Виды чугуна: Виды чугуна и их применение и маркировка, свойства

alexxlab | 15.06.1991 | 0 | Разное

Содержание

Виды чугуна — Полезные статьи для клиентов

Сплавы на основе чугуна получили широкое распространение. Его используют в изготовлении литых деталей, работающих под воздействием небольших нагрузок динамического характера и при малых напряжениях.

В чем преимущество чугуна?

Основными отличиями от стали являются приемлемая стоимость и высокие литейные свойства. Кроме того, материал обладает следующими достоинствами:

неплохим показателем прочности;
возможностью обработки ковкой;
продолжительным эксплуатационным периодом.

Методом литья чугуна можно получить прочные и экологически безопасные изделия, способные долгое время сохранять тепло, отличающиеся устойчивостью к высоким температурным режимам.

Основные виды чугуна

Классификация чугунного материала выглядит следующим образом:

белый – этот вид обработке поддается плохо. Содержащийся в нем углерод представлен в виде цементита. На изломе – светлый оттенок. Этот вид чугуна обладает высокой твердостью, в связи с чем обработке режущими инструментами не поддается. Используется в качестве составного сырья для ковкого вида чугуна;
серый – содержащийся углерод представлен в виде графита, излом – серого цвета. Этот вид чугуна отличается высокими литейными качествами, отлично поддается обработке;

ковкий – такой вид чугуна получается методом отливки белого чугуна под воздействием высокой температуры, в результате которой получается графит в виде хлопьев. Материал нашел широкое применение в автомобильной и сельскохозяйственной сфере;
половинчатый – углерод представлен графитом и цементитом. Данный вид чугуна представляет собой удачное решение для изготовления деталей, отличающихся повышенной устойчивостью к изнашиванию;
высокопрочный – углерод содержится в форме шарообразного графита, формирующегося в результате кристаллизации. Из этого вида чугуна изготавливаются важные детали для машин, производятся высокопрочные газопроводные, нефтепроводные и водопроводные трубы.

Литье чугуна на практике

Этот способ для получения деталей считается основным. Если стальные заготовки получаются прессованием, вытягиванием, катанием, то чугунные изделия производятся одним способом – литьем чугуна.

Самым востребованным и практичным способом является литье чугуна в специальные формы или разборные кокили.

Кокильный вариант считается наиболее распространенным и доступным. Он гарантирует:

высокий качественный уровень;
точное литье;
неплохую производительность;
безопасное производство;
отличается доступной стоимостью.

Форма готовится из песка, цементного материала, глины или земли, что позволяет применять данную технологию литья чугуна в любом регионе, где расположены предприятия, связанные с литьем и обработкой металлов. Следует заметить, что примитивную форму кокиля изготавливают даже в домашних условиях.

Чтобы подготовить заготовку по точным формам и с отверстием, литье чугуна выполняют под значительным давлением.

Способ позволяет отливать заготовки под серийное изготовление деталей и необходимых комплектующих. Он дорогостоящий, выполняется на сложном оборудовании, доступен не для каждого предприятия.

Окончательное качество чугунной заготовки определяется не только составом сплава и температурным режимом, но и состоянием формы. Если внутри кокиль имеет трещины или шлаковые отложения, качество заготовки существенно снижается. В связи с этим перед очередной заливкой форму внимательно осматривают на наличие трещин и посторонних предметов, удаляют остатки смазочного материала или старой краски, окалину и прочую грязь, способную оказаться в жидком металле.

Очищенный кокиль собирается, вставляется стержень, и через специальное отверстие выполняется заливка. В заводских условиях кокили двигаются по конвейеру, поочередно оказываясь под ковшом, разливающим расплавленный чугун.

Технология, применяемая при литье чугуна, почти не изменилась, продолжает оставаться актуальной и сегодня. Для получения деталей она считается основным способом, позволяющим изготавливать крупные изделия, вес которых превышает 4 000 кг. Кроме этого, чугунным литьем получают памятники, бюсты, ограды, заборы и художественные конструкции. В связи с тем, что материал почти не поддается появлению ржавчины и прекрасно эксплуатируется при высоких температурах, из него отливают колосники, задвижки и заслонки для печей и отопительного оборудования.

Заключение

Чугунное литье подразумевает наличие специального оборудования, позволяющего изготавливать качественные изделия. Если вам необходимы отливки из чугуна, успешно прошедшие испытания в лаборатории, предлагаем обратиться за соответствующими услугами в Lit-Store. Специалисты предприятия в течение трех дней изготовят модельные оснастки и через пять дней предоставят вам первую партию заказа.

Заготовки полностью соответствуют классу размерной точности, имеют минимальные щероховатости поверхности. Кроме того, предприятие проводит лабораторное испытание на проверку химического состава, предела текучести и прочности, ударную вязкость.

Все о чугуне: виды, маркировка, классификация

Главная » Металлы и сплавы » Чугун

Просмотров 1.2к. Опубликовано 14.04.2019 Обновлено 14.04.2019

Содержание

1 Что такое чугун?
2 Свойства
3 Основные черты
4 Классификация чугунов
5 Разновидности
6 Маркировка
7 Области применения

Чугун – это очень долговечный материал, способный переносить разные климатические условия. Из данного металла изготовляют посуду, радиаторы отопления и многое другое. Его применяют в промышленности, а также иных сферах жизнедеятельности. Существует несколько видов со специфическими особенностями и характеристиками. Далее рассмотрим разновидности, классификацию, расшифровку маркировки и сколько же существует видов чугуна.

Содержание

Что такое чугун?
Свойства
Основные черты
Классификация чугунов
Разновидности
Маркировка
Области применения

Что такое чугун?

Чугун представляет собой сплав из железа и углерода. Как и любой другой металл он имеет свои положительные и отрицательные стороны:

Имеет склонность покрываться ржавчиной при длительном контакте с водой.
Обладает долговечностью, прочностью, качеством, упругостью, надежностью и практичностью.
В зависимости от вида может иметь пониженную пластичность, а также хрупкость.
Экологически чистый и безвредный для человека и животных материал.
Сплав отличается большим сроком службы (более 50-60 лет).
Обладает высоким уровнем гигиеничности, а также высокой стойкостью к кислотно-щелочной среде.
Обладает отличной теплопроводностью.
Схож по качественным характеристикам со сталью, имеет особый уровень прочности.

Свойства

Физические (к ним относятся усадка, удельный вес, коэффициент линейного расширения).
Тепловые (1 кал/см3*оС или 1,5 кал/см3*оС).
Механические (имеют прямую зависимость от формы, размеров и основы графита, входящего в состав – это пластичность и прочность).
Химические (расположение элементов по электродному потенциалу).
Гидродинамические (зависят от количества марганца и серы в сплаве).
Технологические (отвечают за стойкость к вибрации).

Основные черты

Имеет температуру плавления 1200 градусов по Цельсию, что на 300 единиц отличается от стали.
Из-за отсутствия прочной связи углерода и железа в составе такой материал не используется для изготовления различных деталей, так как не выдерживает большую нагрузку.
Металл относится к изделиям черной металлургии.
На свойства очень сильно влияют различные примеси в составе – это марганец, фосфор, сера, кремний, титан, хром, алюминий, никель, медь.

Классификация чугунов

Классификация чугунов определяется в соответствии с установленными техническими нормами ГОСТ 3443-77.Его деление происходит по признакам. По состоянию углерода:

Свободный.
Связанный.

По включению графита:

Хлопьевидный.
Шаровидный.
Вермикулярный.
Пластинчатый.

По матрице:

Ферритный.
Перлитный.
Феррито-перлитный (смешанный).

По химическому составу:

Легированные.
Не легированные.

Разновидности

Белый. Сплав, где углерод содержится в виде цементита. Это позволяет получать белый цвет и металлический блеск изделия. Здесь содержится совсем небольшое количество графита, который выявляется с помощью метода увеличения. Такая разновидность имеет ряд достоинств. Среди них износостойкость, стойкость к коррозии и гниению. С повышением углерода в составе будет увеличиваться твердость материала. Среди недостатков наблюдается плохая механическая обработка, из-за чего его также называют передельным.
Серый. Здесь присутствует углерод (графит пластинчатой формы) и кремний с примесями марганца, серы и фосфора. Внутри имеется оттенок серого цвета. Другой разновидностью является серый чугун с графитом шаровидной формы и магнием, церием в составе. Это отличный вариант для литья. Его также называют литейным. Обладает текучестью, низкой температурой кристаллизации и малой усадкой. Если в составе присутствует графит, то такой металл подходит только для работ на сжатие. Графит придает хрупкость и ломкость, что не позволяет изготавливать из него детали. Как и другие виды он имеет обозначения и пределы прочности (СЧ).
Ковкий. Эту разновидность выделяет особая мягкость и вязкость металла. При его отливке используют белый сплав, который подвергают термической обработке. Такой процесс называют отжигом, где проходит графитизация графита. Имеет особую прочность, сопротивление ударам и повреждениям. Он широко используется для изготовления деталей, особенно автомобильных (тормозные колодки, шаровые, мосты). Имеет обозначения (КЧ) и пределы прочности (указываются рядом с буквами). Данные показатели содержатся в специально разработанных технических регламентах (ГОСТ). Выпуск чугуна определенной разновидности осуществляется исключительно на основании принятых правил.
Высокопрочный. Данная разновидность имеет в составе графит. Он имеет сфероидальную форму. Это позволяет достичь высокой прочности металла. Используется для изготовления труб для различных целей (водоснабжение, водоотведение, нефтепроводы). Они имеют большой срок службы и эксплуатационные свойства.

Маркировка

Обозначение серого чугуна начинается с СЧ 10 и заканчивается СЧ 35. Это указано в ГОСТ 1412-85. Здесь важное значение имеет показатели временного сопротивления.
Высокопрочный вид прописан в ГОСТ 7293-85. Обозначение указывается 2 буквами русского алфавита – ВЧ.
В ГОСТ 1215-79 указано обозначение ковкого вида – КЧ, имеющего разное временное сопротивление и относительное удлинение.
По ГОСТ 1585-85 чугун может быть антифрикционным – АЧ, а также с различными примесями – АЧС-5, АЧС-2.
Износостойкий вид может обозначаться несколькими буквами — ИЧХ4Г7Д, где указывается хром в качестве дополнительного элемента.
Легированный вид указан в ГОСТ 7769-82. Устойчив к коррозии, имеет много положительных качеств. Может обозначаться ЧГ6С3, что указывает на соотношение марганца и кремния в металле.
В различных странах мира различные виды чугуна обозначают латинскими буквами. Это DIN, EN, BS, GJL и другие. К примеру, в Германии будет вот такое название DIN1691.

Области применения

Областей применения чугуна много. Такое положение образовалось благодаря различным видам и классификациям данного металла. Это:

Тяжела промышленность (изготовление деталей и различных предметов в металлургии и станкостроении).
Машиностроение (обычно применяется серый чугун, так как имеет полезные свойства – противостояние колебаниям и вибрациям).
Автомобильная промышленность (используется как металл в чистом виде, так и в смеси с графитом для изготовления цилиндров, коленчатых валов и иных элементов).
Тормозные колодки, используемые в различных сферах жизнедеятельности (мукомольной промышленности, бумагоделательной).
Для производства домашней, бытовой утвари – казанов, сковородок, горшков и иной посуды (не вызывает аллергических реакций, отлично сохраняет тепло и не окисляется).
В искусстве (это выкованные и литые ограждения, ворота, памятники и предметы декора).
В нефтяной промышленности (трубы и иные изделия из чугуна в данной отрасли отличаются долговечностью и отличными эксплуатационными свойствами).
Для изготовления ванн, моек (срок эксплуатации более 50-60 лет).

Виды чугуна, классификация, состав, свойства, маркировка и применение

Сегодня почти нет ни одной сферы жизни человека, где бы не применялся чугун. Этот материал известен человечеству уже достаточно давно и превосходно зарекомендовал себя с практической точки зрения. Чугунное литье – основа великого множества деталей, узлов и механизмов, а в некоторых случаях даже самодостаточное изделие, способное выполнять возложенные на него функции. Поэтому в данной статье мы уделим самое пристальное внимание данному железосодержащему соединению. Также выясним, какие бывают виды чугуна, их физические и химические особенности.

Определение

Чугун – это поистине уникальный сплав железа и углерода, в котором Fe более 90%, а C – не более 6,67%, но и не менее 2,14%. Также углерод может находиться в чугуне в виде цементита или же графита.

Углерод дает сплаву достаточно высокую твёрдость, однако, вместе с тем, понижает ковкость и пластичность. В связи с этим чугун является хрупким материалом. Также в определенные марки чугуна добавляют специальные присадки, которые способны придать соединению определенные свойства. В роли легирующих элементов могут выступать: никель, хром, ванадий, алюминий. Показатель плотности чугуна равен 7200 килограмм на метр кубический. Из чего можно сделать вывод, что вес чугуна – показатель, который никак нельзя назвать маленьким.

Историческая справка

Выплавка чугуна уже достаточно давно известна человеку. Первые упоминания о сплаве датируются шестым веком до нашей эры.

В Китае в древние времена получали чугун с довольно низкой температурой плавления. В Европе чугун стали получать примерно в 14 веке, когда впервые начали использовать доменные печи. На тот момент такое чугунное литье шло на производство оружия, снарядов, деталей для строительства.

На территории России производство чугуна активно началось в 16 столетии и далее быстро расширялось. Во времена Петра I Российская империя по объему производства чугуна смогла обойти все государства мира, однако уже через сто лет начала снова сдавать свои позиции на рынке черной металлургии.

Чугунное литье использовалось для создания разнообразных художественных произведений ещё в эпоху Средневековья. В частности, в 10 веке китайские мастера отлили поистине уникальную фигуру льва, вес которого превысил 100 тонн. Начиная с 15 века на территории Германии, а после и в других странах литье из чугуна получило широчайшее распространение. Из него делали оградки, решетки, парковые скульптуры, садовую мебель, надгробия.

В последние годы 18 века чугунное литье максимально задействовано в архитектуре России. А 19 столетие так и вообще прозвали «чугунным веком», так как сплав очень активно использовался в зодчестве.

Особенности

Существуют различные виды чугуна, однако средняя температура плавления этого металлического соединения составляет порядка 1200 градусов Цельсия. Этот показатель на 250-300 градусов меньше, чем требуется для выплавления стали. Такая разница связана с достаточно высоким содержанием углерода, что приводит к его менее тесным связям с атомами железа на молекулярном уровне.

В момент выплавки и последующей кристаллизации углерод, содержащийся в чугуне, не успевает полностью проникнуть в молекулярную решётку железа, и потому чугун в итоге получается довольно хрупким. В связи с этим он не применяется там, где имеют место постоянные динамические нагрузки. Но при этом он отлично подходит для тех деталей, которые имеют повышенные требования к прочности.

Технология производства

Абсолютно все виды чугуна производятся в доменной печи. Собственно, сам процесс плавки – довольно трудоемкая деятельность, требующая серьёзных материальных вложений. Одна тонна чугуна требует примерно 550 килограмм кокса и почти тонну воды. Объем загружаемой в печь руды будет зависеть от содержания железа. Чаще всего применяют руду, в которой железа не менее 70%. Меньшая концентрация элемента нежелательна, поскольку ее будет невыгодно экономически использовать.

Первый этап производства

Выплавка чугуна происходит следующим образом. В первую очередь в печь засыпают руду, а также коксующиеся марки угля, которые служат для нагнетания и поддержания требуемой температуры внутри шахты печи. Помимо этого, эти продукты в процессе горения активно принимают участие в протекающих химических реакциях в роли восстановителей железа.

Параллельно в печь отгружается флюс, служащий в качестве катализатора. Он помогает породам быстрее расплавляться, что содействует скорейшему высвобождению железа.

Важно заметить, что руда перед загрузкой в печь подвергается специальной предварительной обработке. Ее измельчают на дробильной установке (мелкие частицы быстрее плавятся). После она промывается с целью удаления частиц, не содержащих металл. После чего сырье обжигают, за счет этого из него удаляется сера и прочие чужеродные элементы.

Второй этап производства

В загруженную и готовую к эксплуатации печь подают природный газ через специальные горелки. Кокс разогревает сырье. При этом выделяется углерод, который соединяется с кислородом и образует оксид. Этот оксид впоследствии принимает участие в восстановлении железа из руды. Отметим, что с увеличением количества газа в печи скорость протекания химической реакции снижается, а при достижении определённого соотношения и вовсе останавливается.

Избыток углерода проникает в расплав и входит в соединение с железом, формируя в конечном счете чугун. Все те элементы, которые не расплавились, оказываются на поверхности и в итоге удаляются. Эти отходы именуют шлаком. Его также можно использовать для производства других материалов. Виды чугуна, получаемые таким образом, называются литейным и передельным.

Дифференциация

Современная классификация чугунов предусматривает разделение данных сплавов на следующие типы:

Белые.
Половинчатые.
Серые с пластинчатым графитом.
Высокопрочные с шаровидным графитом.
Ковкие.

Давайте рассмотрим каждый вид по отдельности.

Белый чугун

Таким чугуном называется тот, у которого практически весь углерод химически связан. В машиностроении этот сплав применяется не очень часто, потому что он твёрдый, но очень хрупкий. Также он не поддается механической обработке различными режущими инструментами, а потому используется для отливания деталей, которые не требуют какой-либо обработки. Хотя этот вид чугуна допускает шлифование абразивными кругами. Белый чугун может быть как обыкновенным, так и легированным. При этом сварка его вызывает затруднения, поскольку сопровождается образованием различных трещин во время охлаждения или нагрева, а также по причине неоднородности структуры, формирующейся в точке сварки.

Белые износостойкие чугуны получают за счет первичной кристаллизации жидкого сплава при скоротечном охлаждении. Чаще всего они используются для работы в условиях сухого трения (например, тормозные колодки) или для производства деталей, обладающих повышенной износостойкостью и жаростойкостью (валки прокатных станов).

Кстати, белый чугун получил свое название благодаря тому, что внешний вид его излома – светло-кристаллическая, лучистая поверхность. Структура этого чугуна представляет собой совокупность ледебурита, перлита и вторичного цементита. Если же данный чугун подвергают легированию, то перлит трансформируется в троостит, аустенит или мартенсит.

Половинчатый чугун

Классификация чугунов будет неполной, если не упомянуть об этой разновидности металлического сплава.

Для указанного чугуна характерно сочетание карбидной эвтектики и графита в его структуре. В целом же, полноценная структура имеет следующий вид: графит, перлит, ледебурит. Если же чугун подвергнуть термической обработке или легированию, то это приведет к образованию аустенита, мартенсита или игольчатого троостита.

Этот вид чугуна достаточно хрупок, поэтому его применение весьма ограничено. Само же название сплав получил потому, что его излом – сочетание темных и светлых участков кристаллического строения.

Самый распространенный машиностроительный материал

Серый чугун ГОСТ 1412-85 содержит в своем составе около 3,5% углерода, от 1,9 до 2,5% кремния, до 0,8% марганца, до 0,3% фосфора и менее 0,12% серы.

Графит в таком чугуне имеет пластинчатую форму. При этом не требуется специального модифицирования.

Пластинки графита имеют сильно ослабляющее действие и потому серому чугуну характерны очень низкая ударная вязкость и практически полное отсутствие относительного удлинения (показатель составляет мене 0,5%).

Серый чугун хорошо подвергается обработке. Структура сплава может быть следующей:

Феррито-графитовой.
Феррито-перлито-графитовой.
Перлито-графитовой.

На сжатие серый чугун работает гораздо лучше, нежели на растяжение. Также он довольно хорошо сваривается, но для этого требуется предварительный подогрев, а в качестве присадочного материала следует использовать специальные чугунные стержни с высоким содержанием кремния и углерода. Без предварительного разогрева сварка будет затруднена, поскольку будет происходить отбеливание чугуна в зоне шва.

Из серого чугуна производят детали, работающие при отсутствии ударной нагрузки (шкивы, крышки, станины).

Обозначение данного чугуна происходит по такому принципу: СЧ 25-52. Две буквы сигнализируют о том, что это именно серый чугун, число 25 – показатель предела прочности при растяжении (в Мпа или кгс/мм²), число 52 – предел прочности в момент изгиба.

Высокопрочный чугун

Чугун с шаровидным графитом принципиально отличается от других своих «собратьев» тем, что в нем содержится графит шаровидной формы. Она получается за счет введения в жидкий сплав специальных модификаторов (Mg, Се). Количество графитных включений и их линейные размеры могут быть различными.

Чем хорош шаровидный графит? Тем, что такая форма минимально ослабляет металлическую основу, которая, в свою очередь, может быть перлитной, ферритной или перлитно-ферритной.

Благодаря применению термической обработки или легирования основа чугуна может быть игольчато-трооститной, мартенситной, аустенитной.

Марки высокопрочного чугуна бывают различны, но в общем виде обозначение его таково: ВЧ 40-5. Легко догадаться, что ВЧ – это высокопрочный чугун, число 40 – показатель предела прочности при растяжении (кгс/мм²), число 5 – относительно удлинение, выражаемое в процентах.

Ковкий чугун

Структура ковкого чугуна заключается в наличии в нем графита в хлопьевидной или шаровидной форме. При этом хлопьевидный графит может иметь различную дисперсность и компактность, что, в свою очередь, оказывает непосредственное влияние на механические свойства чугуна.

В промышленности ковкий чугун производится зачастую с ферритной основой, которая обеспечивает большую пластичность.

Внешний вид излома ферритного ковкого чугуна имеет черно-бархатистый вид. Чем выше количество перлита в структуре, тем светлее будет становиться излом.

В целом же, ковкий чугун получается из отливок белого чугуна благодаря длительному томлению в печах, нагретых до температуры 800–950 градусов Цельсия.

На сегодняшний день есть два способа изготовления ковкого чугуна: европейский и американский.

Американский метод заключается в томлении сплава в песке при температуре 800-850 градусов. В этом процессе графит располагается между зернами чистейшего железа. В итоге чугун приобретает вязкость.

В европейском методе отливки томятся в железной руде. Температура при этом составляет около 850-950 градусов Цельсия. Углерод переходит в железную руду, за счет чего поверхностный слой отливок обезуглероживается и становится мягким. Чугун становится ковким, а сердцевина сохраняет хрупкость.

Маркировка ковкого чугуна: КЧ 40-6, где КЧ – это, разумеется ковкий чугун; 40 – показатель прочности при растяжении; 6 – относительное удлинение, %.

Прочие показатели

Что касается разделения чугунов по прочности, то здесь применяется следующая классификация:

Обычная прочность: σв до 20 кг/мм².
Повышенная прочность: σв = 20 — 38 кг/мм².
Высокая прочность: σв = 40 кг/мм² и выше.

По пластичности чугуны разделяются на:

Непластичные – относительное удлинение менее 1%.
Малопластичные – от 1% до 5%.
Пластичные – от 5% до 10%.
Повышенной пластичности – более 10%.

В заключение также хотелось бы обязательно отметить, что на свойства любого чугуна довольно существенное влияние оказывает даже форма и характер заливки.

Что такое чугунное литье | Недвижимость | Типы

Что такое чугунное литье?

Чугунное литье является известной процедурой, применяемой в производстве. Этот процесс включает плавление материала и его заливку в форму. Полая полость в форме помогает добиться желаемой формы изготавливаемого изделия. Затем материалу дают затвердеть, чтобы он соответствовал используемому образцу. Как только материал затвердеет, его вынимают из формы. Это должно завершить процесс. Чугунное литье полезно при производстве различных компонентов, которые могут использоваться во многих отраслях промышленности.

Для литья используются разные материалы. К ним относятся металлы и другие материалы, которые легко плавятся и отверждаются в сочетании с другими ингредиентами. Наиболее часто используемыми материалами являются глина, бетон и гипс. Если вы хотите получить сложную форму или форму, чугун — идеальный процесс для использования.

Свойства чугуна

Чугун обладает различными свойствами, которые делают его полезным для производства. Эти свойства также являются причиной того, что многие отрасли промышленности предпочитают чугунное литье другим методам.

Твердость

Устойчив к истиранию и вдавливанию. Это гарантирует, что отливки не будут иметь царапин и будут гладкими, как это необходимо.

Стойкость к усталости

Материал может выдерживать самые высокие нагрузки в течение многих циклов без разрушения.

Прочность

Чугун прочен и надежен. Обладает высокими энергетическими характеристиками. Его долговечность надежна.

Гибкость

Может менять свою форму, не ломаясь. Это полезно, особенно при создании сложных форм и конструкций.

Эластичность

Это позволяет материалам возвращаться к своей первоначальной форме после деформации.

Прочность на растяжение

Позволяет материалу выдерживать максимальное продольное напряжение без разрушения.

Ключевые преимущества чугунного литья

Чугунное литье может дать множество преимуществ. Эти плюсы являются вескими причинами, по которым чугунное литье стало популярным и востребованным в наши дни.

Более высокий уровень прочности

Чугун прочен. Он кажется прочнее, пластичнее и жестче, чем чистое железо. Его прочность делает его идеальным для производства различных материалов, которые могут использоваться в промышленности. Прочность чугуна надежна в том смысле, что его можно эффективно использовать в любой сложной конструкции, форме и размере конечного продукта.

Текучесть

Самое лучшее в чугунном литье то, что материалы легко плавятся. Это обеспечивает максимальную плавность, делая процесс простым и легким. Затем он экономит время, деньги и ресурсы, поскольку процесс может производить больше продуктов за более короткий промежуток времени.

Полезный

Чугун полезен, так как он может придавать ему различные формы, размеры и формы. Любая отрасль найдет чугунное литье подходящим для своих нужд. Это позволяет инженерам-проектировщикам создавать больше продуктов, которые могут быть более эффективными для промышленности.

Низкие эксплуатационные расходы

Чугун прочен и обладает свойствами, которые позволяют ему служить в течение более длительного времени. Его прочность и гибкость делают его практически не требующим обслуживания. Изделия из чугуна обеспечивают долговечность без частой замены или ремонта.

Типы чугуна

Чугун широко используется в коммерческих и потребительских целях. Не многие знают, что существуют разные виды чугуна.

1. Серый чугун

Это самый распространенный чугун. Они получили свое название из-за наличия мелких трещин, которые придают ему серый цвет. Это в основном используется во многих приложениях, особенно для кухонных кастрюль и другой посуды.

2. Белый чугун

Возможно, он не так популярен, как серый чугун, но все же пользуется большим спросом. Соединения железа, известные как цементит, вызвали его белый цвет.

3. Высокопрочный чугун

Другим термином для этого является чугун с шаровидным графитом. Его пластичность обусловлена сплавом железа с высоким содержанием углерода.

4. Ковкий чугун

Инженеры назвали бы этот тип «рабочим чугуном». Он использует тепло для создания конечного продукта.

Методы литья чугуна

Существуют различные методы производства литья чугуна. Они основывали выбор метода на типе производимого продукта.

Литье в песчаные формы

Этот метод также известен как литье в песчаные формы. Этот метод предполагает использование одноразовых песчаных форм. Литье в песчаные формы позволяет производить различные чугунные компоненты различных форм, форм и размеров.

Литье по выплавляемым моделям

Этот метод основывается на концепции испарения. Для узоров используется пена. Из-за низкой температуры кипения пены. Основным преимуществом литья по выплавляемым моделям является то, что процесс становится быстрее и проще.

Общие области применения чугуна

Область применения чугуна может быть обширной. От этого выигрывают многие отрасли, поэтому его популярность и спрос на рынке остались на хорошем счету. К числу распространенных применений чугуна относятся:

Используется при изготовлении якорей для кораблей
Используется в производстве труб
Может использоваться при изготовлении автомобильных деталей, таких как шестерни кастрюли и другая кухонная утварь
Используется при изготовлении некоторых бытовых приборов и инструментов.

Чугун используется во многих отраслях промышленности и ремесел. Инженеры-конструкторы полагаются на этот процесс из-за его эффективности. Сегодня на рынке существует множество поставщиков чугунного литья. Выбор лучшей компании предоставит вам лучшие услуги чугуна, в которых вы нуждаетесь.

Производитель и поставщик чугунного литья

JC Casting – ведущая компания по литью по выплавляемым моделям, работающая с 19 лет.97. Наш многолетний опыт предоставил клиентам лучшие услуги и продукты. На сегодняшний день мы уже известная литая инвестиционная компания, обслуживающая разные страны. Мы экспортируем в такие страны, как Америка, Япония, Германия и многие другие. JC Casting обслуживает различные материалы от легированной стали до алюминия. Мы предлагаем широкий выбор дизайнов и форм, которые могут использовать отрасли и предприятия.

Компания JC Casting гордится качеством предлагаемых нами продуктов и услуг. Мы поставляем только лучшее по ценам, приемлемым для наших клиентов. Удовлетворение потребностей клиентов является нашей основной целью в JC Casting.

По вопросам и расценкам на нашу литейную продукцию и услуги, пожалуйста, свяжитесь с нами по телефону +86 181 05467890 . Вы также можете отправить нам электронное письмо по адресу [email protected] . Мы будем рады помочь вам.

Типы чугуна (стр. 1), серый и ковкий чугун

Марки чугуна

Для большинства современных автомобильных и потребительских применений чугун делится на 4 отдельные категории:

Серый чугун (эта страница)
Высокопрочный чугун ( эта страница)
Austempered Ductile Iron (страница 2)
Чугун с уплотненным графитом Стр. 2)

В Северной Америке есть 2 промышленных общества, которые берут на себя ответственность за организацию и управление программами по регулированию и совершенствованию технологических процессов:

American Foundry Общество (AFS)
Общество по производству высокопрочного чугуна (DIS)

Сравнение графита – микрофотографические исследования

Серый чугун – Пример микрофотографии Ковкий чугун – Пример микрофотографии Высокопрочный чугун с аустенитным отпуском – микрофотографияЧугун с уплотненным графитом – микрофотография
Чугун представляет собой сплав железо-углерод-кремний, содержащий более 2% углерода, который заливают в форму, содержащую негатив желаемой окончательной формы.
Механические свойства и поведение материала зависят от морфологии графита, который образуется в железной матрице в результате терморегулирования процесса и добавления элементов для получения желаемой формы графита. Все чугуны затвердевают в результате сложной эвтектической реакции, в которой участвуют Fe, C и Si. Есть также влияние Cu, Mn, S и P.
Серый чугун
Серый чугун — это самая простая, самая распространенная и самая дешевая форма чугуна в мире. Микроструктура железа характеризуется качествами «чешуйчатого графита» в виде: а) типа, б) размера и в) матрицы.
Серый чугун обладает превосходными литейными свойствами и обрабатываемостью, что делает его очень ценным для тяжелых деталей. Кроме того, серый чугун обладает превосходными демпфирующими и тепловыми свойствами, что делает его идеальным для автомобильных тормозных систем. Хотя он прочный, он также хрупкий.
Типы чешуйчатого графита
Серый чугун на сегодняшний день является наиболее распространенным из чугунов.

Наряду со сталью это наиболее широко используемый инженерный сплав. В 1 веке автомобильной промышленности это был предпочтительный материал для блоков цилиндров, головок и многих других компонентов трансмиссии. Название происходит от внешнего вида поверхности излома, которая имеет серый цвет. В сером чугуне графит затвердевает в виде взаимосвязанных чешуек, как показано выше в 3D-микроскопии с помощью сканирующего электронного микроскопа. Сгруппированные формы графита сравнивают с картофельными чипсами, склеенными вместе в центральном месте. Центральная точка — исходное графитовое ядро. Каждый кластер чешуек определяет эвтектическую ячейку в сером чугуне. Эвтектические ячейки несколько аналогичны зернам в других металлах. Прочность железа повышается за счет более мелких размеров ячеек.
Форма графита в сером чугуне является важным фактором, определяющим свойства сплава. Форма и размер графита могут заметно различаться в зависимости от скорости охлаждения и содержания сплава. Наиболее распространенная форма, описанная в предыдущем абзаце, называется
Type A . Пять типов графита в сером чугуне классифицируются как b ASTM.
Тип A Чешуйчатая структура
Графит типа A имеет равномерное распределение и случайную ориентацию. Как правило, он обеспечивает наилучшие свойства и обычно используется для компонентов трансмиссии.
Серый чугун – Тип А
Структура хлопьев типа B
Графит типа B выглядит как розетки со случайной ориентацией. Это чаще всего происходит в почти эвтектических сплавах, которые неправильно модифицированы и содержат очень мало зародышей графита. Графит типа B часто встречается на поверхности отливки, где в остальном он относится к типу A.
Серый чугун – тип B
Структура чешуек типа C
Графит типа C встречается в заэвтектических чугунах (CE больше 4,3), в которых графит образуется в качестве первичной фазы. Этот первичный графит называется графитом Киша. Его присутствие снижает свойства при растяжении, что может быть желательным для некоторых специальных применений.
Серый чугун – Тип C
Структура хлопьев типа D
Графит типа D возникает в результате междендритной сегрегации в быстро охлажденных чугунах. Он состоит из мелких беспорядочно ориентированных чешуек между аустенитными дендритами. Тип D может привести к более высоким свойствам при растяжении, но может быть трудным для термической обработки из-за сегрегации.
Серый чугун – тип D
Структура чешуек типа E
Графит типа E похож на тип D, но с ориентированными чешуйками между ветвями аустенитных дендритов. Чаще всего это происходит в чугунах с очень низким углеродным эквивалентом.
Серый чугун – Тип E
Размер чешуйчатого графита
В дополнение к типу графита ASTM установила спецификации для размера графита. Это определяется путем сравнения количества хлопьев на микрофотографии со 100-кратным увеличением со стандартной диаграммой.

Механические свойства серого чугуна
Как правило, серый чугун имеет низкую прочность и очень низкую пластичность. Чешуйки графита действуют как крошечные внутренние трещины, которые создают усиление напряжения. Это позволяет трещинам очень легко распространяться по материалу, что снижает прочность, пластичность и ударную вязкость (вязкость разрушения). Серый чугун определяется номером класса, который соответствует номинальной прочности сплава на растяжение. Например, серый чугун класса 30, который был типичным для блока цилиндров, имеет номинальную прочность на растяжение 30 000 фунтов на квадратный дюйм (207 МПа). Поскольку серый чугун имеет очень низкую пластичность, предел текучести и процентное удлинение, эти свойства редко измеряются или указываются. Поскольку YTS и UTS настолько близки (удлинение менее 1%), серый чугун классифицируется как «хрупкий материал». Другой способ определения серого чугуна – по твердости материала. Общество инженеров-автомобилестроителей (SAE) опубликовало стандарт материала для чугуна SAE J431, учитывающий как свойства прочности на растяжение, так и свойства твердости. Кроме того, каждый автомобильный OEM-производитель имеет собственный набор стандартов, регулирующих свойства серого чугуна, и специальные методы испытаний, необходимые для измерения качества материала.
Прочность и твердость
Прочность и твердость серого чугуна зависит как минимум от четырех основных факторов:
Углеродный эквивалент
Содержание сплава
Модификация
Скорость затвердевания
1 900 Углеродный эквивалент.
Углеродный эквивалент (CE)
Для чугуна формула углеродного эквивалента (CE) используется для понимания того, как легирующие элементы будут влиять на характеристики отливки. Он используется в качестве предиктора прочности чугуна, поскольку дает приблизительный баланс аустенита и графита в конечной структуре.
CE = %C + 0,33 (%Si) + 0,33 (%P) – 0,027 (%Mn) + 0,4 (%S)
CE < 4,3%, доэвтектическое поведение при затвердевании
CE = 4,3, эвтектическое поведение при затвердевании
CE > 4,3%, заэвтектическое поведение во время затвердевания
Прочность на растяжение по сравнению с углеродным эквивалентом (CE) Влияние добавок кремния на фазовая диаграмма Fe-C
Содержание сплава
Наиболее эффективными элементами для серого чугуна являются углерод и кремний. Когда цель состоит в том, чтобы разлить чугун по эвтектике, чтобы предотвратить образование карбидов железа, можно использовать ковшовые добавки кремния для модификации расплавленного сплава, чтобы всегда достигался эвтектический эквивалент. Используя расчет CE и подтверждая соответствующее количество добавок ферросиликата, клиновидный блок используется для подтверждения того, что серый чугун находится на желаемом уровне CE.
Углерод и кремний
По сравнению с обычными марками стали содержание углерода в сером чугуне примерно в десять раз выше. Поскольку стальной лом составляет большую часть шихты расплава для чугунолитейного производства, углерод обычно приходится добавлять в какой-то момент процесса либо в основную шихту, либо после того, как железо находится в расплавленном состоянии. Поскольку в стальном шихтовом ломе очень мало углерода, металлургу необходимо учитывать все металлические шихтовые материалы (сталь, железный лом, чугун) в основной печи. Добавки, повышающие содержание углерода, в значительной степени зависят от метода плавки (плавка в вагранке с коксом приводит к повышению уровня углерода), количества используемого кремния и наличия дешевого графита. Однако по мере перехода чугунолитейной промышленности от вагранки к индукционной плавке с аналогичными высокими добавками стального лома в шихту требуются альтернативные добавки в ковше, в потоке или в литейной форме для получения чешуек типа А в сером чугуне.
Методы модифицирования
С переходом на индукционную плавку литейные заводы тщательно загружают в свои индукционные ковши тщательно взвешенные количества стального лома, лома железа и более дорогого чугуна. Сегодня большее количество низкоуглеродистой стали может быть получено за счет добавления модификаторов ферросилиция (FeSi). Процесс модифицирования включает добавление от 0,05 до 1% специального сплава FeSi, содержащего контролируемые количества одного или нескольких тщательно отобранных элементов для дальнейшего улучшения морфологии графита. Объяснение того, как эти тщательно отобранные элементарные добавки, включая Al, Ca, Ba, Sr, Ce, La, Mn, Bi, S, O и Zr, можно найти в Таблице 1.0 Структурные эффекты элементарных добавок к чугуну, показанной ниже. . В дополнение к повышению уровня кремния модификатор создает центры зародышеобразования, которые способствуют осаждению и росту графита, а также затвердеванию железа на основе стабильной системы Fe-C.
Когда необходимо приобрести углерод для добавления, дополнительный материал обычно имеет форму графита. Добавки графита часто поступают из угольных электродов, ранее использовавшихся в сталеплавильных печах.
Цель модифицирования
Целью модифицирования является стимулирование гетерогенного зародышеобразования графита путем введения элементов, образующих подходящие субстраты, которые будут действовать как зародыши и инициировать желаемое образование графита. Способствуя стабильному затвердеванию эвтектики, модифицирование позволяет C выходить из раствора в подходящей форме графита, а не в виде карбида железа.
С тщательным контролем, использование инокулятного добавления поможет:
Избегайте образования карбидов (цементит)
Поощрение формирования графита
Уменьшите сегрегацию
Уменьшение ухудшения
Улучшение Маханируемости
. однородная структура
Увеличение пластичности
Эффект модифицирования представлен на рисунке ниже (Эффект модифицирования), где кривые охлаждения для немодифицированного железа обозначены черной пунктирной линией, а для модифицированного железа указаны в виде синей сплошной линии.
Модифицирование может происходить при выпуске, в ковше, в потоке во время литья или даже внутри формы. Модифицирующие сплавы доступны в гранулированной форме, упакованы в проволоку или отлиты/прессованы в различные формы. Размер регулируется в зависимости от точки добавления, времени и температуры, доступных для растворения в расплавленном железе. Как правило, количество добавок может быть уменьшено, если модифицирование происходит как можно ближе к заливке чугуна в форму, поэтому модифицирование «в потоке» гранулами FeSi является наиболее распространенным методом добавления.
Эффект модифицирования
На кривых охлаждения для железа без модифицирования (черная пунктирная линия) и модифицированного железа (синяя сплошная линия) влияние проявляется как снижение степени переохлаждения до образования графита (красная стрелка). ). Модификация также продлевает образование и рост графита, тем самым увеличивая время затвердевания (зеленая стрелка).
Влияние прививки на кривую охлаждения Формы испытаний на охлаждение – результаты показывают стабильность состава железа и обработки для предотвращения образования карбидов. Клиновидное охлаждение – показывает, сколько белого железа образуется из количества углерода, кремния, эффективности модифицирования и температуры заливки. Этот тест был заменен показанным выше тестом термического анализа.
При промышленном производстве чугуна модифицируют как серый, так и ковкий чугун, но серый чугун обычно требует меньших модифицирующих добавок, в зависимости от состава железного сплава, метода плавки и состава шихты. Внесение ферросилиция преобразует структуру из переохлажденного графита (графит типа E в сером чугуне) в полностью чешуйчатый или сфероидальный графит, как показано ниже.
Влияние модифицирования на структуру графита в сером и ковком чугуне
Прочие элементы
Поскольку прочность чугуна зависит от содержания феррита по сравнению с содержанием перлита, для повышения прочности добавляются легирующие элементы, подавляющие образование феррита и увеличивающие количество перлита. Для изучения аффектов был изучен ряд элементов и даны общие описания. Для этой цели используются легирующие элементы, такие как хром (Cr), молибден (Mo) и вольфрам (W). Эти элементы способствуют образованию карбидов и повышают твердость железа. Дополнительную информацию см. в Таблице 1.0 Структурные эффекты добавок элементов к чугуну, приведенной ниже.
Ковкий чугун
Ковкий чугун (также называемый графитом с шаровидным графитом) прочнее серого чугуна, более прочен и намного дешевле для литья сложных деталей, чем формование стали. Микроструктура железа характеризуется качеством «Узловатость» (округлость), размером узелков и плотностью узлов (узелков на мм²).
Ковкий чугун считается прочным материалом для деталей шасси (например, сталь), если его морфология является ферритной. В то время как прочность может быть увеличена путем использования добавок к сплаву для продвижения перлита вокруг конкреций, результирующий % удлинения снижается.
Резюме
Ковкий чугун прочнее и пластичнее (жестче), чем серый чугун. Он образуется путем обработки железа с относительно высоким углеродным эквивалентом узелковым агентом, таким как магний (наиболее распространенный) или церий, для образования графитовых сфер, которые растут во время затвердевания. Наиболее распространены автомобильные детали, требующие высокой прочности и ударной вязкости при воздействии нагрузок, связанных с термоциклированием или ударами. Типы деталей включают: коленчатые валы, распределительные валы, выпускные коллекторы, поворотные кулаки, рычаги подвески, держатели дифференциала, пружинные хомуты и тому подобное. В сантехнике и трубопроводной промышленности использование ковкого чугуна стало большим достижением в производстве труб, соединений и клапанов, которые были менее дорогими, чем альтернатива из ковкого чугуна. При всех этих применениях ковкий чугун получает все большее применение, часто вытесняя конструкции из серого чугуна, так что можно добиться снижения веса за счет улучшенных механических свойств.
Историческая справка
На ежегодной конференции AFS 1948 г. участникам конференции была представлена новая морфология железа: ковкий чугун. Создателем этого нового материала обычно считается Кит Миллс, однако в первоначальном патенте 1949 года, переданном Международной никелевой компании (INCO), указаны три человека: Кит Дуайт Миллис, Альберт Пол Ганнебин и Норман Боден Пиллинг. В своем патенте (US 2485760A) изобретателям приписывают изобретение «литого ферросплава для производства ковкого чугуна путем обработки магнием».
Являясь патентообладателем ковкого чугуна с обработкой магнием, INCO продвигала преимущества свойств материала и знакомила дизайнеров и инженеров с ковким чугуном путем распространения технической литературы и проведения семинаров. По мере распространения знаний о свойствах и экономичности ковкого чугуна его использование резко возросло в пятидесятых и начале шестидесятых годов. После прекращения продвижения INCO ковкого чугуна в 1966 году рост рынка ковкого чугуна продолжал опережать рост рынка литья других черных металлов, но по мере того, как инженеры и дизайнеры, которые извлекли выгоду из первых усилий INCO по продвижению, ушли на пенсию, их заменило новое поколение, которое не было ознакомились с технологией процесса из своей академической подготовки. По этой причине было создано Общество ковкого чугуна (DIS) для обучения и ликвидации разрыва в знаниях с новыми поколениями металлургов, инженеров-конструкторов и инженеров-технологов.
Десульфуризация
Обработка ковкого чугуна имеет чрезвычайно важное значение для определения его свойств. Начальным этапом производства ковкого чугуна является удаление избыточной серы из расплавленного чугуна. В серый чугун иногда добавляют серу, поскольку она способствует образованию графитовых чешуек. По этой причине он должен быть практически исключен из расплавов ковкого чугуна. Есть некоторые литейные заводы, которые перерабатывают как серый, так и ковкий чугун из одного и того же шихтового материала, поэтому любой лом серого чугуна, перерабатываемый внутри компании, будет содержать серу, которую необходимо удалить. Удаление серы включает добавление CaO или какого-либо другого агента. Следует отметить, что литейные заводы, которые специализируются только на обработке ковкого чугуна, могут иметь возможность избежать обширных процедур десульфурации, но они всегда должны следить за этим при измерении химического состава.
Нодуляризация с использованием конверсии магния
Уникальной стадией обработки ковкого чугуна является шарообразование графита. На этом этапе к расплавленному сплаву добавляют магний для создания остаточного уровня Mg примерно 0,03-0,06%, что является количеством, необходимым для образования сфероидов из графита. К сожалению, Mg испаряется при температуре значительно ниже температуры плавления чугуна с шаровидным графитом, поэтому для достижения такой конверсии были разработаны инновационные методы конверсии:
Конверсия в открытом ковше
Извлечение Mg при конверсии = 20-25%
Десульфурация основного сплава перед конверсией важна
Реакция бурная и не рекомендуется для обеспечения безопасности
Очень дымно во время конверсии
Извлечение Mg при конверсии = 40-45%
Десульфурация основного сплава перед конверсией важна
Реакция бурная, но снижается, поскольку ковш глубже и имеет карман для обработки
Все еще дымится во время конверсии и нуждается в вентиляционном колпаке
Конверсия промежуточного ковша
Извлечение магния при конверсии = 60-65%
Десульфуризация основного сплава менее критична 90% от конверсии в открытом ковше
Конвертерный метод Джорджа Фишера
Извлечение магния = 70% (используется магниевая стружка)
Десульфурация основного сплава, как правило, не требуется
Закрытый конверсионный сосуд содержит реакционную смесь
Безопасен для больших объемов ковша
Конверсия в литейной форме
Извлечение магния при конверсии = 70% (используется магниевая стружка)
Десульфурация основного сплава менее критична реакция
Обычно в сочетании с автоматическим разливочным ковшом для регулирования потока

Конверсия магния
Конверсия в разливочном ковше является наиболее распространенным методом конверсии и считается безопасным:
Извлечение магния 60-65%, низкое выделение дыма, снижение потерь углерода.
Существуют и другие методы конверсии с различной степенью безопасности и эффективности извлечения магния: конверсия в открытом ковше (извлечение 20–25% Mg), конверсия в сэндвич-ковше (извлечение 40–45 Mg), конвертер Джорджа Фишера (извлечение 70% Mg), Конверсия в форме (извлечение 75% Mg)
Разливочный ковш – поперечное сечение
Обесцвечивание магния
Еще одна проблема, связанная с образованием комков, заключается в обесцвечивании Mg с течением времени, что представляет собой тенденцию Mg к постепенному испарению (или окислению) из раствора, когда поверхность ковша находится в контакте с воздухом. Когда Mg исчезает из состава сплава, уменьшается шаровидность, и механические свойства неожиданно меняются. Для предотвращения выгорания в открытом ковше сплав необходимо разливать в течение фиксированного промежутка времени (как правило, 10-12 минут). Однако при использовании закрытой автоматической разливочной станции этот срок может быть увеличен до часа, если используется инертный защитный газ для предотвращения контакта расплава с воздухом, тем самым предотвращая окисление магния.
Модификация
Последним этапом перед заливкой является модификация, которая также выполняется теми же методами, что и серый чугун. Как описано в разделе, посвященном серому чугуну, сплавы ферросилиция обычно добавляют в расплав непосредственно перед заливкой, чтобы обеспечить места для зародышеобразования графита. Более совершенные и более поздние методы инокуляции обеспечат более мелкое распределение конкреций и высокую плотность конкреций (количество конкреций на мм²). Количество узелков 200 и более часто указывается для более тонких срезов, но такого более высокого количества трудно достичь в толстых или тяжелых срезах.
Сравнительная таблица плотности конкреций из ковкого чугуна (100x)
Ферритные и перлитно-графитовые конструкции
Из-за высокой скорости удлинения, достижимой для литых ферритных марок ковкого чугуна, автомобильные конструкторы, ответственные за критически важные для безопасности конструкции шасси, предпочитают использовать ковкий чугун. Для дизайнеров автомобилей ковкий чугун считается ценным материалом, потому что он дешевле, чем альтернативы, такие как кованая сталь, кованый алюминий или даже алюминиевые отливки, обработанные раствором. Благодаря высоким свойствам относительного удлинения и ударной вязкости, присущим литым конструкционным деталям из ковкого чугуна, конструкторы автомобильных шасси имеют низкозатратный производственный процесс, который позволяет их конструкциям пройти строгие требования к краш-тестам. Однако, когда эти же конструкторы рассматривают возможность снижения общего веса автомобиля, они начинают указывать более прочные марки ковкого чугуна. Однако в то же время конструкторы также требуют высокой пластичности, измеряемой % удлинения при обычных производственных испытаниях на растяжение. Таким образом, теперь у нас есть марки железа, которые зависят от некоторого количества перлита в морфологии железа для увеличения YTS, но при этом сохраняют удлинение > 8%. Поэтому тщательный анализ морфологии железа должен сочетаться с проверкой механических свойств, чтобы можно было строго контролировать химический состав сплава, чтобы получить ожидаемые результаты после извлечения образцов из литых деталей.

Отливки из ковкого чугуна, используемые для изготовления автомобильных шасси.
Металлографический анализ
Возможность оценки микроструктуры ковкого чугуна в литейном производстве особенно важна при использовании составов сплавов, в которые в сплав добавляют олово (Sn) или медь (Cu) с целью поднятия перлитных образований вокруг графитовых конкреций. Интерпретация этих типов микрофотографий и их корреляция с механическими свойствами очень важны для установления значимых пределов химического состава сплава, когда железо плавится и заливается на производственную линию.
Микроструктура пластин толщиной 2,5 мм: нелегированная – слева, легированная 0,5 % меди – справа. Нитал травленый.
Изображение предоставлено для приведенных выше изображений микроструктуры:
Стефанеску, Дору М. и др., «Металлургия и механические свойства при растяжении тонкостенных чугунов с сфероидальным графитом», Международный журнал исследований литых металлов, 2003 г., том. 16 № 1-3.
https://www.researchgate.net/publication/260037434_The_Metallurgy_and_Tensile_Mechanical_Properties_of_Thin_Wall_Spheroidal_Graphite_Irons
Перлитный ковкий чугун
Когда свойства удлинения не так важны, как YTS и UTS, обычно используются контролируемые добавки Cu и Sn для стимулирования образования перлита вокруг графитовых конкреций. Было обнаружено, что количество образовавшегося перлита пропорционально улучшенной прочности на растяжение с экспоненциальным уменьшением % удлинения.
Изображение предоставлено:
Общество ковкого чугуна рис. 3.16
https://www.ductile.org/didata/Section3/Figures/pfig3_16.htm
DIS Рисунок 3.16 Свойства при растяжении в зависимости от добавок Cu и Sn
Промышленные спецификации
На приведенной ниже диаграмме Общество автомобильных инженеров (SAE) публикует красивую диаграмму, в которой добавки к сплаву используются для изменения структуры от 100% феррита до повышения уровня перлита в морфологии железа. SAE классифицирует материалы по UTS (минимальное ожидание) и ожидаемому % удлинения. Как показано на рисунке 3.16 DIS, % удлинения уменьшается экспоненциально, в то время как механические свойства увеличиваются логарифмически.
Изображение предоставлено для диаграммы выше:
Общество ковкого чугуна – РАЗДЕЛ XII. СПЕЦИФИКАЦИИ
https://www.ductile.org/didata/Section12/12intro.htm
Испытание свойств на растяжение
Литейный цех по производству ковкого чугуна должен иметь возможность надлежащим образом испытывать образцы на растяжение более тщательно, чем литейный цех по производству серого чугуна. Оценка ковкого чугуна в соответствии с любой основной технической спецификацией потребует измерения YTS, UTS, % удлинения, образцов для удара по Шарпи и твердости по Бринеллю. Таким образом, в дополнение к проведению спектрографического и металлографического анализа литейный цех должен иметь точный прибор для испытаний на растяжение.
Определение YTS (предела текучести при растяжении)
В связи с требованием высокой прочности при растяжении и минимальной потери пластичности, измеряемой в % относительного удлинения, необходимо уделять особое внимание испытаниям на растяжение как части производственного процесса. Теперь у нас есть марки железа, которые зависят от некоторого количества перлита в морфологии железа для увеличения YTS, но при этом сохраняют удлинение > 8%. Поэтому тщательный анализ морфологии железа должен сочетаться с проверкой механических свойств, чтобы можно было строго контролировать химический состав сплава, чтобы получить ожидаемые результаты после извлечения образцов из литых деталей. Имея это в виду, определение YTS на основе метода смещения 0,2% должно основываться на использовании принятой интерпретации на основе программного обеспечения. Кроме того, все испытательные лаборатории, связанные с измерением свойств при растяжении для данной категории продуктов, должны сравнивать результаты с помощью «циклических» форм испытаний. Все задействованные лаборатории должны демонстрировать разумную взаимосвязь между объектами и операторами.

Дополнительная информация:
Таблица 1.
0 Структурные эффекты элементных добавок к чугуну
Алюминий
.
Сурьма
.
.
Висмут
.
.
Бор ≤ 0,15%
.
Бор > 0,15%
.
Хром
.
.
.
Медь
.
Марганец
.
Молибден
.
Никель
.
Кремний
.
Теллериум
.
.
.
Олово
.
.
Титан < 0,25%
.
Ванадий
Сильный графитизатор
.
Небольшой эффект в использованном количестве
.
Карбидный промотор, но не карбидный формирователь
.
Сильный графитизатор
.
Твердосплавный стабилизатор
.
Сильный формирователь карбида. Образует сложные карбиды, которые очень стабильны
.
Мягкий графитизатор
.
Мягкий твердосплавный формирователь
.
Мягкий твердосплавный формирователь
.
Графитизатор
.
Сильный графитизатор
.
Очень сильный карбидный активатор, но не стабилизатор
.
Небольшой эффект от использованного количества
.
Графитизатор.
.
Сильный карбидообразователь
Способствует формированию феррита и графита
.
Сильный стабилизатор перлита
.
.
Стабилизатор очень мягкого перлита
.
.
Способствует образованию графита
.
Прочный перлитный фиксатор
.
Сильный перлитообразователь
.
.
.
Способствует образованию перлита
.
Перлитный формирователь
.
Сильный перлитообразователь
.
Мягкий формирователь перлита
.
Способствует образованию феррита и графита
.
Очень мягкий стабилизатор перлита
.
.
.
Прочный перлитный фиксатор
.
.
Способствует образованию графита
.
Сильный формирователь перлита
Чугунные сковороды
— все, что вам нужно знать
Поговорим о качественных чугунных сковородках. Из всех инструментов на вашей кухне ни один не стоит усилий больше, чем ваша надежная чугунная сковорода. Они недороги, служат всю жизнь и являются верным способом убедиться, что у вас есть все необходимое для выполнения работы.
Конечно, нет лучшего способа произвести впечатление на людей, чем полностью оборудованная кухня. Это придает определенный уровень доверия даже тем, кто, вероятно, не заслуживает этого. И наличие всех кастрюль, сковородок, ножей, мерных чашек, дуршлагов, мисок и взбивалок в изобилии — это не плохая вещь ; но это определенно не свидетельствует об опытном или опытном поваре. Черт, талантливый художник может сделать больше с помощью карандаша и салфетки, чем некоторые люди могут сделать при поддержке полноценной студии. Фотограф, достойный их соли, может сильнее ударить по iPhone, чем воин выходного дня с DSLR за 3000 долларов. Это путь мира.
Мы считаем, что чугунные сковороды — это универсальные рабочие лошадки на каждой кухне, и мы не думаем, что они получают должное признание. Что ж, теперь это меняется.
Что, черт возьми, такое чугунная сковорода?
Чугун — один из самых разнообразных материалов для приготовления пищи на планете. Он используется в кулинарии с V века до нашей эры — да, серьезно. Чугун также использовался во всех видах древнего вооружения, от пушек и артиллерии до строительных материалов и котлов. Буквально тысячи лет люди использовали чугун, чтобы строить мир.
С научной точки зрения чугун является превосходным материалом для приготовления пищи, поскольку это очень плотный пористый металл. На кухне это означает, что, хотя для нагрева требуется некоторое время, чугун отлично нагревается, нагревается очень равномерно и сохраняет тепло, бесспорно, лучше, чем любой другой материал для приготовления пищи.
Сегодня чугун чаще всего используется в кухонной посуде, потому что он сравнительно недорог (по сравнению с другими типами посуды), прост в обслуживании и может использоваться где угодно, от плиты до костра.
Существует множество компаний, производящих кухонную посуду, которые специализируются на чугунных сковородках и других сковородках, кастрюлях и чайниках. Они бывают разных форм и размеров для разных целей, но самое лучшее в них то, что независимо от того, насколько утонченными или точнейшими являются их приложения, обычная сковорода может покрыть большую часть того, что вы готовите, будь то идеальное тушение. свиную лопатку, обжаривание толстого стейка, жарение цыпленка, выпечку лучшего кукурузного хлеба в вашей жизни или даже приготовление блинчиков с беконом по воскресеньям.
Мы узнаем больше о , почему люди любят чугун так, как они это делают ниже, но важная информация, которую необходимо знать, заключается в следующем: они недороги, они буквально переживут вас, они готовятся невероятно равномерно, сохраняют хорошо нагреваются, при правильном уходе являются антипригарными и могут использоваться буквально где угодно. Вы можете положить одну из этих вещей на поверхность солнца, и она все равно приготовит вам идеальные сверхлегкие яйца.
Почему чугун лучше?
Эй, мужик, мы поняли. Мы только что сказали вам, что вы, вероятно, можете готовить лучше на посуде, которой 2500 лет, чем на большей части того, что вы получили бы из причудливой высококачественной посуды, которую вы видите во всех тех видео на YouTube, которые вы заливали последние несколько месяцев. .
Вы, возможно, также читали ту ерунду в колонке советов Esquire, где автор говорит, что его антипригарная сковорода с медным сердечником за 150 долларов может сделать все, что может сделать сковородка Lodge за 15 долларов (кстати, вы неправильно написали «Revere Ware» железо, отрицающее язычников).
В любом случае, мы поняли. Вы проницательны, умны и скептичны.
Но нам нужна причина, по которой миллионы людей до сих пор готовят на чугуне спустя 2500 лет после того, как он был впервые обнаружен, и почему так много людей готовы бороться с бездельниками Esquire Персонал в свою защиту.
Если вы ищете идеально прожаренный стейк, вы не жили, пока не приготовили его в чугунной сковороде. Если вы ищете идеальную яичницу, вам подойдет чугун. Если вы пытаетесь приготовить сливочную пиккату из лосося, которая заставит ваши гребаные пальцы ног сжаться, чугун — ваш бриллиант в необработанном виде.
В двух словах: Сковородки недороги и невероятно прочны, просты в использовании, универсальны, могут использоваться для приготовления большинства блюд в большинстве мест, всегда готовы к работе и Эсквайр полон лжецов.
Что такое «приправа» и как поддерживать чистоту чугунной сковороды?
Самая большая «проблема», с которой люди сталкиваются с чугунными сковородками и другой чугунной посудой, заключается в том, что требуется немного труда и усилий, называемых «приправами», которые необходимо приложить для их очистки, хранения и обслуживания. В этом нет ничего сумасшедшего, но того факта, что большинство людей не советуют мыть их средством для мытья посуды, часто бывает достаточно, чтобы вызвать у некоторых людей небольшой приступ из-за этого.
Приправа состоит из смазывания сковороды слоем жира или жира, а затем запекания в течение определенного периода времени. Это создает покрытие, которое помогает сковороде хорошо выглядеть, хорошо работать, а также создает естественную антипригарную поверхность, которая делает приготовление пищи на ней проще простого. Самое приятное то, что по мере того, как эта приправа добавляется в сковороду и запекается в ней, эта поверхность с течением времени становится только на 90 606 лучше, чем на 90 607.
Большинство — почти все — производители чугуна в наши дни продают свою кухонную посуду предварительно приправленной (кто будет заказывать сковороду, которая может показаться ржавой?), но также важно продолжать приправлять вашу сковороду, как только она будет доставлена. Вот почему большинство производителей и проницательных поваров рекомендуют готовить на ней жирное в течение первого месяца или около того после ее получения.
Также стоит отметить, что поклонники чугуна ценят тот факт, что они не будут иметь дело с какими-либо вредными химическими веществами или канцерогенами, которые, как считается, растворяются в продуктах питания и загрязняют их, как это происходит при длительном использовании большинства современных посуда с антипригарным покрытием. Если вы ищете альтернативу, заботящуюся о своем здоровье, чугун — один из лучших вариантов.
Что касается очистки чугунной сковороды, то этот процесс также очень прост.
Самое важное правило, которое следует помнить, — мыть сковороду вскоре после приготовления. Он не должен быть горячим или что-то в этом роде, но чем раньше вы его очистите, тем лучше.
Начните с добавления горячей воды в кастрюлю, а затем осторожно протрите ее жесткой стороной губки или специальной нейлоновой щеткой. Акцент здесь делается на аккуратной чистке, чтобы не удалить кусочки приправы. Если приправа все-таки оторвется в процессе очистки, не беспокойтесь — вы всегда можете снова приправить ее после этого.
После этого возьмите немного кошерной соли и добавьте ее в кастрюлю с небольшим количеством горячей воды. Оттуда возьмите деревянную ложку или жесткую лопатку (не используйте металлическую посуду или щетки, чтобы не повредить приправу) и аккуратно соскребите крупные кусочки прилипшей еды, оставшиеся в кастрюле.
Затем смойте все еще немного горячей водой и поставьте сушиться на плиту. Вам не нужно разогревать сковороду; достаточно горячей, чтобы высушить остатки воды в кастрюле.
Оттуда приправьте повторно по мере необходимости или, если все готово, возьмите немного растительного масла или жира и нанесите тонкий слой на сковороду перед хранением.
Какую чугунную сковороду купить?
Итак, когда все сказано и сделано, какая чугунная сковорода подойдет вам лучше всего? Ну, этот вопрос немного менее прост, чем вы, вероятно, думаете. Какой размер вы ищете? У вас есть любимый бренд? С каким бюджетом вы работаете? Вам нужна плоская поверхность или сковорода-гриль? Вы ищете эмалированные или неэмалированные? Вы можете купить себе новую брэндовую установку, но не удивляйтесь, увидев на местном блошином рынке любителя, плачущего от радости, когда он поймает 50-летнего Griswold или Vollrath за 20 баксов.
Да, такие люди существуют; нет они не сумасшедшие. Они просто относятся к этому так серьезно, как должны.
Выбор подходящей чугунной сковороды — это не легкое решение, поэтому мы решили протянуть руку помощи. Вот некоторые из наших любимых сковородок на любой бюджет и стиль.
Большая 12-дюймовая чугунная сковорода Victoria с предварительно выдержанными специями
Выше мы говорили о недорогой, так что теперь давайте подтвердим это несколькими примерами. Ярким примером является 12-дюймовая предварительно выдержанная чугунная сковорода от Victoria. Она немного тяжелее, чем большинство дорогих сковородок на рынке, но никто не покупает чугун из-за его легкости. Все сковороды Victoria поставляются с красивой длинной ручкой, что делает приготовление пищи с ними более удобным, их предварительная приправа является одной из лучших среди всех недорогих сковородок, и, как и любая другая чугунная сковорода, они выдержат испытание время. $18
Чугунная сковорода Lodge 10,25 дюйма
Невозможно говорить о вариантах выбора отличных сковородок, которые не опустошат ваш бюджет, не упомянув Lodge, современную компанию, которая действительно проложила путь к чугуну. возрождение сковороды, которое мы наблюдали за последние несколько лет.
И 10,25-дюймовая чугунная сковорода, которую они выпускают, является одной из их самых популярных и одной из наших любимых повседневных сковородок. Эти стандартные простые сковороды поставляются предварительно приправленными на заводе, что означает, что их можно готовить прямо из коробки, а их продукция надежна и стоит каждой копейки из нескольких копеек, которые вы на нее потратите. $27
Чугунная сковорода-гриль Essenso с выпуклым основанием, 11,8 дюйма
Возможности качественного чугуна безграничны: все формы, размеры и стили были разработаны за несколько десятилетий или около того. Эта литая сковорода-гриль от Essenso — яркий пример такого рода инноваций.
Вы получите те же преимущества, что и обычная чугунная сковорода: натуральное антипригарное покрытие, невероятная долговечность, равномерный нагрев и непревзойденное сохранение тепла, — но на поверхности, которая больше похожа на гриль на заднем дворе. Если вы ищете лучшие стейки в своей жизни, вы их нашли.
На самом деле мы используем это, чтобы хорошо обжарить наши стейки су-вид, и поверьте нам, когда мы говорим вам, что мы готовим стейки лучше, чем в вашей любимой отбивной. 30 долларов США
Сковорода Le Creuset Signature с железной ручкой, 9 дюймов
В статье, которая могла бы стать отдельной статьей, важно понимать, что существует два разных типа чугунных сковородок — эмалированные и неэмалированные. эмалированный. Люди любят эмалированные сковороды, потому что они не требуют дополнительных приправ, требуют меньше масла для приготовления пищи и, как правило, лучше сохраняются с течением времени.
Вы знаете Le Creuset по их великолепным и проверенным временем голландским печам, но они также делают необыкновенную (и удивительно доступную) эмалированную чугунную сковороду. Нам нравится дизайн их сковороды с ее массивной прочной ручкой и простой передней ручкой в виде большой петли, которая упрощает обращение. Другим огромным преимуществом эмали является то, что ее можно мыть в посудомоечной машине, а это означает, что вы можете пользоваться всеми замечательными преимуществами приготовления пищи на чугуне без каких-либо «хлопот» по очистке, приправе и повторной приправе. $85
Чугунная сковорода Field №8
Ребята из Field делают одни из лучших чугунных сковородок в игре, а их №8 — наш личный фаворит. Людям нравится старинный чугун, потому что он был легче, чем многие из того, что мы видим сегодня, и у него также были очень гладкие поверхности, которые подходили для невероятно гладких поверхностей для приготовления пищи с антипригарным покрытием. Помните тот отрывок, который мы говорили выше о чуваках, плачущих на блошиных рынках? Вот почему.
Сотрудники Field изучили эту старую технологию и метод, внесли усовершенствования там, где они сочли это необходимым, и в результате появилась их невероятная линейка прекрасных качественных, легких и великолепно гладких чугунных сковородок, которые, по их утверждению, являются самыми близкими к вам. к классической славе в современной упаковке. $125
Smithey Ironware Co. № 10
Smithey — еще одна современная компания по производству чугунной посуды, производимая прямо здесь, в США. Все, что они делают, от проектирования до литья, уникальной полировки, отделки и упаковки, выполняется в их компании. штаб-квартира находится в Чарльстоне, Южная Каролина.
Эти ребята также переняли стратегию дизайна классических старинных чугунных сковородок, которые знают и любят фанатики, а это означает, что их сковороды невероятно гладкие и антипригарные прямо из коробки. Помимо прекрасных техник литья, они также используют уникальный и красивый метод отделки, который помогает придать сковородам гладкую, почти медную поверхность, а это означает, что приготовление пищи на них настолько хорошо, насколько это возможно, с первого дня, когда вы его получаете. . 160 долларов
Butter Pat Industries Heather
Зайдите на любой форум или обзорный сайт, посвященный чугуну, и вы увидите, как люди в восторге от любого материала, который Butter Pat Industries добавляет в свою линейку. Из их чугунных сковородок Heather — лучшая, потому что это скромно большая сковорода с некоторыми невероятными конструктивными особенностями — их запатентованное ручное литье, их глубокие носики, их неуклюжие (но полезные) передние ручки — делают ее нашим абсолютным фаворитом. Они также широко известны как – лучшая сковорода с антипригарным покрытием прямо из коробки, и некоторые клиенты говорят, что им даже не нужно было добавлять масло в сковороду, чтобы приготовить идеальную яичницу.