многочисленных исследований и большого производственного опыта установлено, что высокопрочный чугун (ВЧ) во многих случаях может успешно применяться взамен серого и ковкого чугуна, углеродистой и легированной стали.
Замена обычного серого чугуна высокопрочным позволяет значительно снизить вес отливок за счет уменьшения толщины их сечений, при сохранении и даже повышении эксплуатационной надежности.
Наиболее целесообразным в технико-экономическом соотношении является применение высокопрочного чугуна взамен стали для тонкостенных литых деталей сложной конфигурации. Этот чугун по сравнению со сталью обладает в 1,5-2,0 раза большей жидкотекучестью, не склонен к образованию горячих трещин и обеспечивает получение плотного металла в малых сечениях без применения “напусков”. Вместе с тем стоимость литья из высокопрочного чугуна на 25-30% ниже стоимости стального литья.
Применение высокопрочного чугуна во многих случаях позволяет значительно снизить вес деталей и повысить коэффициент использования металла. Однако следует отметить что, несмотря на указанные преимущества высокопрочного чугуна по сравнению с другими литейными сплавами, область его применения и масштабы производства в России до последнего времени весьма ограничены. Это объясняется тем, что при организации массового производства отливок из этого чугуна встречаются значительные затруднения.
Наиболее трудной задачей является получение отливок из чугуна марок ВЧ40 и ВЧ60 по ГОСТ 7293-85. Вместе с тем применение чугуна этих марок позволяет в наибольшей степени использовать его высокие физико-механические свойства.
Основное затруднение заключается в том, что полученный металл не всегда соответствует требованию по механическим свойствам, особенно по характеристикам пластичности и вязкости.
В отливках часто образуются дефекты в виде “черных пятен”, значительно снижающих прочность деталей. Характерными для отливок из ВЧ являются также усадочные дефекты и мелкие поверхностные газовые раковины.
Значительную трудность представляет получение перлитной структуры для марки ВЧ60, в которой феррита должно быть не более 20%.
В целях преодоления указанных затруднений авторами в сотрудничестве с работниками ряда заводов выполнялись работы, по результатам которых разработан и внедрен технологический процесс изготовления отливок из ВЧ, предусмотренных ГОСТ 7293-85. Активное участие в этих работах принимали специалисты кафедры “Литейное производство” ЮУрГУ.

Химический состав, выплавка и разливка чугуна.

Многочисленные наблюдения показали, что при производстве ВЧ встречается несколько характерных типов микроструктуры графита. Условно они названы: шаровидный, вермикулярный и смешанный.
В результате исследований установлено, что чугун со смешанной формой графита получается при содержании магния менее 0,035% и содержании углерода в жидком чугуне менее 3,0-3,2% перед вводом магния.
Для получения чугуна с полностью шаровидным графитом необходимо обеспечить содержание магния в пределах 0,04-0,1%, а также достаточное содержание углерода, причем шаровидный графит получается тем более устойчиво, чем выше содержание углерода в металле перед вводом магния.
Указанная закономерность не всегда согласуется с литературными данными /1,2/, в которых указывается, что для обеспечения получения шаровидного графита в чугуне с увеличением в нем содержания углерода, нужно увеличивать дозировку магния.
Для устойчивого получения шаровидного графита необходимо также, чтобы содержание серы в металле до ввода магния было не более 0,02%. /3, 4/
Форма графита в ВЧ оказывает решающее влияние на его пластичность и вязкость и мало сказывается на характеристиках прочности, что видно на рис. 1,2, где показаны результаты испытания механических свойств этого чугуна множеством плавок.

Рис. 1. Влияние формы графита на механические свойства высокопрочного чугуна
Рис. 2. Влияние формы графита на механические свойства высокопрочного чугуна

Влияние микроструктуры металлической основы на механические свойства ВЧ общеизвестно. Однако возникла необходимость в уточнении количества допустимого перлита в ферритном чугуне, учитывая, что в результате отжига некоторое его количество во многих случаях сохраняется. В связи с этим производилось изучение микроструктуры и механических свойств чугуна в лабораторных и производственных условиях. Форма графита в этих чугунах была полностью шаровидной. Химический состав колебался в сравнительно небольших пределах.
Полученные результаты (рис.3) показывают, что в ферритном чугуне марки ВЧ40 допустимо 10-15% перлита, а в марке ВЧ60 феррита может быть не более 10%.



Рис. 3. Влияние количества перлита в металлической основе на механические
свойства высокопрочного чугуна

В перлитном и ферритном ВЧ совершенно недопустим цементит, т.к. даже весьма незначительное его количество понижает ударную вязкость до значения менее 1кгм/см2.
Исследования влияния химического состава ВЧ на его механические свойства проводились на чугуне, выплавленном в лабораторных условиях в индукционной печи, а также в различных производственных агрегатах (вагранки, дуговые электропечи) на ряде заводов Урала. Во всех случаях использовали данные только тех плавок, чугун которых имел полностью шаровидный графит и ферритную металлическую основу в литом состоянии или после отжига (не более 10% перлита). Обобщенные результаты представлены на рис. 4,5,6,7.

Рис. 4. Влияние углерода на механические свойства высокопрочного чугуна.

Рис. 5. Влияние кремния на механические свойства высокопрочного чугуна.

Рис. 6. Влияние марганца на механические свойства высокопрочного чугуна.


Рис. 7. Влияние фосфора на механические свойства высокопрочного чугуна.

Как видно из данных рис.4 изменение содержания углерода от 2,4 до 3,9% не оказывает заметного влияния на все характеристики механических свойств ВЧ. Оно может выражаться лишь в том, что с понижением содержания углерода возрастает количество перлита, сохраняющегося после отжига. При этом вероятно также наличие структурного свободного цементита и графита нешаровидной формы.
С повышением содержания кремния от 2 до 3% механические свойства ВЧ также практически не изменяются (рис.5). Однако при дальнейшем повышении содержания кремния наступает заметное понижение относительного удлинения и повышение предела прочности при растяжении. Показатели ударной вязкости при этом резко падают в связи с наличием структурно свободных силицидов магния, происходит охрупчивание феррита, в особенности для чугуна ВЧ40.
Влияние марганца аналогично влиянию кремния. Резкое падение ударной вязкости и значительное снижение относительного удлинения наступает при содержании марганца более 0,6% (рис.6).
Влияние фосфора на понижение пластичности и вязкости ВЧ заметно проявляется при содержании его выше 0,08% (рис.7).
Получение чугунов марок ВЧ40, ВЧ45, ВЧ50, ВЧ60 вполне осуществимо в вагранках при правильном подборе модификаторов.
Многие сомневались в возможности получения ВЧ40 из вагранки на холодном дутье, обеспечивающей нагрев чугуна лишь до 1360-кС. Подтверждением стали сравнительные опыты получения ВЧ в индукционных и дуговых электропечах, а также в вагранке производительностью 3т/ч. Во всех плавках использовались одни и те же шихтовые материалы, поэтому полученный металл был практически одинакового химического состава. Отличие состояло лишь в том, что чугун в индукционной и дуговой электропечах нагревался до 1450-1500-кС, а в вагранке до 1360-кС. В связи с этим температура ваграночного чугуна при заливке в формы была 1280-1300-кС, а электропечного чугуна — 1340-1380-кС. Результаты механических испытаний полученного ВЧ (после отжига), приведенные в таблице 1, показывают, что чугун выплавленный в индукционной и дуговой электропечи имеет более высокие показатели относительного удлинения и ударной вязкости, что связано с повышенной температурой заливки и низким содержанием серы. Остальные характеристики механических свойств вполне удовлетворяют требованиям ГОСТа и для ваграночного чугуна.
При выплавке чугуна марок ВЧ40, ФЧ45, ВЧ50, ВЧ60 использовались обычные передельные чугуны ПЛ1 и ПЛ2, с пониженным содержанием фосфора и марганца.

Таблица 1

вфЖ п/п

Плавильный агрегат

Механические свойства

σв , МПа

-д, %

KCU , кДж/м2

HB , ГПа

1

Индукционная печь

470

18

990

170

2

Индукционная печь

510

16

980

170

3

Индукционная печь

55

22,2

124

18

Среднее

51

18,7

1070

175,7

4

Дуговая печь

535

18,1

1150

174

5

Дуговая печь

523

24,8

1050

174

6

Дуговая печь

544

18,4

860

174

7

Дуговая печь

531

19

950

174

Среднее

533,3

20,7

1002,5

174

8

Вагранка

553

6,9

450

187

9

Вагранка

540

15,4

550

170

10

Вагранка

540

18,5

430

175

11

Вагранка

507

13,8

710

192

12

Вагранка

487

20,6

670

160

Среднее

525,4

15

562

174

Опытами установлено, что при производстве отливок из ВЧ40 содержание хрома в шихте не должно быть более 0,1%; для всех других марок — содержание остаточного хрома допустимо до 0,2%.
Весь кремний, вводимый с кремнистыми модификаторами, практически полностью переходит в чугун, что следует учитывать при расчете шихты.
Для обеспечения повышенного содержания углерода в чугуне до его модифицирования, стальной лом в шихте следует применять не более 15-20%. Чугунный лом может использоваться в любом количестве, но при условии обеспечения требуемого химического состава чугуна.
При разливке металла в формы должны быть приняты меры предупреждающие образование “черных пятен”, являющихся наиболее распространенным видом дефектов в отливках из ВЧ. В результате введения магниевой лигатуры значительная часть углерода (от 0,2 до 0,8%) переходит в шлак. Установлено, что “черные пятна” являются преимущественно скоплениями сульфидов магния и графита. На серных отпечатках они представляются в виде резко затемненных пятен — следов разложившихся при изготовлении шлифа сульфидов магния (рис.8 и 9).

При химическом анализе в местах “черных пятен” обнаруживается повышенное содержание углерода и серы (таблица 2).


Таблица 2

вфЖ п/п

“черное пятно”

чистый металл

содержание, %

C

S

C

S

1

3 ,78

0,16

2,83

0,009

2

3,68

0,188

2,48

0,01

3

4,88

0,041

3,0

0,01

В качестве мер борьбы с дефектами отливок в виде “черных пятен” можно рекомендовать различные способы: повышение температуры заливки, обработка жидкого металла флюсами (карбонат натрия, “рефлой” и т.д.).Все эти способы уменьшают, но не устраняют полностью возможность образования “черных пятен” в отливках. Кроме того, каждый из них имеет отрицательные стороны, которые могут привести к неудовлетворительным результатам в отношении формы графита и механических свойств чугуна.
Для борьбы с “черными пятнами” можно использовать заливку ковшами с сифонной подачей металла в формы. Опыт показал, что для разливки металла больше одной тонны с успехом можно применять обычные стопорные ковши.
Снятием серных отпечатков с темплетов, залитых с применением сифонных или стопорных ковшей, было установлено полное отсутствие “черных пятен”.
Весьма важным фактором, определяющим качество отливок из ВЧ, является установление оптимальной температуры заливки.
Были проведены опыты по изготовлению отливок различной толщины стенок, залитых при температурах 1250, 1280 и 1370-кС. Температура заливки оказывает значительное влияние на показатели относительного удлинения. Характеристики прочности при этом не изменяются. Данные рис.10 показывают, что влияние температуры заливки с уменьшением толщины стенки отливки возрастает. Оптимальной температурой заливки ВЧ следует считать 1320-1340-кС. Применение более высокой температуры заливки нецелесообразно, потому что это приводит к понижению усвоения магния, вследствие чего механические свойства чугуна получаются менее стабильными.


Список литературы:

1. Шапранов И.А. О кристаллизации и механических свойствах высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. В сб. Новое в теории и практике литейного производства. — М-Л., Машгиз, 1956. — С. 312-319.
2. Гиршович Н.Г. Кристаллизация и свойства чугуна в отливках. — Л., Машиностроение, 1966.
3. Кривошеев А.Е., Маринченко Б.В., Фетисов Н.М. Механические свойства чугуна с шаровидным графитом в отливках // Литейное производство. 1972, вфЖ5. — С. 34-35.
4. Захарченко Э.В., Левченко Ю.Н., Горенко В.Г., Вареник П.А. Отливки из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом. — Киев, Наукова думка, 1986.

чугун | металлургия | Британника

чугун , сплав железа, содержащий от 2 до 4 процентов углерода, а также различные количества кремния и марганца и следы примесей, таких как сера и фосфор. Его получают путем восстановления железной руды в доменной печи. Жидкий чугун разливают или разливают и закаляют в сырые слитки, называемые чушками, а затем чуши переплавляют вместе с ломом и легирующими элементами в вагранках и перерабатывают в формы для производства различных продуктов.

Китайцы производили чугун еще в VI веке до нашей эры, а в Европе к XIV веку производили его спорадически. Он был завезен в Англию около 1500 г .; первый металлургический завод в Америке был основан на реке Джеймс, штат Вирджиния, в 1619 году. В 18-19 веках чугун был более дешевым конструкционным материалом, чем кованое железо, поскольку не требовал интенсивной очистки и работы с молотками, но был более дорогостоящим. хрупкие и с низкой прочностью на разрыв. Тем не менее, его несущая способность сделала его первым важным конструкционным металлом, и он использовался в некоторых из самых первых небоскребов.В 20 веке сталь заменила чугун в строительстве, но чугун по-прежнему находит множество промышленных применений.

Подробнее по этой теме

Военная техника: Чугунная пушка

В 1543 году английский пастор, работая по королевскому заказу Генриха VIII, усовершенствовал метод литья, достаточно безопасный с точки зрения эксплуатации …

Большая часть чугуна – это так называемый серый чугун или белый чугун, цвета показаны трещинами.Серый чугун содержит больше кремния, менее твердый и поддается механической обработке, чем белый чугун. Оба они хрупкие, но ковкий чугун, полученный с помощью длительной термообработки, был разработан во Франции в 18 веке, а чугун, который является пластичным после литья, был изобретен в Соединенных Штатах и ​​Великобритании в 1948 году. основное семейство металлов, которые широко используются для изготовления шестерен, штампов, коленчатых валов автомобилей и многих других деталей машин.

Эта статья была последней отредактирована и обновлена ​​Эми Тикканен.

5 типов чугуна и их использование [с составом и свойствами]

Чугун

Что такое чугун?

Типы чугуна и их использование [с составом и свойствами]: – Чугун – это тот материал, который, как установлено, состоит из железа с более чем 2% углерода, при этом чугун является универсальным металл, который используется в очень широком диапазоне потребительских, а также в коммерческих целях.

Было обнаружено, что чугун издревле использовался для изготовления оружия, а также некоторых сельскохозяйственных продуктов.Было обнаружено, что он становится все более популярным типом металла, который широко используется в промышленности. В основном весь чугун имеет содержание углерода более 2%. Есть несколько других типов чугуна, каждый из которых обладает уникальными свойствами.

Типы чугуна

1. Серый чугун: (Типы чугуна)

Известно, что наиболее распространенным типом чугуна является серый чугун с микроструктурой графита, состоящей из различных мелких трещин.Он назван так, потому что наличие этих небольших трещин вызывает появление серого цвета. Серый чугун получают таким образом, чтобы можно было найти трещины, которые открываются, чтобы обнажить серый графит под поверхностью. Напротив, серый чугун не так прочен, как сталь, и не способен выдерживать такую ​​же интенсивность ударов, как сталь.

Серый чугун обладает различной прочностью на сжатие, чем сталь. Что в результате делает его популярным для металлических изделий, требующих прочности на сжатие.

Серый чугун можно охарактеризовать такими свойствами, как графитовая микроструктура, которая вызывает трещины в материале и приобретает серый цвет. Они упоминаются как использованный чугун, в котором наиболее широко используемый литой материал зависит от его веса. Серый чугун, как известно, имеет очень низкий предел прочности на разрыв и ударопрочность по сравнению со сталью, при этом его прочность на сжатие оказывается сравнительно с низко- и среднеуглеродистой сталью.Существуют различные физические и химические свойства, которые отвечают за контроль размера и формы графита, который отслаивается в микроструктуре, которую можно соответствующим образом охарактеризовать.

2. Белый чугун: (Типы чугуна)

Белый чугун не так распространен по сравнению с серым чугуном, поскольку белый чугун считается еще одним заслуживающим упоминания типом чугуна. Обнаружено, что он получил свое название из-за своего не совсем белого цвета, который, в свою очередь, является результатом соединений железа, известных как цементит.Как и серый чугун, белый чугун также имеет различные мелкие трещины.

Известное различие состоит в том, что белый чугун имеет цементит под поверхностью, тогда как серый чугун имеет графит под его поверхностью. Графит отвечает за создание внешнего вида серого цвета, а цементит отвечает за создание внешнего вида белого цвета. Белый чугун, как известно, твердый, что обеспечивает отличную стойкость к истиранию.

Белый чугун

Белый чугун имеет белые поверхности изломов, которые обнаруживаются из-за наличия осадка карбида железа, который обычно называют цементитом. По мере снижения содержания кремния скорость охлаждения увеличивается, и, таким образом, обнаруживается, что углерод в белом чугуне выделяется из расплава в виде цементита метастабильной фазы, Fe3C, по сравнению с графитом. Когда карбид железа выпадает в осадок, обнаруживается, что он удаляет углерод из исходного расплава, который перемещает смесь в сторону более близкого к эвтектике расплава, где оставшаяся фаза оказывается аустенитом железо-углерод с более низким содержанием углерода.

Было обнаружено, что эвтектические карбиды слишком велики для того, чтобы обеспечить преимущество, которое в основном называется дисперсионным твердением, поскольку препятствует перемещению дислокаций за счет ферритной матрицы из чистого железа. Для быстрого увеличения объемной твердости любого чугуна существует необходимость в силу его собственной высокой твердости, так как их значительная объемная доля, такая как объемная твердость, может быть приблизительно определена правилом смесей.

Проблемы, которые предлагает белый чугун

Белый чугун – это тот чугун, твердость которого достигается за счет прочности.Материал, карбид, составляет большую часть материала, тогда как белый чугун ответственен за то, что его можно разумно классифицировать как металлокерамику. Белое железо является слишком хрупким и поэтому не подходит для использования во многих конструктивных элементах, в которых твердость и стойкость к истиранию оказываются относительно низкими, поскольку требовалось его использование в различных областях применения наряду с изнашиваемыми поверхностями шламовых насосов. Гильзы оболочки и подъемные стержни в шаровых мельницах представляют собой мельницы автогенного помола, шары и т. д.

Было обнаружено, что охлаждение толстых отливок затруднено, поскольку они не охлаждаются достаточно быстро и полностью затвердевают в виде белого чугуна. Процесс быстрого охлаждения в основном используется для отверждения оболочки из белого чугуна, после чего обнаруживается, что остаток медленно охлаждается, чтобы сформировать сердцевину из серого чугуна. Полученная отливка называется охлажденной отливкой, которая, как установлено, имеет преимущества твердой поверхности в сочетании с несколько более жесткой внутренней частью.

Проблемы, которые предлагает белый чугун

Высокохромистые сплавы белого чугуна позволяют отливать массивные отливки в песчаные формы, поскольку хром отвечает за снижение скорости охлаждения, необходимой для производства карбидов. Хром, как известно, также отвечает за производство карбидов с впечатляющей стойкостью к истиранию. Известно, что это те, которые входят в состав высокохромистых сплавов, которые приписывают свою превосходную твердость присутствию карбидов хрома.

Основной формой таких карбидов являются эвтектические или первичные карбиды, где количество железа или хрома может варьироваться в зависимости от состава сплава. Эвтектические карбиды отвечают за создание пучков, которые включают полые шестиугольные стержни, которые могут расти перпендикулярно шестиугольной базовой плоскости. Установлено, что твердость карбидов такого типа колеблется в пределах 1500-1800HV

.

3. Ковкий чугун: (Типы чугуна)

Ковкий чугун также называют чугуном с шаровидным графитом, который считается ковким чугуном и представляет собой тип мягкого ковкого сплава чугуна с высоким содержанием углерода.Обнаружено, что он обычно производится в следовых количествах других соединений, которые могут включать как магний, так и церий. Это одно из следовых соединений, которые замедляют скорость роста графита, что сохраняет металл как мягким, так и пластичным. В начале 1940-х годов был изобретен ковкий чугун.

Чугун с шаровидным графитом также известен как высокопрочный чугун, который отвечает за то, что его графит находится в форме очень крошечных узелков, которые сопровождаются графитом в виде концентрических слоев, образующих узелки.Обнаружено, что процент присутствующего углерода составляет 3-4%, а процент кремния составляет 1,8-2,8%. Количество химического вещества варьируется от 0,02 до 0,1% магния, и только 0,02-0,04% церия, которые обнаруживаются, добавляются к таким типам сплавов, которые могут замедлить рост графита, который осаждается при приклеивании к краям графитовых плоскостей. Обнаружено, что по своим свойствам он очень похож на ковкий чугун, в то время как детали можно отливать с большим сечением.

4.Ковкий чугун: (типы чугуна)

Ковкий чугун считается работоспособным. Это те, которые обычно создаются с помощью процессов термообработки белого чугуна. Белый чугун обычно нагревают и обрабатывают около двух дней, после чего охлаждают. После обработки ковкий чугун оказывается изогнутым или подвергающимся манипуляциям для достижения любой уникальной формы или размера.

Ковкий чугун – это чугун, который начинается с отливки из белого чугуна и, таким образом, подвергается термообработке в течение дня или двух при температуре 950 ° C, а затем охлаждается в течение дня или двух.В результате обнаружено, что углерод в карбиде железа превращается либо в графит, либо в феррит с углеродом. Медленный процесс отвечает за создание поверхностного натяжения, позволяющего сформировать из графита сфероидальные частицы вместо хлопьев. Из-за воздействия более низкого соотношения сторон оказывается, что сфероиды относительно короче и, следовательно, находятся далеко друг от друга, имея меньшее поперечное сечение, которое может распространять трещину или фонон.

Ковкий чугун

Этот тип чугуна – это чугун с тупыми границами, которые препятствуют отслаиванию всего того, что снижает концентрацию проблем напряжения, которые встречаются в сером чугуне.Чаще всего такие свойства ковкого чугуна соответствуют свойствам мягкой стали. Существует ограничивающий фактор, который показывает, какую большую деталь можно отлить для ковкого чугуна из белого чугуна.

В основном весь ковкий чугун плавится, чтобы увеличить количество добавляемого кремния. Для белого чугуна необходимо добавлять бор, чтобы способствовать производству ковкого чугуна, который отвечает за уменьшение эффекта огрубления висмута.

5.Сплав Чугун : (Типы чугуна)

Известно, что свойства чугуна изменяются, что обычно достигается добавлением различных легирующих элементов, которые также считаются легирующими. Кремний считается одним из наиболее важных легирующих добавок, поскольку он вытесняет углерод из раствора. Очень низкий процент кремния отвечает за образование углерода, который остается в виде раствора карбида железа, и за производство белого чугуна.Установлено, что очень высокий процент кремния является причиной вытеснения углерода из раствора, который, как обнаружено, образует графит, а также при производстве серого чугуна.

Различные другие легирующие агенты, такие как марганец, хром, молибден, титан и ванадий, противодействуют кремнию, который отвечает за удерживающую способность углерода, образующего эти карбиды. Никель и медь – это те материалы, которые отвечают за повышение прочности, а также обрабатываемость, в то время как они не изменяют количество образующегося графита.Обнаружено, что углерод присутствует в форме графита, что может привести к более мягкому чугуну, что также может уменьшить усадку и, таким образом, снизить прочность, а также уменьшить плотность.

Легирующие элементы

Сера является широко известным загрязнителем, который присутствует в форме сульфида железа, который предотвращает образование графита, а также увеличивает твердость. Проблема с серой заключается в том, что она вызывает вязкость расплавленного чугуна, что и вызывает дефекты.Было обнаружено, что для противодействия влиянию серы марганец добавляется в виде двух форм в сульфид марганца, а не в сульфид железа.

Никель известен как один из наиболее распространенных легирующих элементов, который улучшает структуру перлита, а также графита, который отвечает за улучшение ударной вязкости и выравнивает разницу в твердости между толщиной сечения. Установлено, что присутствие хрома отвечает за добавление небольших количеств, чтобы уменьшить количество свободного графита, вызывающего охлаждение, и, поскольку он известен как мощный стабилизатор карбида, никель в основном добавляется в соединении.Необходимо добавить очень небольшое количество олова вместо 0,5% хрома.

Типы и состав чугуна

Термин чугун используется для описания целого семейства металлов. с широким спектром свойств. Как и сталь, он также является универсальным термин, обозначающий семейство металлов. Обе стали, а также литые Чугун в основном состоит из железа с углеродом (C) в качестве основного легирующего элемента.

Хотя стали составляют менее 2% и обычно менее 1% углерод; все чугуны содержат более 2% углерода.Два процента – это максимальное содержание углерода, при котором железо может стать твердым однофазный сплав со всем углеродом в растворе в аустените. Таким образом, можно сказать, что чугуны затвердевают как неоднородные. сплавов и всегда содержат более одного компонента в своих микропроцессорных структура.


Помимо углерода, чугуны также содержат кремний (Si), как правило от 1–3%, а значит, можно сказать, что они действительно сплавы железо-углерод-кремний.Высокое содержание углерода и кремния в чугуны делают их отличными литейными сплавами. Таяние температура чугунов значительно ниже, чем у стали. Расплавленное железо более жидкое, чем расплавленная сталь, и менее реагирует с формовочными материалами. В процессе затвердевания В чугуне образуется графит низкой плотности. Эта низкая плотность графит уменьшает изменение объема металла от жидкого до твердое состояние и позволяет изготавливать более сложные отливки возможный.Однако на самом деле чугуны не имеют адекватная пластичность для ковки или прокатки.

Чугуны бывают разных типов, но они не могут быть определяется химическим составом из-за сходства между типами. В приведенной ниже таблице показаны отличительные диапазоны составов для наиболее часто определяемых элементов в 5 основных типов чугуна.

Диапазон составов для типичных нелегированных чугунов

Для коммерческих целей диапазон составов может быть к шестому типу – высоколегированные чугуны.У них есть широкий диапазон базового состава, а также другие элементы в значительных количествах.

Наличие некоторых второстепенных элементов также критично для успешное производство различных видов чугуна. Например, зародышеобразователи, известные как модификаторы, используются в производстве серого чугуна для контроля типа и размера графита. Пока висмут и теллур используются в небольших количествах для производства пластичных железо; наличие нескольких сотых процента магния (Mg) способствует образованию сфероидального графита в высокопрочном чугуне.

Кроме того, состав утюга должен быть адаптирован к подходят к конкретным отливкам. Определенный состав металла не может быть используется для изготовления отливок малых и больших размеров одной марки железа. По этой причине большая часть отливок из чугуна покупается. на основании механических свойств, а не состава. An важное исключение составляют отливки, требующие особого свойства, такие как – коррозионная стойкость или повышенная температура сила.

Различные типы чугунов можно классифицировать на основе их микроструктура. Классификация зависит от формы и форма, в которой основной компонент углерода находится в железе. Эта система позволяет использовать пять основных типов – серый чугун, высокопрочный чугун, ковкий чугун, чугун с компактным графитом (CGI) и белый чугун. Все эти различные типы утюгов могут быть термически обработаны или умеренно легированы без изменения его основной классификации.Высоколегированный чугуны, которые обычно содержат более 3% добавленного сплава, могут быть отдельно классифицируется как серый или ковкий чугун или белый, однако высоколегированные чугуны коммерчески классифицируются как особая группа.

ГЛАВНАЯ | БЛОГ Кастинга | СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ

Чугун – обзор

1.5.2 Зерновые и картофель

Зерновые культуры использовались для хлеба, каш и некоторых других комбинаций зерен и жидкостей, которые больше не распространены в этом районе.Нехватка зерна, особенно в северных регионах, вынуждала людей искать заменители: кору деревьев, измельченные кости животных, мох и горох, но окончательное решение пришло с картофелем, который с 19 века привел к большим изменениям в повседневной жизни. рацион питания.

Исторически сложилось так, что хлебные традиции различаются между севером и югом. На севере выращивали овес и ячмень, в которых отсутствует клейковина, необходимая для приготовления квасного хлеба. Традиционно существует два вида пресного хлеба: мягкие блинчики и лефсес, которые нельзя хранить долгое время, и более прочные сухие, хрустящие лепешки.

Лепешки – продукт культуры хранения. Муку, перемалываемую на водяных мельницах весной и осенью при высоком уровне рек, было трудно сохранить, поэтому одним из решений было испечь из муки лепешки, которые можно было хранить годами.

Другой вид лепешек из хрустящей корочки, выпекаемой в центральной Швеции, – это knäckebröd , приготовленный из ржаной муки и разрыхлителя. Этот хлеб был немного толще северных шведских tunnbröd (тонкий хлеб) и норвежских лепешек.

На юге и среди более богатых семей на севере, имевших доступ к ржаной муке и каменной или кирпичной печи, пекли темный квасный хлеб, похожий на немецкий ржаной хлеб. Его часто пекли профессиональные пекари или люди отправляли тесто в пекарни, потому что у них самих не было печи. На юге ветряные мельницы позволяли перемалывать муку круглый год. Ржаной хлеб обычно хранится около месяца, когда нужно было испечь новый хлеб. Белый пшеничный хлеб использовался в основном очень зажиточными людьми, но получил более широкое распространение на сезонных и религиозных праздниках.

Ситуация начала меняться в последней половине 19 века, когда на рынке появилась чугунная печь. Газовые плиты, а также электрические плиты с 1920-х годов сделали выпечку хлеба в домашних условиях еще проще. В Норвегии были внедрены новые виды квасного хлеба, сначала из тонко просеянной ржи, а затем из непросеянной муки. Основным хлебом в Швеции в 20 веке был хлеб из ржи и пшеницы. Во время Первой мировой войны, когда власти поняли, что людям нужно больше энергии, они рекомендовали добавлять в тесто сахар, потому что свекольный сахар выращивали в Швеции и его не нужно было импортировать.Однако сегодня широко распространены различные формы хлеба из непросеянной муки. То же самое и в Дании, где раньше двумя наиболее распространенными разновидностями были темный ржаной хлеб и белый пшеничный хлеб.

Сахар

Употребление хлеба и сиропа было обычным способом получить энергию в бедных скандинавских странах до Второй мировой войны. В 1957 году шведские органы здравоохранения выпустили новую рекомендацию: ешьте сладкое только по субботам (Tellström, 2015, стр. 220). Родился термин «субботние лакомства», и вскоре после этого у нас появилась норвежская суббота под названием «lørdagsgodt», описанная в следующем примере (рис.3).

Рисунок 1.3. О субботних лакомствах. Цитата с сайта «http://norwegianhome.blogspot.com» с разрешения автора.

Хлеб ели вместе с продуктами животного происхождения, обычно называемыми sul, suvl, sufl, sovel различных слов, чтобы выразить концепцию, которая сегодня может быть переведена как «пища, богатая белком», например масло, сыр, гусиный жир. Также его ели с небольшими кусочками мяса или колбасы. Приготовление ломтиков квасного хлеба постепенно превратилось в так называемые открытые бутерброды ( smørrebrød ) с множеством различных намазок, печеночной пастой, салями, консервированными сардинами и скумбрией, вяленым мясом, ломтиками ветчины и жареного, мармеладом и джемы.Высокие открытые бутерброды с кучей спредов стали фирменным блюдом отелей и более дорогих кафе и ресторанов. Они были популярным обедом в Дании и, в определенной степени, также в Норвегии, тогда как в Швеции соответствующим блюдом был шведский стол (Lerche, 2006).

Как упоминалось в описании молочных продуктов, особые традиции заключались в том, чтобы хлеб ломался на мелкие кусочки и ел с разными видами жидкости, например, солл / сулл (с молоком) и øllebrød / ölsuppa (с элем).Другой разновидностью был мёлье / брита с жирным бульоном. Из муки также делали несколько блюд в виде смеси с животным жиром, печенью трески, икры рыбы, тюленьим жиром и китовым жиром. Эти смеси либо ели в виде каши, либо добавляли в рыбные головы, либо делали шарики или клецки и варили.

Белый хлеб и лепешки выпекались из пшеничной муки. Раньше их жарили на камнях в камине, между двумя железными листами (как вафли) или в горячем сале или масле. Среди избранных было много тортов и печенья, которые готовились в больших печах; это распространилось на остальную часть населения, когда чугунные печи стали обычным явлением в большинстве домашних хозяйств.Старая традиция подачи печенья с вином и мармеладом превратилась в подачу кофе (или чая) с печеньем / печеньем, булочками с корицей или другой сладкой выпечкой большого разнообразия.

Линней называл хлеб основным продуктом питания (основой alimentorum), но он также осознавал большое значение другого использования муки: каши или ее более жидкой формы, кашицы. В сообщении из Сконе в южной части Швеции Линней писал: «Крестьяне едят, прежде всего, кашу, утром и вечером.Он заметил, что каша варилась утром и разогревалась или жарилась вечером (фон Линне, 1751, 28 июня, записка Шёрупа). Кашу часто ели с молоком (холодным, если каша была теплой, но с теплым молоком на холодной каше), пивом или водой, подслащенной медом или патокой. К каше также можно подавать так же, как к хлебу с кусочком сельди или куском вяленого или соленого мяса.

Как уже упоминалось в разделе о молоке, особенно наваристые каши готовили к церковным праздникам (напр.g., Рождество), для обрядов перехода (например, свадьбы и похороны) и сезонных праздников (например, после сбора урожая). С 17 века популярную среди богатых на Рождество кашу готовили из рисовой муки. Но в связи с более низкими ценами на рис примерно в 1900 году это ранее эксклюзивное блюдо стало распространенным среди остального населения. Элита отреагировала на это созданием более сложных сортов, включающих дорогие ингредиенты, такие как сливки ( рискрем, ) в Норвегии, ваниль и миндаль ( рисаламанд, ) в Дании и апельсин ( рисаламанд, ) в Швеции.

Картофель все чаще использовался в качестве заменителя зерновых блюд, начиная с 19 века. Со времен средневековья шарики из муки изготавливались на основе картофеля. Особый норвежский lefse пекли с картофелем или смесью муки и картофеля в некоторых регионах. Во многих вареных блюдах картофель использовался вместо других корнеплодов, но наиболее важным изменением, вероятно, было то, что картофель занял место хлеба в качестве дополнения к горячим блюдам с мясом или рыбой.Когда чугунные печи стали обычным явлением и позволили готовить разные блюда одновременно, появилось новое основное блюдо дня, состоящее из мяса или рыбы, соуса, зелени и почти всегда картофеля.

Чугун

Чугун

Чугуны обычно содержат 2-4 мас.% Углерода с высокой концентрацией кремния и большей концентрацией примесей, чем стали. Углеродный эквивалент (CE) чугуна помогает различить серый чугун, который остывает до микроструктуры, содержащей графит, и белый чугун, где углерод присутствует в основном в виде цементита.Углеродный эквивалент определяется как:

Высокая скорость охлаждения и низкий углеродный эквивалент благоприятствуют образованию белого чугуна, тогда как низкая скорость охлаждения или высокий углеродный эквивалент способствует образованию серого чугуна.

Во время затвердевания большая часть углерода выпадает в виде графита или цементита. Когда затвердевание только что завершено, осажденная фаза погружается в матрицу аустенита, которая имеет равновесную концентрацию углерода около 2 мас.%.При дальнейшем охлаждении концентрация углерода в аустените уменьшается по мере того, как из твердого раствора выделяется больше цементита или графита. В случае обычного чугуна аустенит затем разлагается на перлит при температуре эвтектоида. Однако в серых чугунах, если скорость охлаждения за счет температуры эвтектоида достаточно мала, то получается полностью ферритная матрица с отложением избыточного углерода на уже существующем графите.

Белый чугун твердый и хрупкий; их нелегко обработать.

Фазовая диаграмма железо-углерод, показывающая эвтектические и эвтектоидные реакции. Воспроизведено с разрешения Jud Ready из Технологического института Джорджии. Объединенное студенческое отделение ASM / TMS.

Серый чугун более мягкий с микроструктурой графита в матрице из преобразованного аустенита и цементита. Чешуйки графита, которые представляют собой трехмерные розетки, имеют низкую плотность и, следовательно, компенсируют сжатие при замерзании, что дает хорошие отливки без пористости.

Чешуйки графита обладают хорошими демпфирующими характеристиками и хорошей обрабатываемостью (потому что графит действует как стружколом и смазывает режущие инструменты. В приложениях, связанных с износом, графит полезен, потому что он помогает удерживать смазку. Однако чешуйки графита также являются концентраторами напряжений, что приводит к плохой вязкости. Рекомендуемое прилагаемое напряжение растяжения составляет лишь четверть его фактического предела прочности на растяжение.

Известно, что сера в чугунах способствует образованию чешуек графита.Графит может быть вызван осаждением сфероидальной формы путем удаления серы из расплава с использованием небольшого количества карбида кальция. За этим следует небольшое количество магния или церия, которые отравляют предпочтительные направления роста и, следовательно, приводят к изотропному росту, в результате чего образуются сфероиды графита. Обработка кальцием необходима перед добавлением магния, поскольку последний также имеет сродство как к сере, так и к кислороду, тогда как его сфероидизирующая способность зависит от его присутствия в растворе в жидком железе.Магний часто добавляют в виде сплава с железом и кремнием (Fe-Si-Mg), а не в виде чистого магния.

Однако магний имеет тенденцию способствовать осаждению цементита, поэтому также добавляют кремний (в форме ферросилиния), чтобы обеспечить осаждение углерода в виде графита. Ферросиликон известен как модификатор .

Чугун с шаровидным графитом обладает превосходной вязкостью и широко используется, например, в коленчатых валах.

Последний прорыв в производстве чугунов заключается в том, что матрица чугуна с шаровидным графитом представляет собой не перлит, а бейнит.Это приводит к значительному повышению ударной вязкости и прочности. Бейнит получают путем изотермического превращения аустенита при температурах ниже той, при которой образуется перлит.

Вы можете щелкнуть изображения, чтобы увеличить их. Также можно загружать изображения с очень высоким разрешением (6 Мбайт каждое), а также кристаллические структуры феррита, цементита, графита и аустенита.

Чугун серый, Fe-3.2C – 2,5Si мас.%, Содержащий чешуйки графита в перлитной матрице. Пятнистые белые области представляют собой фосфидную эвтектику. Офорт: Nital 2% Серый чугун, Fe-3,2C-2,5Si мас.%, Содержащий чешуйки графита в перлитной матрице. Можно разрешить пластинчатую структуру перлита, которая состоит из чередующихся слоев цементита и феррита. Пятнистые белые области представляют собой фосфидную эвтектику. Офорт: Nital 2%

Химический состав чугуна аналогичен химическому составу серого чугуна, но с 0.05 мас.% Магния. Все образцы протравлены 2% ниталом.

Иллюстрация пластичности чугуна с шаровидным графитом. Фотография воспроизведена из журнала Physical Metallurgy of Engineering Materials Э. Р. Петти с разрешения Института материалов. Чугун с шаровидным графитом, Fe-3,2C-2,5Si-0,05Mg мас.%, Содержащий узелки графита в перлитной матрице.Один из конкреций окружен ферритом просто потому, что область вокруг конкреции обезуглерожена в виде углеродных отложений на графите. Офорт: Nital 2%

Чугун с шаровидным графитом обычно имеет перлитную матрицу. Однако отжиг вызывает осаждение углерода в перлите на имеющийся графит или образование дополнительных мелких частиц графита, оставляя после себя ферритную матрицу.Это придает утюгу еще большую пластичность. Все образцы протравлены 2% ниталом.

Графитовые конкреции в ферритной матрице. Графитовые конкреции в ферритной матрице. Также виден углерод, отложившийся во время отпуска. Офорт: Nital 2%

Химический состав чугуна – Fe-3.52C-2,51Si-0,49Mn-0,15Mo-0,31Cu мас.%. Все образцы протравлены 2% ниталом. Цветные микрофотографии получают путем первого травления 2% ниталем с последующей термообработкой металлографического образца на открытом воздухе при 270 o ° C в течение 3 часов. Это окисляет образец и дает интерференционные цвета, зависящие от фазы.

Ковкий чугун в литом состоянии. Конкреции графита, перлита (темные островки) и феррита (светлый фон).Офорт: Nital 2% Ковкий чугун в литом состоянии. Конкреции графита, перлита (темные островки) и феррита (светлый фон). Офорт: Nital 2%
Аустенитизированная 950 ° C, аустенитная 350 ° C в течение 64 мин. Аустенитизировано при 950 ° C, аустенизировано при 350 ° C в течение 64 мин.

На следующих изображениях автомобильные компоненты из закаленного высокопрочного чугуна с шаровидным графитом предоставлены Институтом инженеров по литью металлов.Чтобы избежать деформации, коленчатый вал спортивного автомобиля TVR подвергается грубой механической обработке после литья, термообработке для получения бейнитной микроструктуры, а затем соответствующей механической обработке. Сообщается, что он обладает отличными усталостными свойствами; его демпфирующие характеристики из-за графита снижают шум двигателя.

Рычаг подвески Ford Mustang был изготовлен из закаленного высокопрочного чугуна с целью снижения веса, шума и стоимости. Он был разработан с использованием моделирования методом конечных элементов для оптимизации прочности и жесткости.Были рассмотрены алюминиевые сплавы, но от них отказались, поскольку в этом случае компонент занимал бы гораздо больше места из-за их меньшей прочности.

Рычаг подвески прицепа грузового автомобиля изначально был изготовлен из сварной стали для использования при транспортировке по суровой австралийской глубинке. Они вышли из строя на сварных швах и были связаны с деформациями, которые привели к ускоренному износу шин. Подвеска, изготовленная из литого высокопрочного чугуна с закаленным шаровидным графитом, оказалась намного более прочной.


TVR Tuscan Speed ​​6, высокопроизводительный спортивный автомобиль с закаленным коленчатым валом из ковкого чугуна.

Коленчатый вал из высокопрочного чугуна для спортивных автомобилей TVR.

Рычаг подвески из высокопрочного чугуна для Ford Mustang Cobra

Рычаг подвески грузового прицепа, изготовленный из закаленного высокопрочного чугуна, Steele and Lincoln Foundry.


Чугун Blackheart получают путем нагревания белого чугуна при температуре 900-950 o C в течение многих дней перед медленным охлаждением.Это приводит к микроструктуре, содержащей нерегулярные, хотя и равноосные, конкреции графита в ферритной матрице. Термин «черное сердце» происходит от того факта, что поверхность излома имеет серый или черный цвет из-за присутствия графита на поверхности. Целью термической обработки является повышение пластичности чугуна. Однако этот процесс в настоящее время устарел, поскольку сфероидальный графит может быть получен непосредственно при отливке путем модифицирования магнием или церием. Все образцы протравлены 2% ниталом.

Чугун Blackheart. Чугун Черное Сердце. Офорт: Nital 2%

Этот чугун используется в случаях, когда желательна очень высокая износостойкость. Например, при сильном дроблении горных пород и полезных ископаемых. Он содержит комбинацию очень прочных карбидообразующих легирующих элементов.Следовательно, его химический состав составляет Fe-2.6C-17Cr-2Mo-2Ni мас.%.

Все образцы травятся с использованием реактива Виллелы, который представляет собой смесь пикриновой кислоты, соляной кислоты и этанола. Материал, из которого были получены эти микрофотографии, был любезно предоставлен доктором Арнольдо Бедолла-Хакуинде из Мексики. Подробная информация о чугуне была опубликована в International Journal of Cast Metals Research, 13 (2001) 343-361.

Белая фаза – это богатый хромом карбид, известный как M 7 C 3 .Матрица состоит из дендритов аустенита, некоторые из которых могли преобразоваться в мартенсит. Также могут быть относительно небольшие количества карбидов других сплавов. Белая фаза – это богатый хромом карбид, известный как M 7 C 3 . Матрица состоит из дендритов аустенита, некоторые из которых могли преобразоваться в мартенсит. Также могут быть относительно небольшие количества карбидов других сплавов.

Процесс литья никогда не бывает идеальным, особенно при работе с крупными деталями.Вместо того, чтобы списывать дефектные отливки, их часто можно отремонтировать сваркой. Естественно, очень высокая концентрация углерода в типичных чугунах вызывает трудности из-за введения хрупкого мартенсита в зону термического влияния сварного шва. Поэтому необходимо предварительно нагреть до температуры около 450 ° C с последующим медленным охлаждением после сварки, чтобы избежать растрескивания.

Материалы, используемые в качестве наполнителей во время сварки, обычно содержат большие концентрации никеля, поэтому получаемый аустенитный металл сварного шва нечувствителен к улавливанию углерода из чугуна.Отложения мягкие и могут быть обработаны для придания необходимой формы и отделки. Конечно, никель дорог, поэтому при крупном ремонте сварной зазор сначала покрывается («смазывается маслом») богатым никелем наполнителем, а затем оставшийся зазор заполняется менее дорогим присадочным металлом из низкоуглеродистой стали.

Первый в мире железный мост 1779 года. Вся конструкция сделана из чугуна. Фотографии любезно предоставлены Ёкота Томоюки и его семьей.

Жетон полпенни Коулбрукдейла, 1792

На фотографиях ниже изображен жетон в полпенни, отчеканенный в 1792 году, на одной стороне которого изображен корабль, проходящий под первым в мире железным мостом. Железная руда и уголь транспортировались по каналу, но металлургический завод в Кетли находился на 22 м выше этого канала. Таким образом, была построена «наклонная плоскость» (2-е изображение), чтобы лодки можно было поднимать через люльку и шлюз в верхнюю часть канала, ведущего к металлургическому заводу.

Жетон предоставлен Майклом Куком.



III

Чугун имеет «твердое ощущение» и привлекательный внешний вид. Есть много обычных применений чугуна.

Следующие фотографии были любезно предоставлены Беном Деннисом-Смитером, Фрэнком Кларком и Мохамедом Шерифом.

Следующие фотографии были любезно предоставлены Джимом Чарльзом.


Древние украшения из чугуна

Древние украшения из чугуна

Образцы деталей из чугуна и окружающей среды

Фотографии любезно предоставлены Мэтью Питом

Чугун, Буэнос-Айрес, Аргентина


Puerot Madero, Буэнос-Айрес, Аргентина

Пуэрот-Мадеро, Буэнос-Айрес, Аргентина.Массивные чугунные причалы украшают берег, сделанные на литейном заводе в Кардиффе, Уэльс, Великобритания

Пуэрот-Мадеро, Буэнос-Айрес, Аргентина. Массивные чугунные причалы украшают берег, сделанные на литейном заводе в Кардиффе, Уэльс, Великобритания

Puerot Madero, Буэнос-Айрес, Аргентина

Мост женщины (Пуэнте-де-ла-Мухер), Буэнос-Айрес, Аргентина

Чугунные ворота дворца Гуэля работы Гауди в Барселоне

Следующие фотографии любезно предоставлены Франсиской Кабальеро и Карлосом Капдевила Монтес.

Рецензия на книгу о чугунных изделиях, содержащих редкие земли.

Графитизация

Металлография чугунов.



Наука о приготовлении чугуна

–КОГДА ИСПОЛЬЗОВАТЬ ЧУГУННУЮ НАВЫКУ И КАК ИХ ПОДДЕРЖАТЬ ПРИГОДЫ

I Почему еда прилипает к поверхности сковороды?

Пригорание пищи возникает из-за химических связей, которые образуются между пищей и материалом сковороды – почти всегда металл.Эти связи могут быть относительно слабыми силами Ван-дер-Ваальса или ковалентными связями. Богатые белком продукты особенно склонны к прилипанию, потому что белки могут образовывать комплексы с атомами металлов, таких как железо, на сковороде. Полное объяснение см .: Почему еда прилипает к сковороде?

Правильно выдержанная чугунная сковорода будет иметь антипригарную поверхность. Патиной будет темная блестящая черная поверхность.

Чугунные сковороды, правильно выдержанные, не допускают пригорания

Химия приправы Приготовление чугуна

Когда масла или жиры нагреваются на сковороде, происходят множественные реакции разложения, в том числе: автоокисление, термическое окисление, полимеризация, циклизация и деление.[См. Ссылки в Википедии ниже].

Создание закаленной чугунной сковороды на самом деле состоит из двух этапов: полимеризации и карбонизации. Первая часть включает нанесение тонкого слоя полимеризованного масла на чугун. Это достигается путем нанесения очень тонкого слоя ненасыщенного масла (например, рапсового, льняного или виноградного масла) на поверхность чугуна и нагревания его в духовке до сохнет. Ненасыщенные жиры работают лучше, поскольку в них меньше водорода и, следовательно, меньше неуглеродных компонентов.После завершения процесса полимеризации масляный слой удалить нелегко. Для завершения приправы, которая включает нанесение углеродной матрицы на поверхность чугуна, нагревание должно быть немного выше точки дымообразования масла. Если вы не нагреете выше точки дымообразования, будет присутствовать только полимеризованное масляное покрытие вместо добавленной богатой черной углеродной матрицы.

Как приправить чугунную сковороду

Ненасыщенные жиры работают лучше всего (ненасыщенные означает, что некоторые атомы углерода в цепях жирных кислот содержат реактивные двойные связи).Американские повара девятнадцатого века обычно использовали сало, потому что оно было легкодоступным и достаточно ненасыщенным, чтобы хорошо полимеризоваться, но подойдет почти любое масло ( Примечание: сало 19 века было более насыщенным, чем сегодня, потому что корм был более натуральным). Когда ненасыщенный жир нагревается до высоких температур, особенно в присутствии хорошего катализатора, такого как железо, он расщепляется и окисляется, после чего он полимеризуется, соединяется в более крупные мегамолекулы так же, как это делают пластмассы, и смешивается с частицами углерода и другими веществами. примеси.Эта прочная, непроницаемая поверхность прилегает к порам и щелям в чугуне в процессе его формирования. Поверхность антипригарная, потому что она гидрофобна и ненавидит воду. Хорошо выдержанная чугунная сковорода будет иметь гладкое и глянцевое покрытие, которое лучше всего достигается при выпекании на нескольких «очень» тонких слоях масла.

Примечание 1: Мы обнаружили, что использование очень тонкого слоя обеспечивает наилучшие результаты, поскольку патина представляет собой двухэтапный процесс, полимеризацию и осаждение углерода. Если на чугунную сковороду будет нанесено слишком много масла, можно добиться полимеризации, но осаждения углерода будет недостаточно.

Примечание 2: Кислые продукты, такие как помидоры, могут испортить приправленное покрытие ваших кастрюль и сковород

Примечание 3 : Если используются сильно ненасыщенные масла и слишком низкая температура, они не будут полностью полимеризоваться, оставляя липкий слой. Проблема с этим липким слоем заключается в том, что он все еще склонен к дальнейшему окислению и поэтому может прогоркнуть. Низкие температуры не приводят к полной полимеризации и разложению масла, поэтому вместо черной антипригарной посуды остается коричневая липкая сковорода.400-500 градусов по Фаренгейту – это эффективный диапазон для приправы.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ЧУГУННОЙ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

Преимущества чугунной сковороды:

– правильно выдержанная чугунная сковорода с антипригарным покрытием
– отличный проводник тепла – нагревается равномерно
– очень дешево купить
– одна из лучших сковород для тушения стейка
– Это хорошая регулятор. Он сохраняет температуру дольше, чем другие материалы, и не вызывает скачков температуры.
– Чугун имеет беспрецедентную силу обжига, потому что он имеет много доступной тепловой энергии

C ast Iron Skillet Недостатки:

– правильно выдержанная чугунная сковорода не прилипает.
– чугунные сковороды тяжелые, и их трудно использовать в некоторых процедурах тушения.
– при неправильном уходе чугунная сковорода ржавеет.
– Чугун медленно нагревается. вверх, поэтому он также медленно остывает.
– Не рекомендуется для удаления глазури кислотой или вином

– чугун медленно нагревается и имеет начальные горячие точки, поскольку железо плохо проводит тепло, в отличие от алюминия… он также будет медленно остывать.

Приготовление чугуна

Чугунные сковороды не нагреваются равномерно на плите, поэтому для достижения наилучших результатов предварительно разогрейте сковороду в духовке, а затем готовьте сверху. Это обеспечит хорошее ровное поджаривание. В некоторых случаях, например, для стейка рибай, куриных ножек или свиных отбивных, мы возвращаемся в духовку, чтобы получить красивый даже хрустящий коричневый цвет (см. Фото ниже).

ОТДЕЛКА СО СВИНИНЫМИ РЕБРАМИ

Приготовление чугуна – отбивные из свинины – обжаренные в предварительно нагретой чугунной сковороде и обработанные в духовке – показано с обжаренным зеленым чесноком

Примечание : Я бы не стал откачивать чугунную сковороду вином, так как кислота может реагировать с железом.А вот деглазировать ложей – это нормально.

ЖЕЛЕЗНЫЕ ГЕРМЕТЫ – ВЫ НЕ МОЖЕТЕ ПОЛУЧИТЬ ЛУЧШЕ ЖЕЛЕЙ ДЛЯ ГРЕБЕНЬЕВ, ЧЕМ В ЧУГУНЕ SKILLET

Приготовление чугуна – обжаренные гребешки в предварительно нагретой чугунной сковороде … 3 минуты на огне, перевернуть, выключить огонь и вынуть из горячей горелки. Сковорода горячая, поэтому готовиться можно будет и дальше.


РЕБРА ДЛЯ ГЛАЗ

Чугунная кулинария – вероятно, это один из лучших способов приготовить стейк из рибай.Дайте стейку нагреться до комнатной температуры … соль, перец и немного масла с обеих сторон. Нагрейте сковороду до 475 в духовке, затем поставьте на плиту и нагрейте еще немного (просушите). Затем бросить по 3-5 минут с каждой стороны и еще 5 минут в духовку. Это дало хорошую среднюю прожилку после того, как вы постояли еще 5 минут на сковороде. Это был разрез размером 1,05 фунта и толщиной 1 дюйм. Вам придется поиграть со временем, используя этот метод, чтобы выбрать его по своему вкусу – просто не забудьте ожидать «много» дыма на плите!


ЧУГУН (ХРУСТАЯ КОЖА) ЗАПЕЧЕННАЯ КУРИЦА

Приготовление чугуна – предварительно разогрейте чугунную сковороду в духовке 475F – добавьте масло и затем поджарьте кожицей вниз в течение 7-10 минут, проверяя нагрев – от сильного до среднего – снимите жир и отправьте в духовку еще на 5 минут, оставив кожей вниз.Затем переверните, удалите жир и оставьте готовиться кожей вверх 2-3 минуты до готовности.

Примечание: время может быть разным в зависимости от вида курицы.

Как чистить чугунные сковороды

Промойте сковороду горячей водой сразу после приготовления. Пригоревшие продукты можно протереть мягким абразивом, например крупной солью, и неметаллической щеткой. Это поможет сохранить антипригарную поверхность.Некоторые рекомендуют для очистки насыпать в кастрюлю немного кошерной соли и вытирать ее бумажным полотенцем.

Если на сковороде образовался липкий налет или на ней образовалась ржавчина, ее необходимо снова приправить. Чтобы предотвратить образование ржавчины, тщательно высушите сковороду и слегка смажьте поверхность для приготовления пищи растительным маслом. Чтобы подготовить чугунную сковороду к повторной заправке, вы можете поставить ее в духовку в режиме самоочистки. Он выйдет как новенький, готовый к заправке. Я люблю все время держать свою чугунную сковороду в духовке.Даже при использовании духовки не по назначению.

Ссылки и литература

Химия приправы для чугуна: научное руководство

Тяжелый металл: наука о кулинарии из чугуна

Чугунные сковороды с приправами – Википедия

Почему еда прилипает к сковороде

Чугун: определение, применение, свойства и типы

Из этой статьи вы узнаете определение, области применения, свойства, состав и типы чугуна.Вы также узнаете о преимуществах и недостатках чугуна.

Что такое чугун?

Чугун – это группа углеродных сплавов, содержащих от 2 до 4% углерода и различное количество кремнезема и марганца. Он также содержит примеси, такие как фосфор и сера. Его получают путем восстановления железной руды в доменной печи, а его основным материалом является чугун, полученный из плавленой железной руды в печи. Этот чугун производится непосредственно из расплавленного чугуна или путем переплавки чугуна, часто вместе со значительными количествами железа, известняка, стали или кокса.

Его можно плавить в доменных печах особого типа, называемых куполом, но чаще его плавят в индукционных или электродуговых печах.

Подробнее: Свойства и состав чугуна

Как упоминалось ранее, чугун получают из чугуна, известняка и кокса. Его производственный процесс происходит в вагранке путем переплавки этих трех материалов. Вагранка примерно такая же, как и доменная. Он имеет цилиндрическую форму, диаметр около 1 м и высоту около 5 м.Материалы разливаются сверху печи и затем нагреваются. На этом этапе примеси чугуна в некоторой степени удаляются путем окисления, которое образует расплавленный чугун. Затем шлак удаляют с верхней части чугуна через равные промежутки времени. Затем расплавленное железо выливают в форму для придания необходимой формы.

Применение чугуна

Применение чугуна широко распространено в машиностроительном мире, например, в машиностроении, на строительных площадках, в деревянных цехах и т. Д.Ниже объясняются области применения чугуна.

Одно из его применений – декоративное литье, такое как ворота, фонарный столб, кронштейн, железная колонна для небольшого покрытия.

Используется для элемента сжатия

Его применение o включает производство цистерн, водопроводных и газовых труб, канализации, сантехнической арматуры и крышек люков. и

Чугун

используется для изготовления рельсовых цепей, колес тележек и т. Д.

Подробнее: Кованое железо

Общие области применения типов чугуна включают:

  • Серый чугун способен противостоять износу, поэтому его используют для производства блоков цилиндров и головок цилиндров, коллекторов, заготовок редукторов газовых горелок, кожухов и корпусов.
  • Белый чугун
  • является хрупким материалом из-за процесса охлаждения, используемого при его производстве. Вот почему белый чугун используется в областях, требующих износостойкости и истирания, таких как дробеструйные сопла, футеровка мельниц, железнодорожные тормозные колодки, валки прокатных станов, корпуса шламовых насосов и дробилки.
  • Применение высокопрочного чугуна настолько обширно, потому что его можно разделить на различные марки. Материал легко поддается механической обработке, обладает хорошей усталостью и пределом текучести, а также хорошей износостойкостью.он используется для изготовления поворотных кулаков, коленчатых валов, тяжелых зубчатых передач, компонентов автомобильной подвески, гидравлических компонентов и петель автомобильных дверей.
  • Наконец, ковкий чугун также бывает разных марок. он обладает способностью удерживать и накапливать смазочные материалы, неабразивные частицы износа и пористую поверхность, которая улавливает другой абразивный мусор. По этой причине ковкий чугун используется для изготовления опорных поверхностей, работающих в тяжелых условиях, цепей, звездочек, шатунов, компонентов трансмиссии и осей, а также железнодорожного подвижного состава.

Подробнее: Все, что вам нужно знать о порошковой металлургии

Механические свойства чугуна

Ниже приведены механические свойства чугуна:

Твердость – устойчивость материала к истиранию и вдавливанию

Прочность – способность материала поглощать энергию

Пластичность – способность материала деформироваться без разрушения

Эластичность – способность материала возвращаться к исходным размерам после деформации

Ковкость – способность материала деформироваться при сжатии без разрыва

Прочность на разрыв – наибольшее продольное напряжение, которое материал может выдержать без разрыва

Усталостная прочность – максимальное напряжение, которое материал может выдержать в течение заданного количества циклов без разрушения.

Подробнее: Понимание разницы между металлами и неметаллами

Добавлены другие легирующие элементы для производства:

  • Марганец : Повышает сопротивление износу и истиранию
  • Хром : Повышает прокаливаемость, износостойкость, устойчивость к коррозии и окислению
  • Никель : увеличивает 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 прокаливаемость и увеличивает пластичность, что приводит к увеличению ударной вязкости
  • Кобальт : снижает закаливаемость и сопротивляется размягчению при повышенных температурах

Подробнее: Сырье, используемое при производстве чугуна и стали

Типы чугуна

Ниже представлены различные типы чугуна:

Серый чугун:

Эти типы чугуна имеют сероватый оттенок из-за их графитовой микроструктуры, которая приводит к нарушению цвета.Она имеет меньшую прочность на растяжение и сопротивление, чем сталь, а ее прочность на сжатие сравнима с низко- и среднеуглеродистой сталью. Они основаны на размере и форме чешуек графита, присутствующих в микроструктуре чугуна.

Белый Утюг:

Белое железо

имеет белые фракционные поверхности, потому что оно содержит карбид железа, который называется «цементит». Из-за низкого содержания кремния и более высокой скорости охлаждения. Углерод в белом чугуне выпадает в осадок и позволяет ему плавиться как метастабильная фаза цементита, fe3c, а не графита.Цементит выпадает из расплава в виде относительно крупных частиц. Когда карбид железа выпадает в осадок, он отводит углерод из исходного расплава, перемещая смесь в направлении более близкого к эвтектическому, а оставшаяся фаза представляет собой аустенит с более низким содержанием железа и углерода (который при охлаждении может превратиться в мартенсит).

Подробнее: Различные способы сталеплавильного производства

Ковкий чугун:

Процесс производства ковкого чугуна начинается с белой отливки, которую нагревают примерно до 950 ° C (1740 ° F), а затем охлаждают в течение дня или двух; углерод в карбиде железа затем превращается в графит и феррит плюс углерод (аустенит).Медленный процесс позволяет поверхностному натяжению формировать графит в виде сфероидальных частиц, а не хлопьев.

Ковкий чугун:

Эти типы чугуна также известны как чугун с шаровидным графитом или высокопрочный чугун. Он был разработан в 1948 году. В ковких типах чугуна есть графит в виде очень крошечных узлов, а графит – в виде концентрических слоев, образующих узел. Свойства пластичного чугуна заключаются в том, что пористая сталь обладает эффектом концентрации напряжений, который производят чешуйки графита – крошечные количества 0.02–0,1% магния и только 0,02–0,4% церия, добавленные к этим сплавам, замедляют рост выделений графита за счет связывания с краями графитовых плоскостей.

Подробнее: Различные виды стружки при резке металла

Преимущества и недостатки чугуна

Преимущества:

Ниже приведены преимущества чугуна в различных областях его применения:

  • хорошие литейные свойства.
  • в наличии в больших количествах.
  • низкая стоимость материала
  • хорошая обрабатываемость серого чугуна.
  • хорошая чувствительность.
  • отличная износостойкость.
  • постоянная Механические свойства от 20 до 350 градусов Цельсия.
  • высокая прочность.
  • устойчивость к деформации.

Подробнее: Металлы разные и их классификации

Недостатки:

, несмотря на хорошие преимущества этого материала, все же существуют некоторые ограничения. Ниже приведены недостатки чугуна в различных областях его применения:

  • плохая прочность на разрыв.
  • подвержен коррозии.
  • материалы чувствительны к сечению из-за медленного охлаждения толстых сечений.
  • высокая хрупкость
  • Белый чугун
  • не поддается механической обработке.
  • нет предела текучести.

Подробнее: Типы прокатных станов и дефекты проката

Это все для данной статьи, в которой обсуждаются определение, области применения, свойства, состав и типы чугуна.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *