Чугун характеристики


Что такое чугун? Виды чугуна, свойства и применения

Чугун – это железоуглеродистый сплав, в котором содержание углерода составляет более 2,14%. В нем также могут присутствовать постоянные примеси, а иногда и легирующие компоненты. Его механические свойства зависят от структуры и главным образом от формы, в которой находится углерод, а основными структурными составляющими являются цементит или графит и продукты распада аустенита, которые в зависимости от скорости охлаждения могут быть мартенситом, трооститом, сорбитом, перлитом и ферритом. Введение различных легирующих элементов позволяет управлять процессом графитизации и по-разному корректировать свойства чугуна.

Чугун: краткая справка

Сталь и чугун – это общепринятые технические термины для обозначения сплавов железа и углерода. Содержание углерода в чугуне от 2,14% и до 6,67%, остальное – железо, примеси и легирующие добавки. Углерод может быть в виде графитовых или цементитных (Fe3C – цементит, карбид железа) включений. Основные примеси - кремний, сера, марганец и фосфор. Чугун применяется в литейном производстве, а также в качестве сырья используется для выплавки стали.

Особенности и классификация чугунов

Характеристики сплава формируются еще на стадии производства. В зависимости от параметров протекания эвтектического превращения чугуны бывают серыми (углерод в виде графита), белыми (углерод в виде цементита) и половинчатыми.

Размер и конфигурация графитовых вкраплений определяют марки чугуна и их применение. По форме графитных включений они подразделяются на чугуны с пластинчатым, шаровидным, вермикулярным и хлопьевидным графитом, а по виду металлической основы – на перлитные, перлито-ферритные, ферритные, аустенитные, бейнитные и мартенситные. Помимо углерода в чугуне присутствуют:

  • сера – 0,02-0,2%;
  • кремний – 0,5-3,6%;
  • марганец – 0,2-1,5%;
  • фосфор – 0,04-1,5%.

В зависимости от содержания дополнительных добавок чугуны разделяют на нелегированные и легированные. К легированным относятся сплавы, в которые для создания специфических свойств добавлены такие элементы, как никель, хром, медь, алюминий, титан, ванадий, вольфрам, молибден и др. В свою очередь легированные чугуны классифицируют в соответствии с основным легирующим на хромистые, алюминиевые, никелевые и т.д.

Основные различия между сталью и чугуном

Основное, чем отличается чугун от стали – это доля углерода в их составе (у стали она находится в диапазоне от 0,025% до 2,14%, у чугуна – свыше 2,14%) и содержание примесей (в чугуне их больше). Это формирует температуру плавления сплавов. Если у чугунов она составляет 1150−1250 градусов, то у сталей этот показатель достигает 1500°С.

По внешнему виду сталь будет более светлой, а серые чугуны имеют темный и матовый оттенок. Сталь легче сваривается и куется, но хуже поддается литью. У чугунного продукта теплопроводность несколько выше, чем у стального.

 

Производство чугунных отливок

Виды чугунов и их применение

Передельный чугун

Этот сплав выплавляется в доменных печах и предназначен для дальнейшего передела в сталь или изготовления отливок. Может использоваться как в жидком, так и в твердом состоянии. В передельных чугунах строго контролируется содержание кремния, марганца, серы и фосфора. Основной стандарт, оговаривающий требования к данной продукции – ГОСТ 805. В зависимости от содержания кремния и назначения различают следующие виды передельных чугунов:

  • передельный чугун для сталеплавильного производства марок П1, П2;
  • передельный чугун для литейного производства марок ПЛ1, ПЛ2;
  • передельный фосфористый чугун ПФ1, ПФ2, ПФ3;
  • передельный высококачественный чугун ПВК1, ПВК2, ПВК3.

Белый чугун

В нем весь углерод находится в виде цементита. Структура формируется при высокой скорости охлаждения. Отличительная особенность такого вида чугуна – белый отлив в месте излома, а также высокие хрупкость и твердость (НВ 450-550). Продукт практически не поддается механической обработке режущим инструментом. Такие сплавы используют для изготовления литых износостойких деталей (мелющие шары, лопасти шнеков, лопатки дробеметных турбин, прокатные валки), а также в качестве основы при производстве ковких разновидностей чугуна. Износостойкость чугуна увеличивают путем легирования молибденом, никелем, марганцем и другими элементами.

Серый чугун

В серых чугунах углерод представлен пластинчатым графитом. Находится он в свободном виде, благодаря чему излом имеет характерный серый цвет. Такой сплав сравнительно хорошо поддается механической обработке, имеет относительно невысокую прочность и низкую пластичность при растяжении. При этом, благодаря наличию пластинчатого графита, серый чугун обладает хорошими антифрикционными и демпфирующими свойствами, малой чувствительностью к концентраторам напряжения. Внутренняя структура формируется при низких темпах охлаждения.

Серый чугун имеет хорошую жидкотекучесть, мало склонен к образованию усадочных дефектов по сравнению с другими видами чугуна, поэтому его широко используют для изготовления отливок сложной формы с толщиной стенок вплоть до 500 мм.

Маркировка определена ГОСТ 1412 и обозначает перечень марок от СЧ 10 до СЧ 35.

  • Буквы СЧ – серый чугун;
  • цифры – сведения о временном сопротивлении при растяжении (МПа/10).

Высокопрочный (модифицированный) чугун

Особенность этого сплава, получаемого путем добавления в расплав чугуна чистого магния (Mg), аего соединений или других модификаторов-сфероидизаторов(церия, иттрия и пр.), в том, что графит в таком чугуне имеет шаровидную форму. Количество модифицирующего компонента, того же магния, составляет 0,02–0,08%.

Свойства чугуна с шаровидным графитом определяет в основном металлическая основа (в отличие от серого чугуна с пластинчатыми графитными включениями). Такой высокопрочный сплав используют при производстве износостойких деталей ответственного назначения, выдерживающих большие статические, циклические и ударные нагрузки в условиях износа, в том числе в агрессивных средах и при высоких температурах.

ГОСТ 7293 регламентирует требования к химическому составу и свойствам сплавов с шаровидным графитом для отливок. В соответствии с данным стандартом выпускают изделия марок ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80 и ВЧ 100, где «ВЧ» - обозначение высокопрочного чугуна, а цифра – минимальное значение временного сопротивления σв (МПа/10). Так, продукт ВЧ 40 имеет σв не менее 400 МПа. Высокопрочные чугуны бывают на ферритной, феррито-перлитной, перлитной основе.

Ковкий чугун и его маркировка

Продукт отжига заготовок белого чугуна, имеющий в своей структуре графит в форме хлопьев («углерод отжига»). Это придает сплаву высокую прочность и повышенную пластичность, однородность распределения свойств, хорошую обрабатываемость и практически полное отсутствие внутренних напряжений в отливках. Благодаря этим свойствам ковкий чугун применение нашел в производстве продукции ответственного назначения – деталей и элементов, работающих при вибрационных и ударных нагрузках.

В зависимости от химического состава чугуна и режимов отжига можно получать различную основу – ферритную, перлитную или ферритоперлитную. Различают также две разновидности ковкого металла — черносердечный и белосердечный. Основные параметры такой продукции регламентированы ГОСТ 1215.

Емко и точно характеризует ковкий чугун маркировка, которая содержит не только его обозначение (КЧ), но и основные механические свойства – минимальное временное сопротивление и относительное удлинение Например, буквенно-цифровой код КЧ 33-8 обозначает, что у ковкого чугуна данной марки минимальное временное сопротивление 37 кгс/мм2 (или 323 МПа), а показатель относительного удлинения – не менее 8%.

Специальные чугуны

Существуют марки сплавов со специальными характеристиками, которые достигаются путем легирования, применения специальной технологии отжига и охлаждения. К таким чугунам относятся:

  • жаростойкие;
  • коррозионностойкие;
  • художественные;
  • антифрикционные и износостойкие;
  • чугуны с особыми электромагнитными свойствами;
  • ферросплавы и другие.

Технические условия на легированные специальные чугуны регламентируют стандарты ДСТУ 8851, ГОСТ 7769, ISO 2892 и другие. В них указывается из чего состоит чугун для различных особых применений, какими механическими свойствами он должен обладать и каким образом необходимо его маркировать.

Как специальные примеси сказываются на структуре чугуна?

При производстве отдельных сплавов добавление специальных присадок в чугун меняет его состав и свойства.

  • Кремний является самым важным легирующим элементом в чугуне, который вместе с углеродом влияет на структуру и свойства. Кремний позитивно влияет на выделение графита, улучшает литейные характеристики сплава.
  • Сера уменьшает способность жидкого чугуна заполнять литейные формы, снижает его механические свойства и придает красноломкость.
  • Марганец негативно сказывается на литейных свойствах, противодействует графитизации, но увеличивает твердость и прочность.
  • Фосфор необходим при изготовлении чугунных отливок сложной формы, в том числе тонкостенных, поскольку способствует повышению жидкотекучести сплава. Но при этом теряется прочность, возрастает хрупкость.

Добиться специфических свойств позволяют и другие легирующие добавки, вводимые на этапе выплавки материала. Получается измененная характеристика чугуна с улучшенными износо- или жаростойкостью, коррозийной прочностью или электропроводностью.

Достоинства и недостатки

Первые обнаруженные грубые чугунные отливки датируются серединой XIV столетия. С тех пор существенно изменились технологии, расширилось и применение чугуна. Объективно оценивая этот продукт черной металлургии, нужно назвать как его положительные, так и отрицательные стороны.

Бесспорные преимущества

В первую очередь это экологичность и отменные гигиенические качества. Та же чугунная посуда не разрушается в кислотно-щелочных растворах, хорошо моется и прогревается, долго сохраняя аккумулированное тепло. Следует отметить долговечность и широкую линейку ассортимента, экономичность и относительную несложный процесс производства чугунных изделий.

Варьируя состояние нахождения углерода в сплаве, можно получить белый или серый чугун. Широкий спектр применения объясняется легкой обработкой (ковкой), высокой теплоотдачей и прочностью.

Недостатки чугуна, как материала

Самыми слабыми сторонами сплавов считаются хрупкость и подверженность ржавлению даже при кратковременном взаимодействии с водой. К тому же изделия из чугуна отличаются большим весом и специфическим набором физико-механических характеристик, требующих особых условий для их транспортировки, сборки и обслуживания.

Чугун 

Как делают чугун?

Сплав выплавляется в доменных печах и вагранках. Основным источником железа служит железорудное сырье – продукт обогащения руды. Применяется топливо – кокс (продукт специальной обработки каменного угля), природный газ, пылеугольное топливо. Высокотемпературная технология плавки чугуна в шахтной печи позволяет запускать восстановительные химические процессы и выделять железо из оксидов.

В результате доменной плавки получается сплав железа и углерода – чугун, а также шлак, содержащий невосстановленные окислы, остатки флюсов, золы топлива и пр.

Пригодность чугунов к сварочным работам

Соединение чугунных деталей при помощи сварки как никогда актуально и требует серьезного подхода. В технологическом аспекте пригодность металла низкая. На это существует ряд причин, и основная из них – очень высокое содержание углерода и примесей. Кроме того, трудно сформировать сварной шов из-за жидкотекучести материала. Возможны непровары – результат образование тугоплавких оксидов в процессе окисления кремния, других компонентов сплава. Интенсивное выделение газа приводит к образованию в шве пор.

Применение чугуна для сваривания с металлами, отличающимися скоростью охлаждения/нагрева приводит к трещинообразованию на сварном шве и его хрупкости. Поэтому, для сварки прибегают к использованию покрытых или угольных электродов, порошковой проволоки, установок газовой сварки. Избежать образования закаленных участков помогает предварительный прогрев свариваемых деталей и правильный выбор режима сварки.

Объемы производства чугуна

Первое место в мире по производству чугуна вот уже несколько лет подряд прочно удерживает Китайская Народная Республика. За первые два месяца 2019 году китайские компании увеличили объемы его выплавки до 126, 59 млн. тонн. Таким образом, более половины мировых объемов чугуна сегодня выплавляется в Поднебесной.

Объемы мирового производства чугуна, тыс. тонн

Кроме Китая, в рейтинг ведущих производителей чугуна входят Индия, Япония, РФ, Южная Корея, Иран, Бразилия, Германия и США. А замыкает ТОП-10 Украина, что стало возможным благодаря стабильной деятельности предприятий Группы Метинвест.

Производство чугуна в мире с 2010 по 2019 год

Регион

Годы

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

2017

2018

2019

Евросоюз

94054

93 855

90 493

92 328

95 176

93 596

91 312

93 235

90 787

85 691

Другие страны Европы

9 643

10 184

9 774

10 411

10 876

11 992

12 280

12 741

12 873

12 265

СНГ

77 923

80 174

81 860

81 962

79 452

77 585

82 396

75 952

75 396

73 938

Северная Америка

39 216

42 159

44 328

41 319

41 218

35 859

33 008

32 946

34 886

32 567

Южная Америка

34 531

37 535

30 454

29 992

30 671

31 627

29 439

31 654

31 744

29 087

Африка

6 725

5 564

5 499

5 778

5 252

5 264

5 111

5 152

5 411

4 266

Азия

763 032

826 220

854 111

902 136

917 651

897 875

913 410

927 722

994 748

1 037 317

Средний Восток

2 540

2 242

2 143

2 007

2 782

2 459

2 251

2 293

2 362

2 530

Океания

6 672

5 925

4 381

4 160

3 962

4 272

4 313

4 441

4 561

4 336

Что получают из чугуна и где он используется?

Материал довольно популярный в машиностроении и других отраслях промышленности. Это главный компонент исходных материалов для выплавки стали в кислородных конвертерах, мартенах и электродуговых печах. Кроме того, чугун – наиболее популярный сплав для изготовления отливок различной формы. Востребованность чугуна в других сферах объясняется высокими прочностными характеристиками и достаточной плотностью. Области применения некоторых марок сведены в таблицу.

Сплавы

Сферы применения

Серые

Производство колонн, маховиков, опорных и фундаментальных плит, шкивов, станин, прокатных станков, канализационных изделий.

Ковкие

Основания под тяжелое оборудование, опоры ж/д и автомобильных мостов, коленвалы для двигателей дизельного транспорта и тракторов.

Легированные белые

Мелющие части оборудования, прессовочные формы для огнеупоров, прокатные валки.

Антифрикционные

Подшипники скольжения, втулки топливных насосов, направляющие клапаны, поршневые кольца автомобилей.

Высокопрочные

Детали турбин, коленчатые валы, двигатели на тракторы и автомобили, изложницы, шестерни, прокатные валки.

Если же вас интересует качественный металлопрокат из сертифицированных материалов, обращайтесь в компанию «Метинвест-СМЦ». В нашем каталоге металлопроката вы найдете любую продукцию из более 200 основных наименований в нужных типоразмерах и по адекватной цене.

 

Характеристика чугуна | Справочник конструктора-машиностроителя

?Чугуном называется сплав железа с углеродом, содержащий углерод от 2 до 6, 67%.
Наряду с углеродом в чугуне содержится кремний, марганец, сера и фосфор.
Содержание серы и фосфора в чугуне больше, чем в стали.
В особые ( легированные ) чугуны вводят легирующие добавки — никель, молибден, ванадий, хром и др.


1

Высокопрочные чугуны получают добавлением в сплав некоторых легирующих элементов ( магния, церия и др. ).
Серый чугун держит в своём составе почти весь углерод в виде графита, поэтому изгиб его имеет серебристо - серый тон.
Серый чугун хорошо обрабатывается режущим инструментом, поэтому он широко применяется как конструкционный материал.
Серый чугун дешевле стали, различается хорошими литейными свойствами, высокой износостойкостью, способностью гасить вибрации, хорошей обрабатываемостью.
Негативными его характеристиками являются пониженная крепость и тонкая хрупкость.

Высокопрочные чугуны получают добавлением в сплав некоторых легирующих элементов ( магния, церия и др. ).
Серый чугун держит в своём составе почти весь углерод в виде графита, поэтому изгиб его имеет серебристо - серый тон.
Серый чугун хорошо обрабатывается режущим инструментом, поэтому он широко применяется как конструкционный материал.
Серый чугун дешевле стали, различается хорошими литейными свойствами, высокой износостойкостью, способностью гасить вибрации, хорошей обрабатываемостью.
Негативными его характеристиками являются пониженная крепость и тонкая хрупкость.


3

Свариваемость чугуна.
Чугун является трудносвариваемым сплавом.
Трудности при сварке чугуна обусловлены его химическим составом, структурой и механическими характеристиками, при сварке чугуна необходимо включать вытекающие его свойства : жидкотекучесть, поэтому сварка выполняется только в тельном положении ;
малая пластичность, характеризующаяся образованием в процессе сварки значительных духовных усилий и закалочных структур, которые нередко приводят к возникновению трещин ;
интенсивное выгорание углерода, что приводит к пористости сварного шва ;
в расплавленном состоянии чугун окисляется с образованием тугоплавких оксидов, температура плавления которых выше, чем чугуна.
Сварка чугуна применяется в главном для исправления литейных дефектов, при ремонте изношенных и сломанных деталей в процессе эксплуатации и при изготовлении сварных конструкций.


moyushie-sr

Процесс выплавки может быть ускорен путем применения в доменных печах кислорода.
При вдувании в доменную печь обогащенного кислородом воздуха предварительный подогрев его становится бесполезным, а значит, отпадает надобность в громоздких и сложных кауперах и целый процесс упрощается.
Совместно с тем производительность печи повышается и уменьшается расход топлива.
Такая доменная печь дает в 1, 5 раза больше железа и требует кокса на ј меньше чем обыкновенная.

Серый чугун — наиболее широко применяемый вид чугуна ( машиностроение, сантехника, строительные конструкции ) — имеет включения графита пластинчатой формы.
Для подробностей из серого чугуна характерны небольшая чувствительность к действию внешних концентраторов напряжений при циклических нагружениях и более высокий коэффициент поглощения колебаний при вибрациях подробностей ( в 2 — 4 раза выше, чем у стали ).
Важная конструкционная особенность серого чугуна — выше, чем у стали, отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение.
Наличие графита улучшает условия смазки при трении, что повышает антифрикционные свойства чугуна.
Свойства серого чугуна зависят от структуры металлической основы, фигуры, величины, числа и характера распределения включений графита.
Перлитный серый чугун имеет высокие прочностные свойства и применяется для цилиндров, втулок и др. нагруженных деталей двигателей, лафетов и т.д.
Для менее ответственных деталей используют серый чугун с ферритно - перлитной металлической основой.

Одним из важнейших параметров, определяющих тепловые, а значит и технологические свойства пламени, является его температура.
Она разная в разных его фрагментах как по длине вдоль его оси ( узор 1 ), так и в поперечном сечении.
Она зависит от состава газовой смеси и степени чистоты применяемых газов.
Высшая температура наблюдается по оси пламени, достигая пика в сварочной зоне на расстоянии 2 ...
3 мм от края основы.
Эта сварочная зона является основной для расплавления металла.
С наращиванием в наибольшая температура возрастает и смещается к мундштуку горелки.
Это объясняется увеличением скорости горения смеси при излишке кислорода.
При избытке ацетилена ( в менее 1 ) наоборот, максимум температуры удаляется от мундштука и убавляется по величине.


100_1380

Демпинг ( англ. dumping буквально - сбрасывание ) - бросовый экспорт, продажа товаров на внешних рынках по ценам ниже, чем на внутреннем рынке ( обыкновенно, ниже издержек производства ), одно из средств конкурентной борьбы монополий за внешние рынки.
Разновидность - валютный демпинг : вывоз товаров по уменьшенным ценам из сторон с обесцененной валютой в стороны с более стабильной валютой.
44 Скопин А.Ю. « Экономика России »

Волновые моторы редукторы npfpr.ru.

Основные характеристики серого чугуна

04 февраля 2019 г.

Серый чугун представляет собой железоуглеродистый сплав, в котором углерод представлен в виде хлопьев или пластин. Подобная структура включений достигается за счет большого содержания углерода (более 2,14%). В этом состоит основное отличие серого чугуна от стали, в которой углерод полностью растворен и имеет графитную структуру.

Основные характеристики серого чугуна

Серый чугун получают в черной металлургии в процессе восстановления железосодержащей руды с помощью кокса, богатого углеродом. Именно большое содержание углерода определяет основные характеристики сплава. Серый чугун обладает отличными литейными качествами. Он текуч и дает небольшую усадку при отвердении, что позволяет использовать его для отливки изделий сложной формы.

Прочность на сжатие у сплава высокая, а вот на изгиб – низкая. Это свойство в сочетании с хрупкостью металла создает некоторые ограничения в сфере применения серого чугуна. При этом материал обладает высокой устойчивостью к износу и отличными антифрикционными качествами, что позволяет изготавливать из него детали, эксплуатируемые в условиях постоянного трения. Еще одно качество серого чугуна, которое следует учитывать при выборе области его применения, низкая плотность в сравнении со сталью (6,8 – 7,3 т/м3).

Хлопьевидная структура углеродистых включений делает сварку материала весьма затруднительной. Сваривать отдельные элементы из серого чугуна возможно, но сам процесс очень трудоемок и требует специальных условий, да и структура шва все равно будет значительно отличаться от структуры свариваемых поверхностей.

Химический состав серого чугуна

Помимо железа и углерода в серый чугун входит небольшое количество кремния. На структуру сплава оказывает большое влияние температурный режим и длительность охлаждения. Если металл остывает медленно, соединения железа и углерода приобретают перлитную структуру, обеспечивая чугуну повышенную прочность, но делая его при этом еще более хрупким.

Быстрое же охлаждение сплава создает ферритную структуру железоуглеродистых включений, благодаря чему хрупкость металла снижается. Таким образом, варьируя время остывания, можно придать отливке из серого чугуна именно те свойства, которые требуются для ее дальнейшей эксплуатации.

Сфера использования серого чугуна

Области использования изделий из серого чугуна определяются его свойствами. Так сплав широко применяют для изготовления станин, для которых основным параметром является устойчивость к сжатию. Чугун весьма востребован при производстве различной кухонной утвари. Чугунные казаны, сковороды и другая посуда и сейчас встречается практически на любой кухне. Кроме того из чугуна отливают цилиндры и поршни ДВС. При высокой прочности изделия из чугуна имеют малую себестоимость и рассчитаны на длительное использование.

Графитизированные чугуны

Главное меню a> | Учебная работа
Графитизированные чугуны

В зависимости от формы графитных включений различают серые, высокопрочные, ковкие чугуны и чугуны с вермикулярным графитом.

Серые чугуны получают при меньшей скорости охлаждения отливок, чем белые. Они содержат 1–3 %Si, обладающего сильным графитизирующим действием.

Серый чугун широко применяется в машиностроении. Он хорошо обрабатывается режущим инструментом. Из него производят станины станков, блоки цилиндров, фундаментные рамы, цилиндровые втулки, поршни и т.д.

Серые чугуны согласно ГОСТ 1412–85 маркируются буквами "СЧ" и далее следует величина предела прочности при растяжении (в кГ/мм2 ), например СЧ 15, CЧ 20, СЧ 35 (табл. 1).


Графит в сером чугуне наблюдается в виде темных включений на светлом фоне нетравленного шлифа. По нетравленному шлифу оценивают форму и дисперсность графита, от которых в сильной степени зависят механические свойства серого чугуна.

Серые чугуны подразделяют по микроструктуре металлической основы в зависимости от полноты графитизации.

Степень или полноту графитизации оценивают по количеству свободно выделившегося (несвязанного) углерода.

Полнота графитизации зависит от многих факторов, из которых главными являются скорость охлаждения и состав сплава. При быстром охлаждении кинетически более выгодно образование цементита, а не графита. Чем медленнее охлаждение, тем больше степень графитизации. Кремний способствует графитизации, а марганец – карбидообразующий элемент – затрудняет графитизацию.


Рис. 3. Схемы микроструктур графитизированных чугунов:
а) серые; б) высокопрочные; в) ковкие; г) с вермикулярным графитом

Если графитизация в твердом состоянии прошла полностью, то чугун содержит две структурные составляющие – графит и феррит. Такой сплав называется серым чугуном на ферритной основе (рис. 3, а). Если же эвтектоидный распад аустенита прошел в соответствии с метастабильной системой

то структура чугуна состоит из графита и перлита. Такой сплав называют серым чугуном на перлитной основе. Наконец, возможен промежуточный вариант, когда аустенит частично распадается по эвтектоидной реакции на феррит и графит, а частично с образованием перлита. В этом случае чугун содержит три структурные составляющие – графит, феррит и перлит. Такой сплав называют серым чугуном на феррито-перлитной основе.

Феррит и перлит в металлической основе чугуна имеют те же микроструктурные признаки, что и в сталях. Серые чугуны содержат повышенное количество фосфора, увеличивающего жидкотекучесть и дающего тройную эвтектику.

В металлической основе серого чугуна фосфидная эвтектика обнаруживается в виде светлых, хорошо очерченных участков.

Высокопрочные чугуны с шаровидным графитом получают модифицированием серого чугуна щелочно-земельными элементами. Чаще для этого используют магний, вводя его в жидкий расплав в количестве 0,02–0,03 %. Под действием магния графит кристаллизуется в шаровидной форме (рис. 3, б). Шаровидные включения графита в металлической матрице не являются такими сильными концентраторами напряжений, как пластинки графита в сером чугуне. Чугуны с шаровидным графитом имеют более высокие механические свойства, не уступающие литой углеродистой стали.

Маркируют высокопрочный чугун согласно ГОСТ 7293–85 буквами "ВЧ" и далее следует величина предела прочности при растяжении (в кГ/мм2), например ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 80 (табл. 2). Так же, как и серые чугуны, они подразделяются по микроструктуре металлической основы в зависимости от полноты графитизации и могут быть ферритными, феррито-перлитными и перлитными. Высокопрочный чугун используется во многих областях техники взамен литой и кованой стали, серого и ковкого чугунов. Высокие механические свойства дают возможность широко применять его для производства отливок ответственного назначения, в том числе и в судовом машиностроении: головок цилиндров, турбокомпрессоров, напорных труб, коленчатых и распределительных валов и т.п.


Ковкие чугуны получают путем отжига отливок из белого чугуна. Получение ковкого чугуна основано на том, что вместо неустойчивого цементита белого чугуна при повышенных температурах образуется графит отжига белого чугуна. Мелкие изделия сложной конфигурации, отлитые из белого чугуна, отжигают (получают ковкий чугун) для придания достаточной пластичности, необходимой при их использовании в работе. Ковкий чугун согласно ГОСТ 1215–79 маркируют буквами "КЧ" и далее следуют величина предела прочности при растяжении (в кГ/мм2) и относительного удлинения (в %), например, КЧ 35-10, КЧ 60-3 (табл. 3).


Графитизация идет путем растворения метастабильного цементита в аустените и одновременного выделения из аустенита более стабильного графита. Чем больше время выдержки при отжиге и меньше скорость охлаждения, тем полнее проходит графитизация. В зависимости от графитизации встречаются те же три основные типа структур, что и в сером чугуне: ковкие чугуны на ферритной, феррито-перлитной и перлитной основах (рис. 3, в). От серых (литейных) чугунов ковкие чугуны отличаются по микроструктуре только формой графита.

Если на шлифах (рис. 3, а) серых чугунов графит имеет форму извилистых прожилок, то в ковких чугунах графит, называемый углеродом отжига, находится в форме более компактных хлопьевидных включений с рваными краями. Более компактная форма графита обеспечивает повышение механических свойств ковкого чугуна по сравнению с серым чугуном с пластинчатым графитом. Обладая механическими свойствами, близкими к литой стали и высокопрочному чугуну, высоким сопротивлением ударным нагрузкам, износостойкостью, обрабатываемостью резанием, ковкий чугун находит свое применение во многих отраслях промышленности. Из него изготавливают поршни, шестерни, шатуны, скобы, иллюминаторные кольца и др.

Чугуны с вермикулярным графитом получают, как и высокопрочные чугуны, модифицированием, только в расплав при этом вводится комплексный модификатор, содержащий магний и редкоземельные металлы. Маркируют чугуны с вермикулярным графитом согласно ГОСТ 28394–89 буквами "ЧВГ" и далее следует цифра, обозначающая величину предела прочности при растяжении (кГ/мм2), например, ЧВГ 30, ЧВГ 45 (табл. 4). Вермикулярный графит подобно пластинчатому графиту виден на металлографическом шлифе в форме прожилок, но они меньшего размера, утолщенные, с округлыми краями (рис. 3, г). Микроструктура металлической основы ЧВГ также как у других графитизированных чугунов может быть ферритной, перлитной и феррито-перлитной.


По механическим свойствам чугуны с вермикулярным графитом превосходят серые чугуны и близки к высокопрочным чугунам, а демпфирующая способность и теплофизические свойства ЧВГ выше, чем у высокопрочных чугунов. Чугуны с вермикулярным графитом более технологичны, чем высокопрочные, и соперничают с серыми чугунами. Для них характерны высокая жидкотекучесть, хорошая обрабатываемость резанием, малая усадка. Чугуны с вермикулярньм графитом широко используются в мировом и отечественном автомобилестроении, тракторостроении, судостроении, дизелестроении, энергетическом и металлургическом машиностроении для деталей, работающих при значительных механических нагрузках в условиях износа, гидрокавитации, переменном повышении температуры. Например, ЧВГ используется для производства цилиндровых крышек и втулок, поршней судовых и тепловозных двигателей, корпусов газовых турбин и компрессоров.


Начало страницы

Белый чугун

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

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

Блок: 1/8 | Кол-во символов: 502
Источник: https://prompriem.ru/chugun/belyj.html

Виды выпускаемого белого чугуна

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

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

Отдельным видом выделяют чугунные сплавы с высоким удельным электрическим сопротивлением.

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

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

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

Блок: 2/8 | Кол-во символов: 937
Источник: https://prompriem.ru/chugun/belyj.html

Особенности получения белого чугуна

В процессе получения белого чугуна заданной структуры необходимо подавить процесс графитизации в течение всего времени кристаллизации жидкой массы. В данном случае имеет значение как грамотный подбор исходных материалов, так и соблюдение технологии охлаждения чугуна в форме.

Когда отливки производят из нелегированного чугуна в сырых песчаных формах, существует необходимость соблюдать пропорцию углерода и кремния: С (Si + lg R) < 4.5. Площадь сечения отливки, деленная на периметр сечения, называется приведенной толщиной и обозначается в данном случае как R.

Высокое содержание цементита в белых чугунах серьезно осложняет использование их в качестве конструкционных материалов, поскольку они отличаются хрупкостью и крайне тяжело поддаются механической обработке. С другой стороны, отливкам белого чугуна свойственны коррозийная стойкость, устойчивость к высоким температурам и открытому огню, износостойкость. Для поддержания вышеуказанных качеств состав их должен быть максимально однородным. Чем больше карбидов содержится в белом чугуне, тем большей твердостью он отличается. Если происходит коагуляция карбидов из-за несоблюдения технологии, твердость чугуна существенно снижается. Максимальной твердостью обладает белый чугун мартенситной структуры.

Блок: 2/6 | Кол-во символов: 1296
Источник: https://www.autowelding.ru/publ/1/1/belyj_chugun/4-1-0-532

Достоинства и недостатки

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

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

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

К основным недостаткам относят такие качества, как:

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

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

Блок: 3/8 | Кол-во символов: 875
Источник: https://prompriem.ru/chugun/belyj.html

СЕРЫЙ ЧУГУН

В сплаве такого чугуна углерод – весь или частично – находится в виде пластинчатого графита. По примеру светлого чугуна, серый получил свое название из-за цвета излома. В состав серого чугуна входит также кремний, иногда – магний. Количество углерода в сером чугуне – от  2,9 до 3,7%.

Серый чугун, как и белый, отличается хрупкостью, но при этом он обладает высокими литейными свойствами, текучестью и малой усадкой. Из серого чугуна делают основы станков, цилиндры различных механизмов, поршни.

Блок: 3/5 | Кол-во символов: 505
Источник: http://mirsplava.ru/poleznaya-informatsiya/chuguni

Область применения

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

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

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

Блок: 4/8 | Кол-во символов: 734
Источник: https://prompriem.ru/chugun/belyj.html

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН

Углерод в высокопрочных чугунах находится в виде шаровидных (или сфероидальных) графитов. Согласно своему названию, такой графит отличается высокой прочностью. При растяжениях и изгибах такой чугун сохраняет цельность своей структуры и не покрывается трещинами. Среди других свойств высокопрочного чугуна:

  • ударная вязкость
  • предел текучести
  • высокая прочность на сжатие
  • высокие литейные свойства
  • высокая износостойкость.

Высокопрочный чугун хорошо поддается механической обработке и – вкупе с прочностными характеристиками – становится отличным выбором при изготовлении изделий, от которых требуется надежность и стойкость к механическим воздействиям. Из высокопрочного чугуна делают трубы – и не только водопроводные, но и для перемещения нефти и газов (а требования к таким трубам гораздо более высокие). Кроме того, из высокопрочного чугуна изготавливают детали для различных станков и механизмов.

Блок: 4/5 | Кол-во символов: 911
Источник: http://mirsplava.ru/poleznaya-informatsiya/chuguni

КОВКИЙ ЧУГУН

Ковкий чугун содержит углерод в виде графита в форме изолированных друг от друга хлопьев. Благодаря этому материал обладает большей пластичностью и вязкостью, чем остальные виды чугунов. Изготавливают ковкий чугун из белого чугуна, обрабатывая его длительным воздействием высокими температурами. В результате такой обработки в сплаве происходят процессы графитизации – распадается цементит, образуя графит.

Помимо своих высоких ковких характеристик, благодаря которым он и получил свое название, данный вид чугуна отличается также повышенными прочностью при растяжении и сопротивлением удару. Податливость ковкого чугуна механической обработке позволяют делать из него изделия сложной формы. Из него изготавливают тормозные колодки, угольники и прочие детали для машин и механизмов.

МАРКИРОВКА ЧУГУНА И ЕЕ РАСШИФРОВКА

По цифровым и буквенным кодам марок чугуна можно определить состав сплава, узнать его свойства и предназначение. Существуют следующие марки чугунов:

П1 и 2 — передельный чугун разной чистоты сплава

ПЛ1 и ПЛ2 – передельно-литейный чугун

ПФ1, ПФ2 и ПФ3 — передельный фосфористый чугун

ПВК1, ПВК2 и ПВК3 — передельный высококачественный чугун

СЧ — чугун с пластинчатым графитом

АЧ — антифрикционный чугун

АЧС — антифрикционный серый чугун

АЧВ — антифрикционный чугун высокопрочный

АЧК — антифрикционный чугун ковкий

ВЧ — чугун с шаровидным графитом для отливок

Ч — чугун легированный

КЧ – ковкий чугун.

Цифры после данных обозначений могут указывать на величину временного сопротивления разрывам в кгс/мм (у чугунов с пластинчатым графитом), или обозначать относительное удлинение (у чугуна с шаровидным графитом для отливок). В маркировке ковких чугунов первая цифра после буквенного сочетания КЧ означает предел прочности на разрыв в МПа, а вторая — относительное удлинение в процентах. Стоит еще пояснить, что словом «передельный» называют чугун, который прошел два этапа обработки: на первом этапе из руды получают чугун, а на втором – чугун перегоняют в сталь.

Остались еще вопросы?
Оставьте заявку и мы Вам перезвоним. 

Блок: 5/5 | Кол-во символов: 2038
Источник: http://mirsplava.ru/poleznaya-informatsiya/chuguni

Кол-во блоков: 13 | Общее кол-во символов: 10236
Количество использованных доноров: 3
Информация по каждому донору:
  1. https://prompriem.ru/chugun/belyj.html: использовано 4 блоков из 8, кол-во символов 3048 (30%)
  2. https://www.autowelding.ru/publ/1/1/belyj_chugun/4-1-0-532: использовано 2 блоков из 6, кол-во символов 2934 (29%)
  3. http://mirsplava.ru/poleznaya-informatsiya/chuguni: использовано 4 блоков из 5, кол-во символов 4254 (42%)

Влияние элементов на свойства чугуна

Микроструктура чугунов (табл. 1) зависит от скорости охлаждения металла: при быстром охлаждении будет белый чугун (углерод находится в химически связанном состоянии в виде цементита и ледебурита), а при медленном охлаждении будет серый чугун (углерод находится в виде графита).

Табл. 1. Марки и механические свойства чугуна разлиных типов.

 

Группа Марка чугуна σВ, МПа НВ δ
серые СЧ10 100 120...150
СЧ15 150 130...241
... ... ...
СЧ35 350 179...290
Высокопрочные ВЧ35 350 140...170 22
ВЧ40 400 140...202 15
... ... ... ...
ВЧ100 1000 270...360 2
Ковкие КЧ30-6 300 163 6
КЧ33-8 330 163 8
КЧ37-12 370 163 12
... ... ... ...
КЧ63-2 630 269 2

Кремний Si способствует графитизации чугуна, и улучшает его литейные свойства. В серых чугунах содержится 0,8 …4,5 % Si.

Марганец Mn способствует отбеливанию чугуна, но содержание Mn до 1,2% полезно, т.к. увеличиваются твердость и прочность чугуна.

Фосфор Р повышает жидкотекучесть чугуна, поэтому допустимо его содержание до 0,4%, но в ответственных чугунных отливках содержится фосфора менее 0,15%, т.к. с ростом содержания его увеличивается хрупкость чугуна.

Сера S затрудняет графитизацию, увеличивает хрупкость и ухудшает жидкотекучесть чугуна, поэтому серы в чугунах должно быть не более 0,1%.

Серые чугуны делятся на модифицированные, высокопрочные и ковкие (табл. 2).

В серых чугунах графит имеет пластинчатую форму, в высокопрочных - шаровидную, а в ковких - хлопьевидную.П римеры обозначения чугунов:

Формирование структуры чугуна происходит при затвердевании отливки. Основными факторами, влияющими на структурообразование чугуна, являются его химический состав (см. табл. ниже) и скорость охлаждения отливки в форме.

Табл. 2 - Влияние химических элементов на свойства чугуна

Серый чугун Высокопрочный чугун Ковкий чугун
Углерод
Повышенное содержание углерода приводит к уменьшению прочности, твердости и увеличению пластичности; углерод улучшает литейные свойства чугуна Увеличенное содержание углерода улучшает литейные свойства чугуна Углерод - основной регулятор механических свойств ковкого чугуна; чугун обладает низкой жидкотекучестью и требует высокого перегрева
Кремний
Кремний (с учетом содержания углерода) способствует выделению графита и снижает твердость, а также уменьшает усадку; повышенное содержание кремния снижает пластичность и несколько увеличивает твердость С повышением содержания кремния возрастает предел прочности при растяжении, при дальнейшем увеличении содержания - уменьшаются предел прочности при растяжении и относительное удлинение Для ферритного ковкового чугуна суммарное содержание кремния и углерода должно быть 3,7-4,1%. Содержание кремния зависит от количества углерода и толщины стенки. При содержании кремния до 1,5% механические свойства сплава повышаются
Марганец
Марганец тормозит выделение графита, способствует размельчению перлита и отбеливанию чугуна; взаимодействуя с серой, нейтрализует ее вредное действие. Механические свойства чугуна повышаются при содержании марганца до 0,7-1,3 %, а при дальнейшем увеличении - снижаются. Марганец увеличивает усадку сплава С повышением содержания марганца уменьшается доля феррита и увеличивается количество перлита; при этом повышается предел прочности при растяжении и уменьшается относительное удлинение. Для повышения износостойкости содержание марганца увеличивают до 1,0- 1,3% Марганец увеличивает количество связанного углерода, повышает прочность феррита. При повышении содержания марганца до 0,8-1,4% увеличивается количество перлита, прочность сплава повышается, но резко падает пластичность и ударная вязкость. В ферритном чугуне содержание марганца не должно превышать 0,6%, в перлитном - 1,0%
Магний
- Для образования графита шаровидной формы содержание магния должно быть не ниже 0,03%, а церия не ниже 0,02% (остаточное содержание). При более низком содержании не весь графит получает шаровидную форму; часть его содержится в виде пластинок, что снижает механические свойства сплава. При повышенном содержании магния (и церия) в структуре сплава образуется цементит и, следовательно, снижаются механические свойства. Оптимальное содержание остаточного магния - 0,04-0,08% -
Сера
Сера снижает прочность и пластичность, но несколько повышает износостойкость сплава, считается вредной примесью, придает чугуну красноломкость (образование трещин при высоких температурах), препятствует выделению графита Чем выше содержание серы в исходном чугуне, тем труднее получить полностью шаровидную форму графита и, следовательно, высокие механические свойства Содержание серы в ферритном ковком чугуне, модифицированном алюминием, может быть повышено до 0,2 %; при этом механические свойства возрастают за счет улучшения формы графита. Определяющее влияние на механические свойства чугуна оказывает отношение содержания марганца и серы, которое должно быть в пределах 0,8-3,0
Фосфор
Фосфор на процесс графитизации углерода влияет слабо, но повышает жидкотекучесть сплава, придает чугуну хладноломкость, т. е. хрупкость Фосфор оказывает существенное влияние на структуру и механические свойства. Чтобы получить чугун с высокой пластичностью, содержание фосфора не должно превышать 0,08%. Для получения чугуна с невысокой пластичностью содержание фосфора увеличивают до 0,12-0,15% Фосфор оказывает такое же, как для серого чугуна влияние на структуру и механические свойства сплава
Никель
Никель - легирующий элемент, благоприятно влияет на выравнивание механических свойств в отливках с различной толщиной стенок, повышает твердость на 10 НВ. С увеличением содержания никеля возрастает коррозионная стойкость и улучшается обрабатываемость сплава Никель влияет на тепло- и электропроводность, а также на коррозионную стойкость и жаростойкость сплава. С увеличением содержания никеля эти свойства повышаются Никель способствует графитизации углерода и увеличивает количество перлита в металлической основе сплава
Хром
Хром - карбидообразующий элемент. С увеличением хрома растет прочность и твердость отливок, замедляется процесс графитизации углерода С увеличением содержания хрома в определенных пределах повышается жаростойкость, коррозионная стойкость и износостойкость сплава Хром замедляет процесс графитизации углерода. Содержание хрома в сплаве не превышает 0,06-0,08%; повышение содержания до 0,1 -0,12% приводит к образованию в структуре сплава стойких карбидов
Молибден
Молибден - легирующий элемент; замедляет процесс графитизации углерода и способствует карбидообразованию. С увеличением содержания молибдена повышается твердость без ухудшения обрабатываемости и возрастает сопротивление износу - Молибден способствует измельчению перлита и графитовых включений, увеличивает предел прочности на 3-7 кгс/мм2 при содержании молибдена 0,5%; замедляет процесс графитизации углерода
Медь
Медь способствует графитизации углерода, увеличивает жидкотекучесть, повышает прочность и твердость сплава При содержании в сплаве 1 % меди прочность при растяжении повышается до 40%, а текучесть - до 50 % и соответственно при 2% меди - до 65% и до 70%. Содержание меди более 2% препятствует образованию в структуре сплава шаровидного графита Медь способствует графитизации углерода и увеличивает содержание в сплаве перлита

Небольшие количества множества элементов могут попасть в состав литейного чугуна и оказывать заметное воздействие на структуру и свойства отливок. Добавки некоторых из этих элементов производят специально, в то время как другие представляют собой примеси, привнесенные в металл из шихты. Некоторые из этих элементов оказывают положительное воздействие, особенно в сером чугуне, в то время как другие оказывают отрицательное воздействие и попадания их с расплав следует избегать. В таблице перечислены обычные источники этих элементов, часто встречающиеся уровни их содержания и основное воздействие на чугун. Результаты применения некоторых элементов в качестве основных легирующих (например, хром), в таблице не указаны.

Элемент Обычный источник Обычное содержание (%) Воздействие на литейный чугун
Алюминий Al Стальной лом, раскисленный Al, модификаторы, ферросплавы, добавки алюминия До 0,03 Способствует образованию водородных газовых пор в тонких сечениях при содержании Al выше 0,005%. Нейтрализует азот. Способствует образованию дросса. При Al свыше 0,08% оказывает отрицательное воздействие на форму шаровидных включений графита. Может быть нейтрализован церием. Сильный стабилизатор графита.
Сурьма Sb Стальной лом, эмалированный лом, корпуса подшипников, добавки сурьмы До 0,02 Сильный стабилизатор перлита и карбидов. Препятствует образованию шаровидного графита в отсутствие РЗМ.
Мышьяк
As
Чугун, стальной лом До 0,05 Сильный стабилизатор перлита и карбидов. Улучшает форму шаровидного графита.
Барий
Ba
Модификаторы с барием До 0,003 Усиливает образование центров графитизации графита и увеличивает продолжительность действия модификатора. Снижает тенденцию к отбелу и способствует образованию графита.
Висмут
Bi
Специальные добавки, покрытие литейной формы, содержащее висмут Свыше 0,01 Способствует образованию отбела и нежелательных форм графита. Увеличивает число включений шаровидного графита в ВЧ, содержащем РЗМ (церий). Чрезмерное число шаровидных включений графита может спровоцировать усадку.
Бор
B
Эмалированный лом, специальные добавки (например, FeB). До 0,01 Свыше 0.001 % способствует образованию карбидов особенно в ВЧ. 0,002 % B улучшает способность к отжигу ковкого чугуна.
Кальций
Ca
Ферросплавы, модификаторы До 0,01 Улучшает степень шаровидности включений графита. Снижает тенденцию к отбелу и способствует образованию графита.
Церий
Ce
Большинство магниевых сплавов, мишметалл или другие источники РЗМ До 0,02 Как правило, не используется в сером чугуне. Подавляет отрицательное воздействие нежелательных элементов в ВЧ. Улучшает степень шаровидности графита. Стабилизатор карбидов из-за сегрегации.
Хром
Cr
Легированная хромом сталь, некоторые чугуны, феррохром До 0,3 Способствует образованию отбела и перлита. Повышает прочность. Образует скопления карбидов в ВЧ при содержании выше 0,05 %.
Кобальт
Co
Инструментальная сталь До 0,02 Не оказывает существенного воздействия на чугун.
Медь
Cu
Медная проволока, сплавы на основе меди, стальной лом, специальные добавки меди. До 0,5 Способствует образованию перлита. Повышает прочность. Ослабляет процесс ферритизации в ВЧ. Отсутствие вредного воздействия.
Водород
H
Сырые огнеупоры, материалы литейных форм и влажные добавки. - Образует подповерхностные газовые поры. В незначительной степени способствует образованию отбела. Способствует отбелу при недостатке марганца для нейтрализации серы. Способствует образованию крупных включений графита.
Свинец
Pb
Старые краски, некоторые виды эмалей, автоматная сталь, припой, отложения на бензиновом двигателе. До 0,005 Способствует образованию нежелательных структур графита в сером чугуне и существенно снижает прочность при содержании > 0,004 %. Способствует образованию перлита и карбидов. Вызывает образование дегенеративных форм шаровидных включений графита. Отрицательное воздействие на графит в ВЧ нейтрализуется РЗМ (церием).
Магний
Mg
Добавки магний содержащих модификаторов. 0,03 - 0,08 Способствует образованию шаровидных включений графита и стабилизирует карбиды в ВЧ. Не используется в серых чугунах.
Марганец
Mn
Большинство чугунов, стальной лом, добавки кускового или брикетированного ферромарганца. 0,2 - 1,0 Нейтрализует серу, образуя MnS. Способствует образованию перлита. Образует скопления карбида в ВЧ. При высоком содержании способствует образованию газовых пор в сочетании с высоким содержанием серы.
Молибден
Mo
Рафинированный чугун, легированная сталь, добавки ферромолибдена До 0,1 Способствует образованию перлита. Повышает прочность. Может способствовать формированию усадки и образованию карбидов.
Никель
Ni
Никелированный лист, стальной лом, специальные чугуны. Сплав Ni/Mg До 0,5 В небольших количествах слабое воздействие на расплав. Графитизирующий эффект в больших количествах.
Азот
N
Кокс, науглероживатели, связующие, стальной лом, добавки азотированного ферромарганца. До 0,015 Способствует формированию компактных структур графита. Способствует образованию перлита. Повышает прочность. Высокое содержание приводит к образованию трещин в толстых сечениях. Может быть нейтрализован Al, Ti и Zr. Оказывает незначительное влияние на ВЧ.
Фосфор
P
Фосфористый чугун и лом, добавки FeP. До 0,1 Повышает углеродный эквивалент. Повышает жидкотекучесть. Формирует фосфидную эвтектику. Оказывает отрицательное воздействие на ВЧ при содержании > 0,05 %. При содержании > 0,04 % вызывает образование пригара.
Кремний
Si
Сплавы ферросилиция, стальной лом, чугун. 0,8-4,0 Способствует графитизации, снижает отбел, стабилизирует феррит, повышает литейные свойства.
Сера
S
Кокс, науглероживатели, чугун, чугунный лом, добавки сульфида железа. До 0,15 (серый чугун) Оказывает сильное отрицательное воздействие на структуры и свойства, если не сбалансирована марганцем. Повышает чувствительность СЧ к модифицированию. Может требовать увеличения навесок Mg в ВЧ. Содержание серы в ВЧ не должно превышать 0,03 %.
Стронций
Sr
Стронций содержащие модификаторы До 0,003 Способствуют формированию графита в СЧ и ВЧ. В значительной степени снижает отбел в сером чугуне.
Теллур
Te
Автоматная медь, покрытия литейной формы, остатки от проб при термическом анализе. До 0,003 Сильный стабилизатор карбидов. Вызывает образование многих нежелательных форм графита. Влияние Те выражено при содержании с 0,0003 %. Влияние уменьшается в сочетании Те с Mg и Ce в ВЧ
Олово
Sn
Припой, жестяной лом, бронзовые компоненты, добавки олова. До 0,15 В значительной степени способствует образованию перлита. Повышает прочность. Охрупчивает ВЧ при содержании > 0,08%. Не отмечено других вредных проявлений.
Титан
Ti
Некоторые чугуны, некоторые краски и эмали, возврат ЧВГ, добавки титана и ферротитана. До 0,10 Нейтрализует азот в сером чугуне. Вызывает формирование водородной пористости в присутствии алюминия. Вызывает образование переохлажденного графита в сером чугуне. Подавляет формирование шаровидных включений графита при производстве ЧВГ.
Вольфрам
W
Быстрорежущая инструментальная сталь До 0,05 Редко присутствует в существенных объемах. Средний по силе стабилизатор перлита.
Ванадий
V
Лом, инструментальной стали, некоторые чугуны, добавки феррованадия. До 0,10 Вызывает образование отбела. Измельчает включения пластинчатого графит. Существенно повышает прочность.

 

Предлагаем услуги по оптимизации геометрии разливочной оснастки с целью обеспечения повышения коэффициента использования металла и снижения осевой пористости слитков

подробнее

температура плавления, плотность, удельная теплоемкость, масса


Чугун состоит из углерода, железа и некоторых примесей. Это один из главных материалов черной металлургии. Чугун используются при изготовлении предметов быта и коммунального хозяйства, деталей машин и в других отраслях. Его применяют в производстве, ориентируясь и учитывая его свойства и характеристики.

Данная статья как раз и призвана рассказать вам о плотности высокопрочного, жидкого, белого и серого чугуна, его температурах плавления и удельная теплоемкость также будут рассмотрены отдельно.

Тепловые свойства чугуна

У чугуна, как и у любого металла, присутствуют следующие свойства: тепловые, физические, механические, гидродинамические, электрические, технологические, химические. Каждые свойства рассмотрим подробнее.

Это видео рассказывается о структуре и составе чугунных сплавов и зависимости их свойств от определенного состава:

Теплоемкость

Тепловую емкость чугуна определяют с помощью правила смещения. Когда теплоемкость чугуна достигает температурного периода, начало которого начинается с температуры, значение которой больше фазовых превращений и заканчивается на отметке равной температуры плавления, то теплоемкость чугуна принимает значение 0,18 кал/Го С.

Если значение температуры плавления превышает абсолютное значение, то теплоемкость равна 0,23±0,03 кал/Го С. Если происходит процесс затвердения, то тепловой эффект равняется 55±5 кал. Тепловой эффект зависит от количества перлита, когда происходит перлитное превращение. Обычно он принимает значение 21,5±1,5кал/Г.

За величину объемной теплоемкости принимают произведение удельного веса на удельную теплоемкость. Для твердого чугуна эта величина составляет 1 кал/см3*ºС, для жидкого – 1,5 кал/см3*ºС.

Удельная теплоемкость чугуна равна 540 Дж/кг С.

Удельная теплоемкость чугуна и других металлов в виде таблицы

Теплопроводность

В отличие от теплоемкости, теплопроводность не определяется по правилу смещения. Только в случае изменения величины графитизации, на теплопроводность будет влиять состав чугуна.

Температуропроводность

Значение температуропроводности твердого чугуна (при крупных расчетах) может быть принята равной его теплопроводности, а жидкого чугуна – 0, 03 см2*/сек.

О том, какую чугуны имеют температуру плавления, читайте ниже.

Температура плавления

Чугун плавится при температуре 1200ºС. Это значение температуры ниже температуры плавления стали на 300 градусов. При повышенном содержании углерода, этот химический элемент имеет на молекулярном уровне тесную связь с атомами железа.

В процессе плавления чугуна и его кристаллизации углеродная составляющая не может полностью пронизать структурную решетку железа. Вследствие этого материал чугун примеряет на себя свойство хрупкости. Чугун используют для деталей, от которых требуется повышенная прочность. Однако чугун не применяют при изготовлении предметов, на которые будут действовать постоянные динамические нагрузки.

В таблице ниже указана температура плавления чугуна в сравнении с другими металлами.

Температура плавления чугуна и других металлов

Что представляет собой чугун?

Само слово имеет тюркские корни, а технология изготовления чугуна впервые была выработана на территории Китая еще в X веке. Китайцы делали из сплава чеканные монеты, но из обихода они вышли быстро, ибо бронза была куда практичнее в плане ковки.

Объемы производства сплава увеличились после 1900 года и достигли показателя в 18 миллионов тонн. В 2010 году на изготовление чугунных изделий ушло больше 930 миллиона тонн, а в 2020 значения далеко перевалили отметку в 1 300 миллионов тонн чугуна.

1) Плюсы/минусы чугуна + его отличия от стали

Чугун – это сплав железа и углерода. При чем, процентное содержание второго составляет приблизительно 2.1%.

Преимущества чугунаНедостатки материала
Некоторые вариации сплавов на основе железа с углеродом отличаются повышенными характеристиками прочности, что ставит чугун на одну ступень со сталью.При длительном воздействии на поверхность материала воды, он начнет покрываться слоем ржавчины, которую тяжело отмыть.
Чугун равномерно распределяет тепло при нагревании + долго хранить температуру, что сделало материал весьма популярным у домохозяек.Высокая стоимость чугуна по сравнению с той же сталью и алюминием.
Чугун –экологически чистый продукт.Низкий показатель практичности, присущий только в отношении серой разновидности чугуна.
Обладает высокими показателями гигиеничности и проявляет стойкость при нахождении в щелочно-кислотной среде.Белый чугун слишком хрупкий, потому большинство сырья идет исключительно на переплавку.
По мере старения чугун только повышает свое качество, а потому, изделия из оговоренного металла крайне долговечны.

Чугун – это материал в черной металлургии, и по характеристикам он довольно близок к стали. Именно потому чугунные изделия частенько сравнивают со стальными, проводя параллели между их базовыми свойствами в чистом виде.

Отличия чугуна от стали:

  1. Дешевле.
  2. Темная расцветка поверхности.
  3. Проще лить, но тяжелее ковать и сваривать.
  4. Сварка чугуна в домашних условиях

  5. Ниже показатель прочности.
  6. Легче стальных изделий.
  7. Большее процентное содержание углерода.

Рассматривая чугун в качестве структурного вещества, его представление – это полость из металла с включениями графита. В структуре материала преобладает 3 компонента – графит с высокой пластичностью, перлит и ледебурит. В зависимости от типа чугуна, пропорции оговоренных элементов могу в долевом отношении значительно разниться.

Вид чугунаОсобенностиПопулярность (из 5 ★)
БелыйЯвляется исходным материалом для получения других типов чугунов. Углерод внутри находится в связанном виде – Fe3C. При изменении количества углерода, меняется и подгруппа белого чугуна – при 4.2% эвтектические, а от 4.2% до 6.7% заэвтектические. Свое название чугун приобрел из-за белого цвета цемента в месте разлома материала.★★★
СерыйВ основе сплава железо, углерод + кремний в количестве 1%-3.5%. К постоянным примесям относят Mn, P и S. Структура предусматривает содержание графита в пластичной форме. При изломе цвет серый.★★★★
КовкийПолучают путем отжига белого. Структура – хлопьеобразная. В основе феррит, но иногда перлит. Название – это производная от свойства высокой пластичности, что позволяет качественно обрабатывать материал. К физическим особенностям ковкого чугуна относят прочность и сопротивление ударам.★★★★★
ПоловинчатыйСодержит углерод в двух вида – как графит и как цементит. Структура – хлопьеобразная. Материал часто используют в условиях трения сухого типа. Материалы из половинчатого чугуна обладают повышенной износоустойчивостью.★★★★
ВысокопрочныйОснова структуры – шароподобный графит, получаемый при кристаллизации. Не относится к концентраторам напряжения. Располагает высокой прочностью к сжатию, хорошими литейными свойствами, износостойкостью + хорошо поддается механической обработке.★★★

Выделяют еще и предельный чугун, но из-за его несостоятельности в качестве самостоятельного материала, среди бытовых/промышленных изделий он не встречается. Материал используется как вспомогательный компонент при переработке стали.

Маркировка чугуна:

  • П1-2 – предельный 1-го и 2-го типов;
  • ПЛ1-2 – передельно-литейный;
  • ПФ1-3 – фосфористый передельный;
  • ПВК1-3 – чугун высокой прочности передельного типа;
  • СЧ – в составе чугуна пластинчатый графит;
  • АЧС/АЧВ/АЧК – серый/высокопрочный/ковкий чугун с антифрикционными свойствами соответственно;
  • Ч – легированный.

Физические характеристики

Масса

Вес материала меняется в зависимости от количества связанного углерода и наличия определенного процента пористости. Удельный вес чугуна при температуре плавления может существенно снижаться в зависимости от наличия в чугуне примесей.

Кроме этого линейное расширение металла и структура чугуна меняется в зависимости от состояния каждого показателя. То есть это зависимые величины.

Удельный вес каждого чугуна отличается в зависимости от вида материала. У серого чугуна удельная масса равна 7,1±0,2 г/см3, у белого — 7,5±0,2 г/см3 , у ковкого — 7,3±0,2 г/см3.

О некоторых физических свойствах чугуна поведает видео ниже:

Объем

Объем чугуна, проходя через температуру фазовых превращений, достигает увеличения в 30%. Однако, при нагреве в 500ºС, объем увеличивается на 3%. Росту помогают графитообразующие элементы. Тормозят рост объема карбидообразующие составляющие. Та же росту препятствует нанесение на поверхность гальванических покрытий.

Содержание углерода обычно составляет не менее 2,14%. Благодаря углеродной доле чугун имеет отличную твердость. Однако пластичность и ковкость материала на этом фоне страдают.

О том, какова плотность чугуна, расскажем ниже.

Плотность

Плотность описываемого материала, чугуна, равна 7,2 гр/см3. Если сравнивать с чугуном другие металлы и сплавы, то это значение плотности достаточно высокое.

Благодаря хорошему значению плотности чугун широко применяют для литья разнообразных деталей в промышленности. По этому свойству чугун совсем незначительно уступает некоторым сталям.

Влияние химических элементов на свойства металла

Чтобы понимать, как влияют примеси на характеристики и свойства чугуна, необходимо разобраться со структурой его отдельных видов:

  1. Белый – форма углерода в этой разновидности представляет собой карбид. На изломе виднеется белый цвет. Считается хрупким и ломким материалом, который редко используется в промышленности без добавок.
  2. Серый чугун. Пластинки графита в этом материале насыщают его углеродом. Чтобы использовать материал при производстве деталей для промышленного оборудования, изменяется форма зерен с помощью плавки.
  3. Ковкий – графитные зерна в этой разновидности металла имеют вид хлопьев.

Высокопрочный чугун получается после добавления в сплав магния. Чтобы улучшить характеристики этого металла, используются примеси.

Примеси

Каждая примесь, добавляемая к железу и углероду, изменяет свойства готового материала. Влияние добавок на качество чугуна:

  1. Магний. Позволяет сделать шаровидные зерна в материале. Это увеличивает показатели прочности и твердости заготовки.
  2. Марганец. Замедляет процесс графитизации. Металл белее на изломах.
  3. Кремний. Увеличивает графитизацию материала. Максимальное количество кремния в заготовке – 3,5%. От его количества зависит показатель прочности.
  4. Сера. Количество этой примеси снижается для улучшения жидкотекучести.
  5. Фосфор. Практически не влияет на процесс графитизации. Улучшает жидкотекучесть. При добавлении фосфора в сплав, улучшается износоустойчивость и прочность.

Механические особенности

Предел прочности

Предел прочности чугуна при сжатии зависит от структуры самого материала. Составляющие структуры набирают свою прочность вместе с увеличением уровня дисперсности. На предел прочности оказывают сильное влияние количество, величина, распределение и формаграфитных включений. Предел прочности уменьшается на заметную величину, если графитные включения расположены в виде цепочки. Такое расположение уменьшает сплоченность металлической массы.

Предел прочности достигает максимального значения, когда графит принимает сфероидальную форму. Получается такая форма без влияния температуры, но при включении в чугунную массу церия и магния.

  • При повышении температуры плавления до 400ºС, предел прочности не изменяется.
  • Если температура поднимается выше этого значения, то предел прочности уменьшается.
  • Заметим, что при температуре от 100 до 200ºС предел прочности может снижаться на 10-15%.

Пластичность

Пластичность чугуна в большей степени зависит от формы графита, а так же зависят от структуры металлической массы. Если графитные включения имеют сфероидальную форму, то процент удлинения может достигать 30.

  • В обычном чугуне серого вида удлинение достигает только десятой доли.
  • В отожженном чугуне серого вида удлинение равно 1,5%.

Упругость

Упругость зависит от формы графита. Если графитные включения не менялись, а температура повышалась, то упругость остается при том же значении.

Модуль упругости считается условной величиной, так как он имеет относительное значение и прямо зависит от присутствия графитных включений. Модуль упругости снижается, если увеличивается количество графитных включений. Так же модуль упругости возрастает, если форма включений отдалена от глобулярной формы.

Ударная вязкость

Этот показатель отражает динамические свойства материала. Ударная вязкость чугуна повышается:

  • когда форма графитных включений приближена к шаровидной;
  • когда содержание феррита увеличивается;
  • когда уменьшается содержание графита.

Предел выносливости

Предел выносливости чугуна становится больше, когда увеличивается частота нагружений и становится больше предел прочности.

Особенности классификации материала

Материал более хрупкий по сравнению со сталью, может разрушаться даже в тех случаях, если отсутствуют значительные деформации. Углерод в составе представлен в виде графита или цементита, каждое вещество может быть представлено отдельно. Разделяют чугун на виды, ориентируясь на форму и количество данных веществ:

  • Белый. Углерод в полном объеме в виде цементита. Оттенок можно заметить именно на изломе материалов. Отличается хрупкостью и одновременной твердостью. Его поддают обработке преимущественно для того, чтобы обеспечить нормальную ковку.
  • Серый. Углерод пластичной формы в виде графита. Характеризуется мягкостью, отличается легкостью обработки при низких температурах.
  • Ковкий. Данное обозначение является условным, ведь материал не поддается ковке. Разновидность получают путем длительного обжига белого, в результате чего образовывается графит. На полезные свойства оказывает негативное воздействие нагрев, превышающий 900 градусов Цельсия, а также значительная скорость охлаждения самого графита, что ведет к затруднению процесса обработки и сваривания.
  • Высокопрочный. Характеризуется содержанием шаровидного графита, который получают путем кристаллизации.

Отличия от стали

Разница между двумя материалами состоит в следующем:

  1. Чугун обладает меньшей твердостью и прочностью по сравнению со сталью.
  2. Сталь больше весит, обладает более высокой температурой плавления.
  3. Незначительный процент углерода в стали делает ее податливой к различным видам обработки (ковка, резка, сварка, прокатка). По этой причине чугунные изделия делают методом литья.
  4. Декоративные стальные изделия имеют красивый блеск, а те, что сделаны из чугуна, — матовые с черным оттенком.
  5. Чугуном называют первичный продукт черной металлургии, сталью — конечный.
  6. Сталь подвергается закалке.
  7. Чугунные изделия получают посредством литья, стальные — в результате ковки и сварки.

Гидродинамические свойства

Динамическая вязкость

Вязкость становится меньше, если в чугуне увеличивается количество марганца. Так же замечено уменьшение вязкости при снижении содержания серной примеси и прочих неметаллических оставляющих.

На процесс влияет значение температуры. Так вязкость становится меньше при прямопропорциональном отношении двух температур (температура проходящего опыты и начала затвердевания).

Поверхностное натяжение

Это показатель равен 900±100 дин/см2. Значение увеличивается при снижении количества углерода и терпит существенные изменения при наличии неметаллических составляющих.

Токсичность

Из чугуна часто изготавливают посуду. Дело в том, что как материал чугун не обладает токсичностью и прекрасно переносит перепады температур.

Влияние примесей на характеристики металла

Промышленный чугун содержит примеси. Эти примеси сильно сказываются на свойствах, характеристиках и структуре чугуна.

  • Так, марганец тормозит процесс графитизации. Выделение графита приостанавливается, в результате чугун приобретает способность отбеливаться.
  • Сера ухудшает литейные и механические характеристики.
  • Сульфиды в основном образуются в сером чугуне.
  • Фосфор улучшает литейные свойства, увеличивает износостойкость и повышает твердость. Однако на этом фоне чугун все же остается хрупким.
  • Кремний больше всех влияет на структуру материала. В зависимости от количества кремня получаются белый и ферритный чугун.

Для получения определенных характеристик в чугун часто вводят специальные примеси при его изготовлении. Такие материалы получили название легированные чугуны. В зависимости от добавленного элемента чугуны могут называться алюминиевыми, хромистыми, серными. В основном элементы вводят с целю получить износостойкий, жаропрочный, немагнитный и коррозионностойкий материал.

В данном видео будет приведено сравнение свойств чугуна и стали:

Понравилась статья? Поделитесь с друзьями в социальных сетях:

И подписывайтесь на обновления сайта в Контакте, Одноклассниках, Facebook, Google Plus или .

Источник

На сегодняшний день чугун считается одни из самых распространённых металлов. Из него изготавливаются детали для техники и промышленного оборудования, строительные материалы и многое другое. Прежде чем заниматься литьем необходимо знать температуру плавления чугуна.

Плавление чугуна

Электрические характеристики

Электропроводность чугуна оценивают с помощью закона Курнакова. Электросопротивление некоторых видов приведено ниже:

  • белый чугун — 70±20 Мк·ои·см.
  • серый чугун — 80±40 Мк·ои·см.
  • ковкий чугун — 50±20 Мк·ои·см.

По ослабевающему действию на электросопротивление элементы твердого чугуна можно расположить так: первый – кремний, второй – марганец, третий- хром, четвертый — никель, пятый – кобальт.

Химические свойства

Сопротивление коррозии материала зависит от внешней среды и его структуры. Если рассматривать чугун со стороны убывающего электродного потенциала, то его составляющие имеют следующее расположение: графит-цементит, фосфидная эвтектика-феррит.

Следует отметить, что разность потенциалов между графитом и ферритом равняется 0,56 В. В случае увеличения дисперсности, сопротивление коррозии становится меньше. При сильном уменьшении дисперсности происходит обратное действие, сопротивление коррозии уменьшается. На сопротивление чугуна так же влияют легирующие элементы.

Чугун - типы, сварка, применение, свойства

Свойства чугуна

Чугун - материал с множеством возможностей и широким применением. Хотя он обычно ассоциируется с чугунными радиаторами или кастрюлями, его можно использовать для изготовления многих других изделий. Если вы хотите узнать, что такое чугун и для чего он используется, читайте дальше!

Чугун представляет собой сплав с концентрацией углерода более 2%, и его максимальное содержание непостоянно.Он может быть от 3,8 до даже 6,7%. Кроме того, стоит знать, что чугун образуется в процессе литья и не подвергается пластической обработке.

Что такое чугун и как его производят?

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом и очень часто также с кремнием, серой, фосфором или марганцем. Производится в шахтных печах, т.н. купола. Он изготовлен из комбинации чугуна и металлолома. Отдельные детали из чугуна изготавливаются методом литья в формы. Отливки могут иметь самую разнообразную и сложную форму, благодаря тому, что чугун обладает прекрасными литейными свойствами.

Среди наиболее распространенных преимуществ чугуна — его превосходная прочность, высокая стойкость к истиранию, эффективность гашения вибраций, простота литья сложных форм и низкая стоимость производства.

Чугун — это материал, который сотни лет использовался для различных целей. Это один из первых сплавов, который не был найден человеком в виде самородных металлов, но мы научились делать его сами, плавя железную руду.При плавке в расплавленный чугун чаще всего попадал уголь. При плавлении углерод растворялся в жидком азоте и в расплаве углерод вступал в химическую реакцию с железом или образовывал раствор. Учитывая, сколько углерода перешло в расплав при плавке, железо было получено после затвердевания. Чугун был получен, когда во время плавки было введено больше углерода. Было обнаружено, что когда сплав содержит много углерода, он становится более твердым и хрупким. Однако со временем стали отличать чугун от стали, а также получать нужный процент углерода в сплаве.Затем, когда технология значительно развилась, стали разрабатываться все новые и новые виды механической обработки и сварки чугуна.

Типы чугуна

Чугун бывает не менее пяти различных сортов. Ниже мы представим и кратко опишем каждый из них. Среди прочих различаем:

Чугун белый - отличается твердостью и хрупкостью одновременно. Не пригоден для механической обработки (кроме шлифовки).

Серый чугун - его название связано с тем, что в нем присутствует графит.Конечные свойства серого чугуна зависят от формы используемого графита. В случае пыльцы чугун не очень прочен и имеет низкую пластичность.

Легированный чугун - это тип чугуна, который можно комбинировать с различными легирующими добавками, придающими ему особые свойства, такие как коррозионная стойкость и жаростойкость.

Ковкий чугун - это сплав железа и углерода, который образуется в результате затвердевания расплавленной шихты с углеродными частицами, имеющими форму шара.Отличается лучшей прочностью по сравнению с чугуном с пластинчатым графитом. Ковкий чугун является ковким материалом.

Чугун ковкий - в отличие от ковкого чугуна его пластичность достигается термической обработкой, которая называется графитизирующим отжигом.

Применение чугуна

Ниже мы представляем наиболее популярное применение чугуна, разделенное на определенные типы:

Белый чугун - используется для изготовления отливок с высокой стойкостью к истиранию, которые уже не требуют дополнительной механической обработки.Среди них выделяются среди прочих мельничные шары, тормозные колодки или мешалки для сыпучих материалов.

Серый чугун с пластинчатым графитом - в основном используется для создания отливок, не передающих нагрузки, т.е. нагревателей, ванн, умывальников, компонентов печей (дверцы, решетки), а также деталей машин, таких как цилиндры, изложницы или поршни .

Чугун ковкий (ферритная матрица) - используется для изготовления деталей швейных машин, сельскохозяйственных машин и предметов домашнего обихода.

Чугун ковкий (перлитная матрица) - из него изготавливают более нагруженные отливки, например, распределительные валы, коленчатые валы, ключи и шестерни.

Ковкий чугун - используется для производства деталей автомобилей, таких как распределительные валы, компоненты системы рулевого управления и коленчатые валы, а также для производства фитингов, шестерен и шпинделей станков.

Примером использования чугуна являются, например, чугунные ступицы, доступные в магазине EBMiA.pl - https://www.ebmia.pl/1714-piasty-gh-zeliwne

Сварка чугуна

Газовая сварка чугуна представляет собой комбинацию элементов с пламенем и стержнем из присадочного металла. Сварку применяют для соединения металлических и неметаллических деталей, а также сплавов с различной температурой плавления, но их толщина не должна превышать 30 мм. Наиболее распространенным методом сварки является электродуговая сварка чугуна. Благодаря ему расплавленный металл, соединяющий различные элементы, взаимодействует с металлом электрода, что создает прочный шов.Чтобы шов не окислялся, электрод необходимо покрыть специальным защитным покрытием. Это может быть, среди прочего флюс или инертный газ, такой как гелий или аргон. Дуговая сварка - как ручная, так и на полуавтоматических и автоматических аппаратах - позволяет соединять детали из чугуна, меди, конструкционной стали, алюминия и других сплавов. Что касается температуры плавления, то она зависит от углерода, который содержится в материале. Чем выше это содержание, тем ниже температура и выше текучесть при нагревании.

Температура плавления чугуна

Чугун - это сплав железа, в котором, помимо компонентов, в смеси содержатся также стойкие вещества, такие как кремний, сера, марганец, фосфор и присадки. Этот материал может быть разных типов в зависимости от сплава, который определяется структурой излома. Температура плавления чугуна составляет примерно 1200°С, что означает, что она примерно на 300°С ниже, чем температура плавления чистого железа. Также стоит различать серый чугун, температура плавления которого 1260°С, а после заливки в форму - 1400°С, и белый чугун, температура плавления которого 1350°С, а после заливки в форму - 1450°С. С.

Чугун – один из лучших металлов для плавки. Это связано с его малой усадкой и высокой текучестью, что делает его действительно очень эффективным при литье. Интересно, что их бывает около сотни разных видов, и каждый из них отличается по использованию, фактуре и технологии изготовления.

Как сварить чугун?

Сварка чугуна – работа не для дилетантов. Это, несомненно, требует опыта, но для тех, кто хотя бы раз имел дело с обработкой этого материала - это реальный процесс, который необходимо выполнить.Это связано с тем, что в большинстве ситуаций речь идет о ремонте чугунных элементов, а не о соединении их с другими металлами. Ремонт обычно производят в литейном цехе при изготовлении чугунных изделий или для устранения дефектов литья, обнаруженных при обработке. Ремонт необходим, в частности, когда просверленные отверстия расположены не на своем месте.

Проблемы, связанные со сваркой чугуна, возникают из-за его функции. Во-первых, в нем высокое содержание углерода, что вызывает осаждение графита.Они отвечают за серый оттенок чугуна. Во время литья расплавленный чугун заливают в форму, а затем охлаждают. При работе с высоким содержанием углерода медленное охлаждение предотвратит растрескивание материала. Это следует иметь в виду при сварке чугуна.

Из самых популярных способов сварки чугуна различают холодную и горячую сварку. Реже используется метод полупробки.

Сварка чугуна ВИГ

Сварка чугуна ВИГ представляет собой не что иное, как аргонную сварку износостойким вольфрамовым электродом.Существует три основных направления сварки. Первый из них касается ситуации, когда свариваемые элементы соединяются чугунным швом. Второй примерно такой же, но отличается тем, что шов выполнен из низколегированной стали. Третий касается ситуации, когда шов выполнен из цветного металла.

Таким образом, можно с уверенностью сказать, что TIG-сварка железа в аргоне может выполняться с использованием различных составов присадок. Однако стоит иметь в виду, что та же аргонная технология сварки чугуна должна предусматривать нагрев заготовок.Несмотря на то, что часто встречаются добавки, позволяющие варить чугун, не нагревая его.

При наличии незначительных дефектов, например в виде мелких трещин, а также в случае сварки тонких отливок применяют метод ВИГ с применением присадки из никеля, железо-никелевых проволок или чугуна стержни.

Холодная сварка чугуна

Горячая сварка не всегда возможна. Это обусловлено, в частности, слишком большой размер детали. В этой ситуации используется холодная сварка, что означает, что деталь охлаждается, но не холодная.Температура деталей повышается примерно до 38°С. Если элемент находится рядом с двигателем, его можно запустить за несколько минут до сварки. Однако стоит иметь в виду, что этот элемент должен быть такой температуры, чтобы к нему можно было прикасаться руками.

При холодной сварке чугуна делают короткие швы длиной не более 2-3 см. Также не забудьте проковать соединение после сварки. Однако перед этим необходимо дождаться, пока сварной шов и детали остынут сами по себе.Их нельзя охлаждать сжатым воздухом или водой. Также стоит следить за тем, чтобы сварка выполнялась в одном направлении и чтобы концы сварных швов не сходились.

Чем сварить чугун

Сварку чугуна чаще всего выполняют инверторными аппаратами MIG и TIG для чугуна. Если речь идет о сварке чугуна методом MIG/MAG, то для этой цели используется мигомат или полуавтомат. И первый, и второй вариант предполагают использование электрической дуги переменного тока и обеспечивают отличное качество сварных швов.Сварка MIG/MAG выполняется плавящимся электродом. В свою очередь, сварка чугуна методом TIG выполняется неплавящимся вольфрамовым электродом в среде инертного газа. В результате могут быть достигнуты очень хорошие результаты сварки. Для этого процесса используется электрическая дуга постоянного тока.

Электроды чугунные

При сварке чугуна в холодном состоянии для получения наилучшего результата необходимо использовать специальные электроды для чугуна, которые содержат в качестве основного компонента никель и/или медь.Никель неограниченно растворяется в железе и не образует карбидов. Благодаря этому не создается зона беленого чугуна, а наплавленный металл характеризуется низкой твердостью, а также очень легко поддается обработке. Медь также не образует соединений с углеродом, но и не растворяется в железе, а значит, сварочный шов не будет однородным.

На рынке представлен широкий выбор электродов с покрытием для чугуна – как на основе меди, так и на основе никеля.Медно-железные электроды представляют собой медные стержни с покрытием, содержащим железный порошок. В свою очередь никель и железо-никель содержат до 90% и более никеля.

Цена сварки чугуна

Когда речь идет о сварке чугуна для герметичности, ее стоимость колеблется в пределах 350-450 злотых.

В следующих статьях мы описали:

Полиэтилен (ПЭ) - что это такое, применение, свойства

Тефлон - применение и свойства

Типы, состав, свойства, применение бронзы

7

7

7

7

Латунь - свойства, применение, состав, виды

Медь - что это такое, свойства, применение

.

VG8000V Регулирующие клапаны из ковкого чугуна, DN 15-150, PN16, 0 ... 140 ° C - Johnson Controls - Фланцевые - Регулирующие клапаны

Клапаны серии VG8000V в основном предназначены для регулирования расхода воды и пара по сигналу контроллера в системах отопления, вентиляции и кондиционирования. Эти клапаны предлагаются в 2-ходовой (НО), 3-ходовой смесительной и 3-ходовой отводной конфигурациях.

Характеристики

  • Корпус Ковкий чугун, PN16
  • Конфигурация потока Н.О., 3-ходовое смешение50%) или пар для систем HVAC
  • Диапазон температур среды: 2 ... 140 °C
  • Характеристика:
    • Двустороннее: равнопроцентное
    • Трехстороннее смешивание: равнопроцентный контрольный порт, линейный байпасный порт
  • Ход клапана: 13 для клапанов DN15...DN40, 25 мм для клапанов DN50..DN80, 42 мм для клапанов DN100...DN350
  • Взаимодействие с приводами точка, 0(2)-10 В, 0(4)...20 мА, усилие нажатия 1000Н)
  • ВА-1000 (электрическое вкл/выкл, 3-точечное, 0-10В, 0...20 мА, усилие нажатия 2000/2500Н)
  • РА-3000 (электрический 3-точечный, 0-10В, давление 1600Н/1800Н/3000Н)

2-ходовые клапаны, конфигурация НО

Код модели

Ду

Квс

Ход
(мм) 90 052

Приводы
Давление открытия (кПа)
9000 3

ВА78хх

ВА1125

ВА1x20

ВГ82А2В1Н

15

2.5

13

1600

1600

1600

ВГ82А1В1Н

4,0

ВГ82Б1В1Н

20

6.3

ВГ82К1В1Н

25

10

1570

ВГ82Д1В1Н

32

16

770

ВГ82Е1В1Н

40

25

440

ВГ82Ф1В1Н

50

40

25

-

1080

800

ВГ82Г1В1Н

65

63

830

620

ВГ82х2В1Н

80

100

390

280

ВГ82ДЖ1В1Н

100

160

42

230

160

ВГ82К1В1Н

125

250

140

90

ВГ82Л1В1Н

150

350

75

40

3-ходовые смесительные клапаны

Код модели

Ду

Квс

Ход
(мм) 90 052

Приводы
Давление открытия (кПа)
9000 3

ВА78хх

ВА1125

ВА1x20

ВГ88А2В1Н

15

2.5

13

1600

1600

1600

ВГ88А1В1Н

4,0

ВГ88Б1В1Н

20

6.3

ВГ88К1В1Н

25

10

1570

ВГ88Д1В1Н

32

16

770

ВГ88Е1В1Н

40

25

440

ВГ88Ф1В1Н

50

40

25

-

1080

800

ВГ88Г1В1Н

65

63

830

620

ВГ88х2В1Н

80

100

390

280

ВГ88ДЖ1В1Н

100

160

42

230

160

ВГ88К1В1Н

125

250

140

90

ВГ88Л1В1Н

150

350

75

40

.

Обработка чугуна - Lisie Kąty Iron Foundry 9000 1

Следуя потребностям наших клиентов, мы создали отдел механической обработки. Заготовки обрабатываются на станках EMAG VL4, EMAG VL5, EMAG VL8, Hartford HCMC 1370. Обработанные детали контролируются с помощью измерительной системы MARPOSS и измерительной машины ZEISS.

Следуя потребностям наших клиентов, мы создали отдел механической обработки. Чтобы соответствовать текущим требованиям качества и экономичности, мы оснастили обрабатывающий цех высокопроизводительными и точными токарными центрами с ЧПУ и фрезерным центром с ЧПУ (подробную спецификацию станочного парка можно найти ниже).Все наши центры с ЧПУ предназначены для обработки чугуна (как серого, так и чугуна с шаровидным графитом). Мы выполняем механическую обработку, используя самые популярные и востребованные процессы обработки чугуна, такие как: токарная обработка, фрезерование, сверление, нарезание резьбы. У нас есть многолетний опыт точной обработки чугунных отливок, включая реализацию крупносерийного производства деталей для автомобильной промышленности (например, тормозных барабанов) и промышленности бытовой техники (например,корпуса подшипников). Благодаря тому, что наши токарные станки оснащены автоматической станцией подбора и приема деталей для обработки и автоматическим процессом транспортировки деталей до и после обработки, мы можем реализовать высокоэффективные процессы. Мы гарантируем надежность и высокий уровень качества. Мы обеспечиваем двухэтапный размерный контроль процесса обработки. Первая проверка важнейших размерных характеристик осуществляется непосредственно в центре ЧПУ с помощью измерительной системы Marposs.Затем размеры проверяются параллельно на координатных машинах ZEISS DuraMax. Процесс контроля размеров каждый раз адаптируется к индивидуальным нуждам и требованиям заказчика. Это может быть реализовано как с помощью статистического контроля процесса СПК и определения степени надежности процесса по коэффициентам Cp и Cpk, так и путем стопроцентного размерного контроля критических размерных характеристик.

СПЕЦИФИКАЦИЯ МАШИННОГО ПАРКА

  1. Токарный станок с ЧПУ, тип VL5 производства Emag

    • количество станков - 9 шт. (в т.ч. станки с возможностью приводного инструмента для сверления и нарезания резьбы)
    • максимальная высота обрабатываемой детали - 145мм
    • максимальный диаметр обрабатываемой детали - 230мм
  2. Токарный станок с ЧПУ, тип VL4 производства Emag

    • количество станков - 2 шт (оба с возможностью привода для сверления и нарезания резьбы)
    • максимальная высота обрабатываемой детали - 200 мм
    • максимальный диаметр обрабатываемой детали - 200мм
  3. Токарный станок с ЧПУ, тип VL8 производства Emag

    • количество станков - 2 шт (оба с возможностью привода для сверления и нарезания резьбы)
    • максимальная высота обрабатываемой детали - 300 мм
    • максимальный диаметр обрабатываемой детали - 440мм
  4. Фрезерный центр с ЧПУ типа HCMC-1370 super tornado фирмы Hartford

    • вид обработки - фрезерование, сверление, нарезание резьбы
    • Размеры рабочего стола - 1450 x 700 мм
    • смещений по осям X, Y, Z - 1300 х 700 х 660 мм

Механическая обработка чугуна

Обработка чугуна

.

Чугунолитейный завод - Везувий

Чугунолитейный завод - Везувий

Использование нами файлов cookie

Этот сайт использует файлы cookie. Продолжая просматривать сайт, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie. Для получения более подробной информации о файлах cookie и о том, как ими управлять, ознакомьтесь с нашей политикой использования файлов cookie.


Аналитические файлы cookie

Мы хотели бы установить файлы cookie Google Analytics, чтобы помочь нам улучшить наш веб-сайт, собирая и сообщая информацию о том, как вы его используете. Файлы cookie собирают информацию таким образом, что никто напрямую не идентифицируется.


Foseco предлагает литейным предприятиям широкий спектр материалов и оборудования, которые помогают удовлетворить требования к различным типам чугуна.

вернуть

Чугунолитейным производствам требуется металл с контролируемым составом и температурой, поставляемый со скоростью, соответствующей изменяющимся требованиям формовочной линии. Расплавленное сырье обычно содержит переработанный лом, стальной лом и чугун с легирующими добавками, такими как ферросилиций. Большинство массовых чугунных отливок изготавливается в бентонитовых формах с литыми стержнями из смолы.Несомненными достоинствами серого чугуна являются: его дешевизна, хорошая текучесть при умеренных температурах и то, что его объем при затвердевании мало изменяется. Ковкий чугун обладает высокой пластичностью, поэтому его отливки можно использовать в деталях с высокой степенью ответственности.

Foseco предлагает литейным предприятиям широкий спектр материалов и оборудования, которые помогают удовлетворить требования к различным типам чугуна.

Выберите процесс, чтобы ознакомиться с нашим предложением

Foseco предлагает широкий ассортимент органических и неорганических связующих для производства форм и стержней.

Больше информации

Покрытия для литейных форм и стержней от Foseco помогают получить наилучшую поверхность отливки с максимально возможной эффективностью.

Больше информации Системы подачи

Foseco разработаны, чтобы помочь литейщикам производить высококачественные отливки с меньшими затратами.

Больше информации Литейные фильтры

Foseco разработаны и изготовлены с учетом наилучших характеристик, доступных в отрасли, для снижения пыли и контроля потока металла.

Больше информации

В настоящее время на плавильных заводах постоянно растет потребность в увеличении производительности и обеспечении лучшего контроля температуры и чистоты металла.

Больше информации

Foseco предлагает комплект расходных материалов и устройств, позволяющих производить чистый металл стабильного качества и однородной микроструктуры.

Больше информации .

Конструкторские и инженерные конструкции. Сухая обработка твердых материалов, часть III


Чугуны с твердостью выше 300 HB, такие как, например, отбеленные чугуны, изотермически закаленные ковкие чугуны и износостойкие легированные чугуны, из-за их высокой механической прочности, высокой твердости и стойкости к истиранию могут плохо поддаваться механической обработке . Большинство этих чугунов можно отнести к твердым материалам группы Н по стандарту ISO 513:2004, к которым относятся:в закаленные стали, закаленные чугунные материалы, отбеленный чугун [1-3].

Kazimierz Czechowski, Iwona Wronska

В настоящее время существует общее общее деление чугунов, в котором различают основные: белый чугун, ковкий чугун, серый чугун и ковкий чугун).
В целях классификации материалов с точки зрения их восприимчивости к механической обработке мы можем выделить следующие типы чугуна, как наиболее часто используемые сегодня:

  • Серый чугун (GCI),
  • Ковкий чугун (MCI),
  • Чугун с шаровидным графитом (NCI),
  • Чугун
  • с уплотненным графитом, называемый вермикулярным (CGI - Compacted Graphite Iron),
  • Высокопрочный чугун с аустенитным отпуском (ADI).

Более подробная классификация чугунов, приведенная, например, Дж. Р. Дэвисом в "Metals Handbook, Desk Edition - ASM International Handbook Committee" [4], учитывает форму углерода, а также микроструктуру и цвет излома. из чугуна (табл. 1). Так как в польской и англоязычной литературе по чугуну иногда встречаются различия в номенклатуре типов чугуна и их характеристиках, в Таблице 1 содержится текст в обоих вышеупомянутых языки.


Таб.1. Классификация чугунов с учетом формы углерода, а также микроструктуры и цвета излома - на основании литературы [4]

Кроме стандартных видов чугунов, перечисленных в табл. 1, существует также группа из специальных чугунов с содержанием легирующих элементов более 3%. Эти чугуны, известные как отливки из сплавов, обладают особыми свойствами, такими как устойчивость к высоким температурам, а также устойчивость к коррозии и абразивному износу. Различают: легированные чугуны, стойкие к абразивному износу (низколегированные, никель-хромовые, хромоникелевые, высокохромистые), жаростойкие легированные чугуны (хромовые, кремниевые, алюминиевые, высокохромистые, высоконикелевые) , коррозионно-стойкие легированные чугуны (кремниевые, никель-медные, высоконикелевые шаровидные, высоконикелевые серые, высокохромистые), аустенитные чугуны для работы при низких температурах [2-4].

полную статью см. в выпуске 10 (61) за октябрь 2012 г.

.

Отличие серого и белого чугуна (дом, дача, строительство)

Среди наиболее распространенных видов чугуна серый и белый. Что из себя представляет каждый??

Содержание статьи

  • Что такое серый чугун?
  • Что такое белый чугун?
  • Сравнение
  • Таблица

Что такое серый чугун?

Соответствующий вид чугуна является одним из наиболее распространенных в области машиностроения. Этот металл характеризуется наличием пластинчатого графита в шлифе.Его содержание в сером чугуне может быть разным. Чем он больше, тем темнее становится металл при изломе и тем мягче чугун. Отливки из этого вида металла могут быть изготовлены любой толщины.

Основные характеристики серого чугуна:

  1. минимальное удлинение - обычно не превышает 0,5%;
  2. малопрочный;
  3. низкая пластичность.

Чугун серый имеет небольшой процент связанного углерода - не более 0,5%. Остальной углерод представлен в виде графита, то есть в свободном состоянии.Серый чугун может производиться на перлитной, ферритной, а также смешанной - ферритно-перлитной - основе. Как правило, рассматриваемый металл содержит значительный процент кремния.

Реклама

Серый чугун довольно легко обрабатывается режущими инструментами. Этот металл используется для литья изделий, оптимальных по прочности на сжатие. Например, различные опорные элементы, батареи, водопроводные трубы. Использование серого чугуна широко распространено и в машиностроении — чаще всего при производстве деталей, для которых не характерны ударные нагрузки.Например, станки.

к содержанию ↑

Что такое белый чугун?

Этот вид чугуна характеризуется наличием углерода, который практически полностью представлен в структуре металла в связанном состоянии. Рассматриваемый металл твердый и в то же время достаточно хрупкий. Он устойчив к коррозии, износу и температуре. Белый чугун довольно сложно обрабатывать ручным инструментом. На изломе этот металл имеет светлый оттенок, блестящую структуру.

Основной областью применения белого чугуна является постобработка.Как правило, его превращают в сталь, во многих случаях - то же в серый чугун. В промышленности его применение не очень распространено из-за его хрупкости и сложности в обработке.

Процентное содержание кремния в белом чугуне намного меньше, чем в сером. Рассматриваемый металл также может иметь более высокую концентрацию марганца и фосфора (следует отметить, что их наличие во многом определяется химическим составом руды, из которой выплавляется железо). Действительно, увеличение количества кремния в металле сопровождается уменьшением количества связанного углерода в его структуре.

к содержимому ↑

Сравнение

Основное отличие серого чугуна от белого состоит в том, что в первом присутствует небольшой процент связанного углерода, во втором - наоборот, в основном присутствует связанный углерод. Эта функция определяет разницу между рассматриваемыми металлами в аспекте:

  • твердость;
  • цвета излома;
  • износостойкость;
  • хрупкость;
  • обрабатываемость ручным инструментом;
  • область применения;
  • процентов связанного и свободного углерода;
  • % кремний, марганец, фосфор.

Для дальнейшего исследования различий между серым и белым чугуном в этих аспектах нам поможет небольшая таблица. более сложный более сложный более темный на CINK более легкий на CINK более устойчивы к износу больше износостойких более хрупкие более хрупкие хорошо Не справляется с этим слишком хорошо Активно используется в различных отраслях промышленности В основном используется для производства стали и серого чугуна. Имеет большой процент свободного углерода - в виде графита Включает в основном связанный углерод Характеризуется большим процентным содержанием кремния, меньшим процентным содержанием марганца, фосфора кремний, высокий процент марганца, фосфор .

Качество тросов из ВЧШГ и их защитных слоев

Трубы из ВЧШГ и их защитные слои, качество

Качество тросов из ВЧШГ и их защитных слоев

Фото. inzynieria.com

Электронная микроскопия позволяет изучить структуру высокопрочного чугуна, из которого изготавливают водопроводные трубы, а также долговечность внутренних цементных покрытий, толщину, состав и адгезию защитных слоев.

Испытание кабелей перед установкой имеет большое экономическое значение, поскольку трубы из ВЧШГ используются и будут использоваться, по крайней мере, на транзитных и магистральных линиях. Их применение обычно начинается с диаметра 300 мм, а выше 500 мм соотношение цен меняется и эти трубы начинают быть дешевле пластиковых, в том числе и из ПЭ.

См. также

ФЕРРО С.А. Шаровые краны Ferro F-Power

Шаровые краны Ferro F-Power

Краны шаровые являются обязательным элементом водопроводной арматуры, а в частности запорной арматуры, используемой для открытия и закрытия потока.Состоят из корпуса (корпуса для всего механизма), привода...

Краны шаровые являются обязательным элементом водопроводной арматуры, а в частности запорной арматуры, используемой для открытия и закрытия потока. Они состоят из корпуса (корпуса для всего механизма), ручного привода (в виде одноплечего рычага или бабочки), шпинделя с сальником и седла с шариком. В шаре есть отверстие, выдолбленное с обеих сторон, через которое проходит среда, когда клапан открыт. Повернув рычаг клапана на девяносто градусов, мы перекрываем поток среды.

Xylem Water Solutions Polska Sp. о.о. Эффективная система повышения давления воды с низкими эксплуатационными расходами, система повышения давления Xylem SMB Lowara

Эффективная система повышения давления воды с низкими эксплуатационными расходами, система повышения давления Xylem SMB Lowara

Ожидается, что современные гидрофорные системы не только эффективно повысят давление воды в установках питьевой воды, но и будут иметь низкие эксплуатационные расходы.В системе повышения давления SMB...

Ожидается, что современные гидрофорные системы не только эффективно повысят давление воды в установках питьевой воды, но и будут иметь низкие эксплуатационные расходы. В комплекте гидрофора SMB Lowara эти ожидания оправдались благодаря сочетанию решений, обеспечивающих хорошие гидравлические параметры и энергоэффективность.

Xylem Water Solutions Polska Sp. о.о. Постоянное давление воды в установке? Это возможно с системой повышения давления Xylem GHV Lowara.

Постоянное давление воды в установке? Это возможно с системой повышения давления Xylem GHV Lowara.

Установка повышения давления GHV Lowara обеспечивает постоянное давление воды в системе даже при больших и частых колебаниях расхода воды.Полная автоматизация, достигаемая благодаря передовой регулировке и управлению ...

Установка повышения давления GHV Lowara обеспечивает постоянное давление воды в системе даже при больших и частых колебаниях расхода воды. Полная автоматизация, достигаемая благодаря усовершенствованному регулированию и контролю, обеспечивает стабильную работу установки без вмешательства пользователя.

В Германии и Польше чугунные трубы также используются для распределительных труб. Однако в нашей стране отсутствует специализированная лаборатория, которая бы проводила испытания чугунных тросов по структуре, прочности, качеству, толщине и адгезии защитных слоев.

Тесты, предписанные соответствующими стандартами, такими как ISO, являются дорогостоящими и требуют много времени. В результате инвестор не проводит никаких проверочных испытаний, возможно, кроме проверки круглости поперечного сечения, поскольку может сделать это сам без использования специализированного оборудования.

Поставщики знают, что поставляемая ими на строительную площадку продукция не будет проверяться на соответствие нормам и условиям, указанным в Спецификации существенных условий заказа.

Данная ситуация не способствует внедрению на польский рынок более качественных партий производимых труб.В предварительных испытаниях, проведенных авторами, почти 2/3 образцов, взятых случайным образом из чугунных тросов разных производителей, не соответствовали требованиям по прочности, указанным в стандарте ISO, которые они заявляли для каждого изделия в своих рекламных материалах.

Чугунная конструкция

При испытаниях трубопроводов по заказу МПВиК в Кракове авторы неоднократно обнаруживали неправильную структуру чугуна вблизи стенок труб, особенно в случае тонкостенных труб. Яркий пример показан на рис. 1, а на рис. 2 показан типичный случай меньших графитовых сфер вблизи стенки трубы из-за более короткого времени охлаждения чугуна с обечайкой вращающейся литейной формы, охлаждаемой водой.

Дефект, показанный на рис. 1, дискредитирует трубопровод - серый чугун имеет прочность на сжатие, аналогичную прочности ковкого чугуна, но в два раза меньшую прочность на растяжение [8], а в гидротехнических сооружениях именно прочность материала на растяжение определяет необходимая толщина стенки.

Несоблюдение поперечного сечения образца чугуна на сканирующем электронном микроскопе приводит к тому, что провода, в некоторых частях изготовленные из обычного серого чугуна, закупаются и устанавливаются как трубы из ВЧШГ. Это прямые последствия отсутствия контроля над чугунными трубами со стороны польских инвесторов, а косвенным следствием является эксплуатация труб с низкими коэффициентами безопасности и трещины в корродированных трубах, которые часто приводят к очень большим материальным потерям, а иногда даже к жизни. -угрожающий.

Рис. 1 . Фрагмент аномальной структуры чугуна, в случае которого следует говорить об обычном сером чугуне, а не о ковком [16]

Рис. 2. Меньшие графитовые шарики в ковком чугуне у стенки трубы [15]

Цинковое покрытие

Один из самых важных вопросов, на который трудно ответить, является ли правильным решением метод защиты наружной поверхности чугунных труб Европейского Союза путем цинкования без удаления продуктов коррозии.

Цинкование обычно используется для защиты стали и чугуна из-за взаимного расположения железа и цинка в ряду электронных напряжений. Цинк в сочетании с железом становится анодом, поэтому при электрохимической коррозии растворяется именно он, а не железо [3, 13]. Поэтому оцинковка защищает ферритовую матрицу чугуна не только механически, покрывая ее и отделяя от кислорода, но и катодно-пассивно, что должно вызывать равномерную коррозию по всей внешней поверхности трубопровода - это гораздо безопаснее для трубопровод, несущий воду под давлением из-за точечной коррозии, которая быстро проникает в материал.Однако такой защитный эффект непременно будет иметь место, если цинк чистотой 99,99% будет нанесен непосредственно на чугун или сталь.

Возникает вопрос: не ослабевает ли он значительно при нагреве цинка на продуктах коррозии?

В результате наблюдений, проведенных на сканирующем электронном микроскопе, авторами установлено, что практически все производители наносят гальваническое покрытие непосредственно на поверхность продуктов коррозии, образовавшихся в результате отжига наружной стенки НКТ, с целью продления времени образования графита сферы.

Наблюдения, проведенные на сканирующем микроскопе, показали, что под цинком продукты коррозии толщиной 20–50 мм после отжига образуют не один, а два слоя, которые вдобавок часто отделены друг от друга мелкими трещинами и имеют различный состав элементов. Внешний слой содержит только оксиды железа, а внутренний слой содержит дополнительные следы кремния, который содержится в ковком чугуне.

На вопрос о причине отсутствия очистки труб представители крупнейшего в мире производителя чугунных труб на одном из семинаров ответили, что перед цинкованием очищают только фитинги, а трубы в очистке не нуждаются.Ни стандарт PN-EN 545:2010 [11], ни руководство [12] не могут комментировать эту тему.

Эта ситуация вызывает два сомнения. Первый касается того, не мешает ли тонкий слой продуктов коррозии работе цинкового слоя в качестве пассивной катодной защиты за счет электрического сопротивления, а второй – не заканчиваются ли продукты худшего качества, чем в западных странах. в Польше.

Второе сомнение легко объяснимо, так как достаточно протестировать несколько образцов, взятых из труб, поставляемых в водопроводные сети Франции или Германии, и будет известно, можно ли обнаружить подобный субстрат продуктов коррозии в новых поставленных трубах. там.

С другой стороны, ответить на первое сомнение гораздо труднее, поскольку проблема заключается не в определении скорости электрохимической коррозии, которая измеряется путем измерения протекания тока между анодной и катодной областями, а в определении того, применение гальванизации предохраняет проводники от коррозии на небольшой поверхности уходящей вглубь материала.

Сканирующий электронный микроскоп

подходит для измерения не только толщины и чистоты цинкового покрытия, но и степени равномерности распределения алюминия в покрытиях, используемых для проводников, прокладываемых в высококоррозионных грунтах.Тогда вместо стандартного цинкового покрытия в количестве 200 г на 1 м 2 стенки воздуховода применяют покрытие 400 г/м 2 , состоящее из 85 % цинка и 15 % алюминия [14]. .

Это покрытие наносится методом горячего погружения из двух или одной проволоки. Если два, то это потому, что производитель не освоил выпуск однородной цинко-алюминиевой проволоки в промышленных масштабах, а потому использует цинковую и алюминиевую проволоки отдельно. Однако в этом случае наносимый слой характеризуется высокой степенью неоднородности распределения алюминия и цинка в покрытии.

Речь идет не о равномерной толщине, что, к сожалению, нереально при горячем цинковании, а о распределении этих двух элементов в покрытии. Сканирующий микроскоп оказывается подходящим прибором для оценки этого неравенства.

Другое исследование, проведенное авторами, заключалось в проверке количества цинка в лакокрасочных покрытиях с высоким содержанием цинка. Стандарт допускает их применение вместо цинкования при условии соблюдения тех же требований к массе цинка, что и для покрытия поверхности цинковым покрытием. На рис. 5 показан пример незамаскированного поддельного покрытия, в котором количество цинка незначительно.

Рис. 5. Пример контрафактного защитного покрытия в виде краски с небольшим количеством остатков цинка

Капли из чугуна

В дальнейшем планируется анализ зависимости размера и количества наблюдаемых дефектов поперечного сечения чугунного водовода от результатов прочностных испытаний отобранных образцов материала.Рассеивание образуется при вихревом плавлении чугунных трубопроводов, поскольку центробежная сила оттесняет расплавленный чугун к внешней стенке. Тогда со стороны внутренней стенки может быть мельчайших пустот, называемых каплями (рис. 6).

Рис. 6. Измельчение на внутренней стороне стенки чугунной трубы [16]

Утончение – это дефект материала воздуховода. Несмотря на то, что все наблюдаемые авторами рубцы имели малую площадь поперечного сечения по отношению к площади поперечного сечения взятых образцов материала, в тех немногочисленных исследованиях, которые были проведены, не ожидалось заметного их влияния на прочностные параметры. авторами проведено до сих пор - зависимость разрушающего напряжения растяжения от наблюдаемого утонения, казалось, была четко видна.

Тем не менее, небольшое количество экспериментов не позволило обнаружить статистически значимые связи между физическими параметрами этих пропилов и структурой поперечного сечения чугуна и величиной растягивающих разрушающих напряжений.

Таким образом, в настоящее время неизвестно, было ли наблюдаемое влияние появления небольших и немногочисленных снижений на прочностные параметры испытаний ковкого чугуна, взятых из воздуховодов, не просто случайностью. Тем более что правильность строения графита, как известно, является важным фактором, влияющим на предел прочности.

Причем наблюдение за появлением рубцов в поперечном сечении образца касается только плоскости, а образцы имеют размеры длины, ширины и высоты, установленные стандартами. Поэтому следует провести более обширные исследования, по крайней мере, для того, чтобы оценка структуры чугуна в образце материала, взятом для испытаний, и определение наличия утонений, позволить со статистически значимой вероятностью оценить, является ли будут соблюдены или нет стандартные прочностные параметры материала.

Получение положительного результата позволило бы снизить затраты на испытания, тем более, что обследование структуры чугуна и антикоррозионной защиты следует проводить в любом случае.

Цементный цемент

В настоящее время новые чугунные воздуховоды продаются только с внутренним цементным покрытием, а в исключительных случаях с эпоксидным или полиуретановым покрытием. Эти исключения из цементной штукатурки распространяются только на трубы малого диаметра, предназначенные для эксплуатации в водах с крайне низкой буферной способностью [2, 4, 5, 9].

Испытания внутренней цементной корки также будут проводиться с помощью электронной микроскопии. Структуру сечения этой экспедиции можно наблюдать под лупой с большим увеличением [10]. Электронный микроскоп, с другой стороны, будет использоваться для двух целей: определить количество алюминия и хрома в этом квесте. Это важная информация, поскольку кальций растворяется в цементной штукатурке, вызывая, особенно для мягких вод, увеличение значения рН и, следовательно, увеличение растворимости алюминия [1, 7].

Измерения можно проводить рентгенофлуоресцентным методом с приставкой ЭДС для электронного микроскопа. Однако этот метод имеет некоторые ограничения, о которых следует помнить – он не подходит для измерения концентрации первых пяти элементов с наименьшим атомным номером и завышает концентрацию углерода из-за уноса молекул паров масел, используемых для вакуума. насосы от разбавленного в высоком вакууме и направляя их на небольшой участок образца анализируемого материала.Очень низкие концентрации паров и небольшая площадь, на которую они переносятся, могут заметно завышать измеренную концентрацию углерода.

Другой вопрос, исследованный с помощью электронной микроскопии в старых цементных экспедициях, заключается в измерении того, как кальций растворяется и выщелачивается из него в зависимости от глубины экспедиции. Для этого очень хорошо могут быть использованы изображения, полученные в обратно отраженном электронном пучке. Они образованы детектором, собирающим электроны, отраженные не электронными оболочками, а ядрами атомов.Эти электроны отражаются назад, как мячик от стены — ядра с большим зарядом, а значит и большее количество протонов, имеют большее количество отражений.

После преобразования в видимое изображение более темные поля соответствуют тем участкам цементной корки, которые состоят из элементов с меньшим атомным номером, а более светлые — с большим. При наблюдении за старым цементным покрытием трубопровода фиксируются цвета темнее при вымываемом кальции и светлее там, где вымывания не было.

Интенсивность черного указывает на степень размытия.Это предварительное изображение будет дополнено анализом состава элементов с помощью приставки ЭДС к микроскопу. Исследуемый участок поля настолько мал, что анализ касается выделенного фрагмента сечения, т. е., например, самих цементных вяжущих, без сечения песчинок. Примерное изображение интенсивности рентгеновского излучения от цементно-водяных вяжущих показано на рис. 7.

Рис. 7 . Пример результата испытаний вяжущих изделий из цементной штукатурки в воздуховоде из ВЧШГ [15]

Наружные защитные слои выбираются в зависимости от местных условий воды и почвы, т. е. коррозионной активности почвы, ее влажности или даже расположения уровня грунтовых вод.По стандартам IWA коррозионная активность почвы зависит от удельного сопротивления, рН, восстановительного потенциала и наличия следов сульфидов, но основным параметром является удельное сопротивление [6, 18, 19, 20]. Электронная микроскопия позволяет точно измерить толщину этих слоев и проверить их атомный состав.

Окончательные выводы

Электронная микроскопия с адаптером EDS — правильный инструмент для начальной проверки качества проводников из ВЧШГ и их защитных слоев.Непроведение в Польше каких-либо испытаний для проверки структуры тросов, состава и толщины защитных слоев, наличия неровностей и прочности материала означает, что во многих случаях используемые чугунные тросы не соответствуют требованиям международных стандартов или условиях, изложенных в Спецификации существенных условий договора для организованных торгов.

Очень интересная исследовательская задача состоит в том, чтобы определить, позволяет ли гальванизация проволоки из ВЧШГ, покрытой слоем продуктов коррозии, использовать цинк в качестве анода и, таким образом, выполнять функцию пассивной катодной защиты, или же продукты коррозии создают дополнительные электрические сопротивления не позволяют в полной мере использовать цинковое схватывание по сравнению с железом в электромуфтовом ряду, в результате чего защита цинкового покрытия в значительной степени сводится к роли механического барьера.

Представленные в статье случаи дефектов структуры ВЧШГ и примеры дефектов нанесения защитных слоев на чугунные трубы не должны использоваться производителями других видов труб для различения ВЧШГ, являющегося проверенным материалом для труб и имеет много преимуществ, связанных с его механическими свойствами.

Воздуховоды из этого материала отличаются чрезвычайно высокой несущей способностью, а эластомерные прокладки позволяют сохранять герметичность в условиях подвижек замёрзшей и оттаявшей грунтовой среды.Использование чугунных труб не представляет угрозы для качества транспортируемой воды в долгосрочной перспективе.

Поэтому рекомендуется использовать трубы из ковкого чугуна

, особенно для больших диаметров. С другой стороны, выборочное тестирование качества продукции по отношению к международным стандартам позволяет правильно выбрать поставщика, что, несомненно, способствует продлению срока службы кабелей.

Литература

  1. Бесенд К., Уголовное преследование за смерть пациентов, «Нидерландский медицинский журнал», специальный отчет, июнь 2009 г., том.67, нет. 6.
  2. . Bonds R.W., Цементно-строительный раствор для труб из ВЧШГ, отчет Ассоциации исследований труб из ВЧШГ, 2005 г.
  3. Руководство по борьбе с коррозией, Департамент транспорта Калифорнии, Отдел инженерных служб, Отделение технологий коррозии, Сакраменто, Калифорния, США, сентябрь 2003 г.
  4. Домбровски В., Цементация по сравнению с другими методами ремонта - применение, стоимость, преимущества и недостатки - часть I, "BMP Ochrony Środoviska" № 3/2008.
  5. Домбровский В., Жуховский Д., Цементные покрытия как внутренняя защита трубопроводов от коррозии, «Газовая, водная и санитарная техника» № 9/2013.
  6. DIN 50930: 1993 Коррозия металлов. Водная коррозия металлических материалов в трубах и устройствах.
  7. SO 6600-1980 Трубы из ВЧШГ. Центробежная футеровка цементным раствором. Контроль состава свеженанесенного раствора.
  8. Куличковский А., Куличковская Е., Технологии бестраншейной реконструкции и реконструкции, за исключением технологии покрытий из отвержденной смолы [in:] Куличковский А.изд., "Бестраншейные технологии в природообустройстве", Выд. Зайдель-Пшивецкий, 2010
  9. Меланд И.С., Прочность строительного раствора в трубах из ВЧШГ, 8-я Международная конференция по долговечности строительных материалов и компонентов, Ванкувер, 1999.
  10. Футеровка из цементного раствора (неармированная), Североамериканское общество бестраншейных технологий, март 1999 г.
  11. PN-EN 545: 2010 Трубы, фитинги и аксессуары из ковкого чугуна и их соединения для водопроводов.Требования и методы испытаний
  12. Pont a Mousson, Сборник труб из ковкого чугуна, Нэнси, 1986.
  13. Roberge P.R., Handbook of Corrosion Engineering, McGraw-Hill, 2000.
  14. Vinidex, Системы и решения, Системы труб и фитингов из ковкого чугуна, Vinidex - Трубы из ковкого чугуна Saint Gobain PAM, Головной офис компании Vinidex Pty Limited.
  15. Васильковска А., Домбровский В. Применение электронной микроскопии для исследования чугунных труб. Часть I Структура футеровки из цементного раствора, «Газовая, водная и санитарная техника» №4/2012.
  16. Васильковская А., Домбровский В., Электронный микроскоп - инструмент для оценки качества чугунных труб и защитных покрытий, «Инстал» №7-8/2012.
  17. Васильковска А., Домбровский В. Применение электронной микроскопии для исследования чугунных труб. Часть I Наружная защита на основе оцинковки, «Газовая, водная и санитарная техника» № 5/2012.
  18. Технические стандарты водного хозяйства - спецификация № 95-048.1, Футеровка строительным раствором фитингов стальных труб и монтажных соединений стальных труб, Yarra Valey Water Ltd., 1995.
  19. http://corrosion-doctors.org/SoilCorrosion.
  20. http://www.aemc.com/techinfo/appnotes/Ground_Resistance_Testers/App-Ground-SoilResistivity.pdf.

Хотите быть в курсе? Подпишитесь на наши новости!

теги:
трубы из ковкого чугуна качество проводов трубы из ковкого чугуна защитные слои качество защитных слоев
  • Рысь.1. Фрагмент аномальной структуры чугуна, в случае которого следует говорить об обычном сером чугуне, а не о ковком чугуне [16]
  • Рис. 2. Меньшие графитовые шарики в ковком чугуне у стенки трубы [15]
  • Рис. 3. Образец фото микроскопа, на котором виден слой продуктов коррозии под цинком [17]
  • Рис. 4. Инициированная коррозия в трубе под слоем цинка [17]
  • Рис. 5. Пример контрафактного защитного покрытия в виде краски, содержащей лишь небольшое количество цинковых обломков
  • Рысь.6. Капнуть на внутреннюю сторону стенки чугунной трубы [16]
  • Рис. 7. Пример результата испытаний вяжущих изделий из цементной штукатурки в воздуховоде из ВЧ [15]
  • Фотогалерея

    Название перейти в галерею

    ФЕРРО С.А. Шаровые краны Ferro F-Power

    Шаровые краны Ferro F-Power

    Краны шаровые являются обязательным элементом водопроводной арматуры, а в частности запорной арматуры, используемой для открытия и закрытия потока.Состоят из корпуса (корпуса для всего механизма), привода...

    Краны шаровые являются обязательным элементом водопроводной арматуры, а в частности запорной арматуры, используемой для открытия и закрытия потока. Они состоят из корпуса (корпуса для всего механизма), ручного привода (в виде одноплечего рычага или бабочки), шпинделя с сальником и седла с шариком. В шаре есть отверстие, выдолбленное с обеих сторон, через которое проходит среда, когда клапан открыт. Повернув рычаг клапана на девяносто градусов, мы перекрываем поток среды.

    Xylem Water Solutions Polska Sp. о.о. Эффективная система повышения давления воды с низкими эксплуатационными расходами, система повышения давления Xylem SMB Lowara

    Эффективная система повышения давления воды с низкими эксплуатационными расходами, система повышения давления Xylem SMB Lowara

    Ожидается, что современные гидрофорные системы не только эффективно повысят давление воды в установках питьевой воды, но и будут иметь низкие эксплуатационные расходы.В системе повышения давления SMB...

    Ожидается, что современные гидрофорные системы не только эффективно повысят давление воды в установках питьевой воды, но и будут иметь низкие эксплуатационные расходы. В комплекте гидрофора SMB Lowara эти ожидания оправдались благодаря сочетанию решений, обеспечивающих хорошие гидравлические параметры и энергоэффективность.

    Xylem Water Solutions Polska Sp. о.о. Постоянное давление воды в установке? Это возможно с системой повышения давления Xylem GHV Lowara.

    Постоянное давление воды в установке? Это возможно с системой повышения давления Xylem GHV Lowara.

    Установка повышения давления GHV Lowara обеспечивает постоянное давление воды в системе даже при больших и частых колебаниях расхода воды.Полная автоматизация, достигаемая благодаря передовой регулировке и управлению ...

    Установка повышения давления GHV Lowara обеспечивает постоянное давление воды в системе даже при больших и частых колебаниях расхода воды. Полная автоматизация, достигаемая благодаря усовершенствованному регулированию и контролю, обеспечивает стабильную работу установки без вмешательства пользователя.

    ПХУ Дамбат Погружные насосы IBO — что мы знаем о производителе

    Погружные насосы IBO — что мы знаем о производителе

    Можете ли вы сделать погружной насос своим инженерным шедевром? Можно, если более 20 лет непрерывно работаете над всесторонней разработкой этого продукта, используя как собственные знания, так и опыт...

    Можете ли вы сделать погружной насос своим инженерным шедевром? Можно, если более 20 лет непрерывно работаете над комплексным развитием данного продукта, используя как собственные знания и опыт, так и эффективно налаживая международное сотрудничество.

    merXu Покупайте на MerX и экономьте

    Покупайте на MerX и экономьте

    Вы слышали о merXu.com - новом веб-сайте, позволяющем торговать между компаниями? Богатое предложение на платформе включает почти миллион продуктов, доступных покупателям, которые ищут товары...

    Вы слышали о merXu.com - новом веб-сайте, позволяющем торговать между компаниями? Богатое предложение на платформе включает почти миллион продуктов, доступных покупателям, которые ищут товары в таких категориях, как инструменты, электротехника и освещение, строительство, установки, машины и металлургия, а также безопасность труда.

    ПХУ Дамбат Каким должен быть погружной насос?

    Каким должен быть погружной насос?

    Насосы погружные применяются для забора воды из скважин с водным зеркалом менее 8 м.Благодаря множеству вариантов исполнения их можно использовать как для подачи воды в небольшие ...

    Погружные насосы применяются для забора воды из колодцев, где поверхность воды ниже 8 м. Благодаря множеству конструктивных вариантов они могут применяться как для подачи воды на небольшие объекты (дачные участки) и индивидуальные жилые дома, так и орошение в сельском хозяйстве и промышленные и профессиональные применения, например, для пожаротушения.

    ПХУ Дамбат Как выбрать бак гидрофора - оцинкованный или диафрагменный?

    Как выбрать бак гидрофора - оцинкованный или диафрагменный?

    Напорный бак является основным элементом бытовой системы водоснабжения.Он позволяет поддерживать достаточное давление воды в водопроводной сети. Это также влияет на возможность выбора лечебной станции ... 9000 6

    Напорный бак является основным элементом бытовой системы водоснабжения. Он позволяет поддерживать достаточное давление воды в водопроводной сети. Это также влияет на возможность выбора станции водоподготовки. Кроме того, благодаря правильно подобранному гидрофорному баку значительно увеличивается срок службы установки. Производители предлагают два типа сосудов под давлением – оцинкованные и мембранные сосуды под давлением.Для чего они нужны и какой гидрофор выбрать?

    .

    Смотрите также