Легированный чугун; свойства и применение

Легированный чугун — свойства и применение

Легированный чугун — свойства и внедрение

Легированный чугун известен почти всем своими неповторимыми качествами – это завышенная износостойкость, жаропрочность, наименьшая стоимость по сопоставлению со сталью. Конкретно потому данный вид чугуна и пользуется большенный популярностью в самых различных сферах.

Главные свойства и маркировка легированного чугуна

Легированный чугун различается тем, что в его составе имеются легирующие составляющие – это хром, ванадий, никель, медь и остальные. Конкретно такие составляющие присваивают легированному чугуну таковых параметров:

• Завышенная износостойкость;
• Жаропрочность;
• Коррозионностойкость; свойства.

Маркируют легированный чугун зависимо от главных составляющих компонент. Это быть может хромистый легированный чугун, ванадиевый, никелевый и остальные. 1-ая буковка Ч, опосля которой идет обозначение основного компонента, числа обозначают долю углерода в составе.

Также посреди легированных чугунов различают:

• Белоснежный;
• Сероватый;
• Ковкий.

Легированный чугун — внедрение

Изделия из легированного чугуна почаще всего употребляют в местах, где есть возможность огромного износа, к примеру, при работе узлов в критериях трения, завышенных температур либо брутальной среде. Принципиально не забывать о том, что чугун довольно хрупок и не выдерживает огромных ударных нагрузок.

Почаще всего чугун выплавляют в доменных печах, его создают из железорудных материалов, которые в предстоящем перерабатываются в сталь и имеют заглавие передельный чугун. Для производства фасонного литья употребляется литейный чугун.

Зависимо от того, где будут употребляться отливки, и какие свойства необходимы для эксплуатации, определяют составляющие составляющие. Так, это могут быть отливки с таковыми качествами:

• Жаростойкие;
• Хладостойкие;
• Жаропрочные;
• Износостойкие;
• Коррозионностойкие;
• Маломагнитные.

Обработка изделий из легированного чугуна

Отливки из легированного чугуна могут подвергаться различной обработке. Посреди самых фаворитных действий обработки можно выделить:

• Высокотемпературный отжиг – уменьшает твердость;
• Выдержка с нормализацией – дозволяет понизить магнитную проницаемость и в тоже время увеличивает пластичность и крепкость;
• Нормализация – дозволяет повысить твердость всякого изделия;
• Отпуск – дозволяет снять внутреннее напряжение;
• Отжиг с высочайшим отпуском – понижает твердость и упрощает обработку таковых отливок из легированного чугуна.

Время для обработки и нагрева отливок выбирается для каждой отливки в отдельности зависимо от ее веса и размеров. Все главные свойства, которыми обязана владеть отливка, определяются конечными пользователями зависимо от будущих критерий эксплуатации изделия.

Чугун

Чугун начали использовать много десятилетий вспять. Этот материал владеет особенными эксплуатационными чертами, которые различаются от характерных стали. Создание чугуна, невзирая на возникновение огромного количества разных сплавов, налажено в почти всех странах. Для того чтоб найти свойства чугуна, следует разглядеть индивидуальности его хим состава, от что зависят те либо другие физические свойства.

Хим состав чугуна является принципиальным фактором, который почти во всем описывает механические свойства получаемых отливок. Не считая этого, на почти все свойства оказывает воздействие механизмы первичной и вторичной кристаллизации.

Содержание углерода в чугуне может варьироваться в границах от 2,14 до 6,67 процентов. Современные технологии производства разрешают с высочайшей точностью надзирать концентрацию всех частей в составе, за счет что понижается показатель хрупкости и растут остальные эксплуатационные свойства.

Рассматривая хим состав чугуна необходимо подчеркнуть, что в него, не считая железа и углерода, непременно входят последующие элементы:

1. Кремний (концентрация не наиболее 4,3%). Данный элемент оказывает подходящее действие на чугун, делая его наиболее мягеньким и улучшая его литейные свойства. Но очень высочайшая концентрация в состоянии сделать материал наиболее восприимчивым к пластичной деформации.
2. Марганец (не наиболее 2%). За счет прибавления этого элемента в состав значительно возрастает крепкость материала. Но очень большая концентрация может стать предпосылкой хрупкости структуры.
3. Сера относится к вредным примесям, который могут значительно усугублять эксплуатационные свойства материала. Обычно, концентрация серы в составе чугуна не превосходит показателя 0,07%. Сера становится предпосылкой возникновения трещинок при нагреве состава.
4. Фосфор содержится в составе в концентрации наименее 1,2%. Увеличение концентрации фосфора в составе становится предпосылкой возникновения трещинок при охлаждении состава. Не считая этого, данный элемент становится предпосылкой ухудшения остальных механических свойств.

Как и в почти всех остальных составах, более принципиальным из хим частей чугуна является углерод. От его концентрации и вида зависит разновидность материала. Структура чугуна может значительно различаться зависимо от используемой технологии производства.

Физический свойства

Чугун получил обширное распространение благодаря симпатичным физическим качествам:

1. Стоимость материала значительно ниже цены остальных сплавов. Конкретно потому его используют для сотворения самых разных изделий.
2. Рассматривая плотность чугуна, отметим, что данный показатель значительно ниже, чем у стали, за счет что материал становится намного легче.
3. Температура плавления чугуна может несколько различаться зависимо от его структуры, почти всегда составляет 1 200 градусов Цельсия. За счет включения в состав разных добавок температура плавления чугуна может значительно повышаться либо уменьшаться.
4. При выбирании материала почти все уделяют внимание тому, что цвет чугуна может несколько различаться зависимо от структуры и хим состава.

Температура кипения чугуна также почти во всем зависит от хим состава. Для того, чтоб разглядеть физические свойства материала, следует уделить внимание каждой его разновидности. Другая структура и хим состав стают предпосылкой придания других физико-механических свойств.

Разработка производства

Выплавка чугуна проводится в протяжении нескольких десятилетий, что соединено с его неповторимыми эксплуатационными свойствами. Огромное количество разновидностей сплавов описывает применение особенных правил маркировки. Маркировка чугунов проводится последующим образом:

1. Литейные обозначаются буковкой Л.
2. Сероватый получил обширное распространение, для его обозначения применяется сочетание букв «СЧ».
3. Ковкий обозначают КЧ.
4. Предельный либо белоснежный обозначают буковкой П.
5. Антифрикционный либо сероватый обозначают АЧС.
6. Легированные чугуны могут владеть самым разным хим составом и обозначаются буковкой «Ч».

Разработка производства чугуна предугадывает проведение нескольких шагов, которые разрешают получить требуемую структуру. Рассматривая процесс получения чугуна, отметим последующие моменты:

1. Создание проводится в особых доменных печах.
2. Легированный и жаростойкий чугун могут получаться при использовании в качестве сырья стальной руды.
3. Разработка представлена в восстановлении оксидов железа руды. В итоге перестроения кристаллической сетки и конфигурации структуры на выходе выходит материал, который именуют чугуном.
4. Рассматривая методы производства, отметим, что индивидуальности технологии также заключаются в используемых материалах – коксах. Под коксом предполагают природный газ либо термоантрацит, выступающие в качестве горючего.
5. Изготовка чугуна предугадывает отпуск железа в жесткой форме при применении специальной печи. На данном шаге выходит водянистый чугун.

Оборудование для производства чугуна может значительно различаться. Не считая этого, используемая разработка производства почти во всем описывает то, какой будет получен материал. Примером можно именовать создание ВЧШГ, которое соединено с приданием структуре необыкновенную форму.

Разновидности чугуна

Существует достаточно огромное количество разновидностей рассматриваемого материала. Систематизация чугунов почти во всем зависит от структуры и хим состава. Выделяют последующие виды чугуна:

. Эта разновидность материала характеризуется низкой пластичностью и высочайшей вязкостью, также неплохой обрабатываемостью резанием. В составе углерод содержится в виде графита. Область внедрения – машиностроение; создание деталей, работающих на износ. Как указывает практика, концентрация фосфора может варьироваться в довольно большенном спектре: от 0,3 до 1,2%. За счет особенного хим состава материал владеет высочайшей текучестью и нередко применяется в художественном литье. Антифрикционный чугун обходится в относительно невысокую стоимость, что также описывает его обширное распространение. . За счет того, что в этом составе углерод представлен в качестве цементита, структура характеризуется чрезвычайной хрупкостью и завышенной твердостью, также низкими литейными качествами и нехороший обрабатываемостью резанием. Стоит учесть, что белоснежный чугун применяется для переделки в сталь либо изготовлении ковкого. Весьма нередко его именуют предельным.
1. Половинчатый характеризуется завышенной устойчивостью к износу, что соединено с распределением углерода на цементитную и вольную базу. Нередко эта разновидность материала применяется в машиностроении и станкостроении.
2. Легированный. Для того чтоб придать особенные свойства чугуну также проводится его легирование. Легированный чугун владеет завышенной износостойкостью, коррозионной стойкостью за счет включения в состав никеля и хрома, также меди. Подобные варианты выполнения чугуна получают свое заглавие зависимо от того, как легирующий элемент употреблялся при их изготовлении.
3. Прочный чугун делается методом введения в состав водянистого сероватого чугуна разных частей, например, магния и кальция. В итоге легирования изменяется форма графита – он припоминает шар и при всем этом не меняет кристаллическую сетку. Стоит учесть, что по своим свойствам этот сплав припоминает углеродистую сталь, применяется, в главном, при изготовлении разных износостойких деталей.
4. Ковкий. Получают его при переплавке белоснежного чугуна, который следует подогреть до высочайшей температуры и выдерживать в схожем состоянии. В неких вариантах для придания составу особенных свойств проводится добавление легирующих частей. Главными качествами можно именовать высшую вязкость и завышенную степень пластичности. Получил обширное распространение в машиностроительной индустрии.
5. Особый. Представляет собой сплав, в который заходит огромное количество марганца и кремния. Часто применяется для удаления кислорода из стали при его производстве либо переплавке, за счет что снижается температура плавления.

Любая разновидность чугуна владеет собственной особенной структурой и хим составом, которые и определяют область внедрения.

Применение

Из-за особенных физико-механических свойств применение чугуна сделалось может быть в самых разных сферах:

1. Для производства разных деталей в машиностроительной отрасли. В протяжении почти всех лет конкретно этот сплав применяется при изготовлении самых разных деталей для мотора внутреннего сгорания. При всем этом автопроизводители проводят изменение главных параметров материала методом его легирования, что нужно для заслуги неповторимых свойств. Не считая этого, огромное распространение получили тормозные колодки из данного сплава.
2. Изделия из чугуна могут выдерживать действие низкой температуры. Потому материал применяется при производстве техники и инструментов, которые эксплуатируются в твердых погодных критериях.
3. Ценится чугун в металлургической области. Это соединено с низкой стоимостью, которая почти во всем зависит от концентрации углерода и особенностей получаемой структуры. Высочайшие литейные свойства также делают материал наиболее симпатичным. Получаемые изделия характеризуются высочайшей прочностью и износостойкостью.
4. В протяжении нескольких крайних десятилетий рассматриваемый сплав обширно применяется при изготовлении сантехнического оборудования. Это соединено с высочайшими противокоррозионными возможностями, также возможностью получения изделий самой различной формы. Примером можно именовать чугунные ванны и радиаторы, разные трубы, батареи и мойки. Невзирая на возникновение материалов, которые могли бы поменять чугун, подобные изделия пользуются большенный популярностью. Это соединено с тем, что они сохраняют первозданный вид в протяжении долгого периода эксплуатации.
5. Применяется сплав и для производства разных декоративных частей, что соединено с высочайшими литейными свойствами. Примером можно именовать сетку для перил, разные статуэтки и почти все другое.

Чугунные сковороды Чугунные радиаторы

Не считая этого, область внедрения зависит от нижеприведенных параметров рассматриваемого материала:

1. Некие марки владеют высочайшей прочностью, которая свойственна для стали. Конкретно потому материал применяется даже опосля возникновения современных сплавов.
2. Чугунные изделия могут в протяжении долгого периода сохранять тепло. При всем этом термическая энергия может умеренно распространяться по материалу. Эти свойства стали употребляться при изготовлении отопительных радиаторов либо остальных схожих изделий.
3. Принято считать, что чугун – экологически незапятнанный материал. Конкретно потому его нередко используют при изготовлении различной посуды, например, казана.
4. Высочайшая стойкость к действию кислотно-щелочной среды.
5. Высочайшая гигиеничность, потому что все загрязняющие вещества могут просто удаляться с поверхности.
6. Рассматриваемый материал характеризуется довольно долгим сроком службы при условии соблюдения советов по эксплуатации.
7. Входящие в состав хим вещества не могут нанести вреда здоровью.

В заключение отметим, что издавна открытая разработка производства рассматриваемого материала в протяжении почти всех лет оставалась фактически постоянной. Это соединено с тем, что при относительно низких издержек можно было получить большенный размер расплавленного сплава. На нынешний денек нередко проводится создание материала из лома, что дозволяет еще в большенный степени понизить себестоимость получаемого продукта.

О производстве литья

Что такое легированный чугун — это чугун подвергшийся доп введению 1-го либо нескольких частей.

Применение легированного чугуна для разных литых деталей основано на том, что легирующие элементы делают лучше механические, физические, хим и эксплуатационные свойства.

Зависимо от степени легирования чугун можно поделить на три группы. Низколегированный с содержанием легирующих частей до 3%, среднелегированный с содержанием частей 3-10% и высоколегированный с содержанием частей выше 10%.

Низколегированный чугун

Низколегированный чугун употребляют как конструкционный материал. Железная база этого чугуна не достаточно различается от обыденного сероватого чугуна.

В низколегированном чугуне легирующие элементы содействуют сглаживанию структуры по сечению отливки и измельчению кристаллического строения. Это приводит к увеличению механических и эксплуатационных параметров чугуна. Не считая того, легированный чугун легче поддается тепловой обработке.

Среднелегированный чугун

Среднелегированный чугун характеризуется особенной мартенситной структурой, которая обеспечивает высшую износостойкость деталей как при обычной, так и при завышенной температуре.

Высоколегированный чугун характеризуется ферритной либо аустенитной структурой, которая присваивает чугуну особенные физические либо хим свойства, потому этот чугун используют для коррозионностойких, жаростойких, немагнитных отливок.

Воздействие легированных частей на свойства чугунов

Зависимо от содержания преобладающего элемента легированный чугун делят на никелевый, хромистый, хромоникелевый, медистый, молибденовый, марганцевый, дюралевый и остальные.

В истинное время наибольшее распространение находит чугун, легированный колченогом и никелем. Данный чугун в большей степени употребляют для российских машиностроительных деталей, работающих на износ при трении.

В отдельных вариантах для придания этому чугуну доп параметров в его состав вводят еще и остальные элементы, но именуют его тогда уже не хромоникелевым, а по наименованию введенного элемента, к примеру, молибденовым, ванадиевым и т.д.

Низколегированный чугун

приведены разные составы низколегированного чугуна с указанием его предназначения. Молибден вводится в чугун в тех вариантах, когда требуется завышенная жаропрочность, т.е. сохранение механических параметров при завышенных температурах.

В качестве антифрикционного материала как заменителя оловянных бронз используют особый низколегированный антифрикционный чугун. Табл2

Структура антифрикционного чугуна обязана быть перлитной, с равномерным распределением графита.

Высоколегированный чугун

Высоколегированный чугун используют для деталей, работающих в особенных критериях:брутальная среда, высочайшая температура и другое. Высоколегированный немагнитный чугун имеет аустенитную структуру, отлично работает на износ, владеет неплохой коррозионной стойкостью. Немагнитный чугун используют в электротехнической и машиностроительной индустрии. Хим состав высоколегированного чугуна быть может разным см табл 3

Этот чугун отлично обрабатывается.

Легированный чугун с жаростойкими качествами стабильно работает при больших температурах-до 1200°С.В почти всех вариантах таковой чугун владеет и высочайшей коррозионной стойкостью.

В таблице приведены обычные составы жаростойкого и коррозионностойкого чугуна.

Высокохромистый жаростойкий чугун, невзирая на высшую твердость (Н_в=250 – 400), удовлетворительно обрабатывается режущим инвентарем.

С повышением содержания углерода и кремния твердость высокохромистого чугуна снижается. Большая усадка высокохромистого чугуна см таблицу

Линейная усадка этого чугуна колеблется от 1,5 до 2,7%. Большая усадка высокохромистого чугуна просит неплохого питания отливок, что осуществляется установкой прибылей.

Отделение прибылей делается механическим методом, потому что применение для данной нам цели электродуги приводит к образованию трещинок. В практике обширно используют легкоотделяемые прибыли см рис

Чугун с высочайшим содержанием алюминия (20-24%) владеет высочайшей жаростойкостью до 1200 — 1250°С и хим стойкостью, таковой чугун не магнитится, хрупкий и весьма чувствителен к изменению температуры.

Непростой по составу чугун с содержанием меди, никеля, хрома и остальных частей владеет завышенной жаростойкостью, хим стойкостью и в отдельных вариантах немагнитными качествами.