Основные сведения о сплавах металлов (основы общей технологии металлов)
Описание технологических процессов литья
Литье в одноразовые формы
Литье в полупостоянные формы
Литье в металлические формы
Полунепрерывное литье
Специальное литье
Литье неметаллических материалов
Дефекты отливок
Термообработка металлов и сплавав
Правила безопасности в литейном производстве
Общие правила безопасности для металлургических предприятий
Современные технологии металлургии
Организация производства в промышленности.
Представление об устройствах и принципах действия автоматических систем.
Общие сведения из технической механики
Чтение чертежей
Общие сведения из электротехники
Фото галерея литейщика
Общие правила устройства электроустановок
Канализация электроэнергии
Безопасность несущих конструкций
Электробезопасность производства
Трубопроводы
ПОТ при эксплуатации электроустановок
Межотраслевые правила по охране труда в литейном производстве
Правила по охране труда при выполнении кузнечно-прессовых работ
Правила по охране труда при холодной обработке металлов
Карта сайта
Популярная металлургия
 
 

 

Чугун

Чугуном называют сплав железа с углеродом, в котором содержится более 2% углерода.

Чугун получают восстановлением из природных руд железа с последующим насыщением его углеродом. Чугун выплавляют в высоких шахтных печах - домнах. Выплавляемые чугуны разделяются на передельные, специальные (ферросплавы) и литейные. Передельные и специальные чугуны в основном применяют для выплавки стали, а литейные чугуны - для отливки различных деталей станков и машин.

Чугун обладает важными физическими и технологическими свойствами: невысокой температурой плавления (1180-1200° С), повышенными литейными свойствами и высокой износостойкостью.

Значительная хрупкость и малая пластичность обычных чугунов является их основным недостатком. Однако другие свойства и экономичность чугуна вполне компенсируют его недостатки

В зависимости от того, в каком состоянии и форме находится в чугуне углерод, чугуны разделяются на белые, серые, ковкие и высокопрочные.

Белый чугун. В белом чугуне углерод находится в связанном состоянии - в химическом соединении - цементит . Наличие большого количества цементита придает белому чугуну высокую твердость, хрупкость и очень низкую обрабатываемость режущим инструментом. Кроме того, белый чугун обладает высокой износостойкостью. Его применяют главным образом для отливки деталей с последующим отжигом на ковкий чугун, например, мельничных шаров, вагонных колес, прокатных валков, причем в последних основа, или сердцевина, состоит из серого, а поверхность, работающая на истирание, из белого чугуна.

Серый чугун. В сером чугуне весь углерод или значительная его часть содержится в свободном состоянии - в виде отдельных включений графита различной формы.

Чугуны с большим количеством прямолинейных крупных графитовых включений имеют крупнозернистый излом и низкий предел прочности, а чугуны с мелкими графитовыми и гнездообразными включениями обладают более высокими механическими свойствами. Графит в структуре серого чугуна обычно определяют по полированному шлифу, без травления.

Микроструктуру металлической основы серого чугуна выявляют и просматривают под микроскопом после травления.

Она может состоять только из перлита или перлита и феррита с мелкими или крупными включениями фосфидной эвтектики.

Содержание графита в чугуне зависит не только от его химического состава, но и от скорости охлаждения отливки. Чем больше кремния и чем медленнее охлаждаются отливки, тем больше выделяется графита. А такие примеси в чугуне, как сера и марганец, замедляют выделение графита (графитизацию).

Серые чугуны имеют примерно следующий химический состав: 3,2-3,6% С (углерод); 1,7-3,0% Si (кремний); < 0,5% Mn (марганец); < 0,5% P (фосфор); <0,12% S (сера). Серый чугун маркируют по ГОСТ 1412-85. Например, у серого чугуна марки СЧ 10 буквы СЧ означают серый чугун, цифрами обозначают величину минимального временного сопротивления при растяжении в МПа*10-1.

Серый чугун применяют для отливки станин металлорежущих станков, блоков цилиндров, картеров коробок скоростей, поршневых колец и других деталей. Плавку чугунов обычно ведут в вагранках.

Для повышения механических свойств чугуна и измельчения в нем пластинчатого графита в литейном производстве широко используют модифицирование. При этом способе перед разливкой в жидкий металл добавляют специальные присадки - модификаторы в количестве 0,1-0,4% к весу жидкого металла. Модификаторы раскисляют чугун и создают искусственные центры графитизации. Модификаторами могут быть силикокальций, ферросилиций, алюминий и др.

Ковкий чугун.

Название «ковкий» условное, практически чугуны не, куются. Ковкие чугуны получаются из отливок белого чугуна путем длительного отжига (томления) при высоких температурах. В результате длительного воздействия температуры цементит распадается, образуя структуру, состоящую из феррита (белый фон) и углерода отжига (темный фон).

Ковкий чугун обладает повышенной прочностью при растяжении, невысокой пластичностью и высоким сопротивлением удару. По механическим свойствам он занимает промежуточное положение между сталью и серым чугуном. В зависимости от способа производства ковкий чугун разделяется на ферритный (черносердечный) и перлитный (белосердечный). Отливки из ферритного ковкого чугуна получают отжигом в нейтральной среде (ящики с отливками засыпают песком). Этот чугун в изломе имеет черную бархатистую сердцевину со светлым ободком.

Ферритный ковкий чугун имеет следующий химический состав: 1,75-2,3% С (углерод); 0,85-1,2% Si (кремний); 0,5-0,6% Мn (марганец); не более 0,2% Р (фосфор) и не более 0,12% S (сера). С уменьшением содержания углерода механическая прочность чугуна возрастает, а литейные свойства ухудшаются.

Для получения перлитного чугуна отливки из белого чугуна подвергают обезуглероживающему отжигу в окислительной среде. Этот чугун имеет серебристый излом. Макроструктура его резко изменяется по сечению: у поверхности отливки ферритная структура, ближе к центру перлито-ферритная или перлитная структура с углеродом отжига.

Ковкий чугун получают в камерных и туннельных печах непрерывного действия. Для отжига в этих печах отливки из белого чугуна загружают в специальные горшки из жароупорной стали и засыпают кварцевым песком. В печах с защитной атмосферой отливки укладывают непосредственно в поддоны.

В настоящее время отжиг отливок на ковкий чугун производят по ступенчатому циклу. Продолжительность отжига обычно составляет около 60 час, для ковких чугунов, модифицированных церием или висмутом, -32 часа.

Процесс отжига состоит из двух стадий графитизации. Первая стадия заключается в медленном нагреве отливок до 900- 950°С и выдержке при этой температуре, когда первичный цементит распадается на графит и феррит. Вторая стадия состоит из выдержки отливок при температуре 740-760°С и распада цементита, входящего в перлит, на феррит и углерод отжига. Структура полностью отожженного ковкого чугуна будет содержать зерна феррита и графита.

Перлитный ковкий чугун получают после неполного отжига (первая стадия графитизации). Для повышения вязкости в перлитный чугун иногда добавляют марганец и подвергают его неполному отжигу при температуре 650-750°С. При этом структура чугуна получается с зернистым перлитом.

Из ковкого чугуна изготовляют картер заднего моста, чашки дифференциала, тормозные колодки, ступицы колес для грузовых автомобилей, муфты, втулки, храповики, полевые диски для тракторов и т. д.

Высокопрочный чугун.

В литейном производстве широко применяют модифицирование чугуна магнием, церием, висмутом для получения в нем графита не в виде пластинок, как в сером чугуне, а в форме глобулей (сфер). Модифицирование магнием, а затем ферросилицием позволяет получить структуру, состоящую из перлита, феррита и шаровидного графита. Магниевый чугун обладает прочностью литой стали и высокими литейными свойствами. Из магниевого чугуна изготовляют детали, подвергаемые ударам, воздействию переменных напряжений и износу, часто высокопрочный чугун называют чугуном с шаровидным графитом.

Улучшение механических свойств всех чугунов производится модифицированием легированных чугунов, т. е. чугунов, имеющих в своем составе определенный процент хрома, никеля и титана.

Механические свойства высокопрочных чугунов приведены в ГОСТ 7293-85.

 
 
 
 

 
  Подарки сувениры  
   
 
 
Реклама