Классификация чугунов для отливки
![Классификация чугунов для отливки Классификация чугунов для отливки](/upload/iblock/a9e/a9e88b2ba56f29902588eb0eaddccf1e.png)
Классификация чугунов для отливки
Чугуны, как и стали, в основном представляют собой сплавы железа и углерода. Чугуны содержат от 2 до 6,67% углерода. Поскольку высокое содержание углерода делает чугуны очень хрупкими, в большинстве серийно выпускаемых типов углерода содержится от 2,5 до 4,0 процентов углерода.
Обычно пластичность чугуна очень низкая, и его нельзя прокатывать, вытягивать или обрабатывать при комнатной температуре. Однако они легко плавятся и могут быть отлиты в сложные формы, которые обычно обрабатываются до окончательных размеров. Они известны как чугуны, потому что чугунное литье — единственный подходящий процесс, применяемый для этих сплавов. Хотя обычные чугуны хрупкие и имеют более низкую прочность, их легче лить, чем стали, и они дешевы.
«Чугун хрупкий». Это устаревший, но широко распространенный трюизм, который ошибочно подразумевает, что все чугуны одинаковы и ни один из них не является пластичным. На самом деле их можно сделать пластичными. Ковкий чугун из белого чугуна и чугуна с шаровидным графитом являются пластичными.
Ковкий чугун предлагает инженерам-конструкторам уникальное сочетание широкого диапазона высокой прочности, износостойкости, сопротивления усталости, ударной вязкости и пластичности в дополнение к хорошо известным преимуществам чугуна. А именно, литейным свойствам, обрабатываемости, демпфирующим свойствам и экономичности производства. К сожалению, эти положительные свойства высокопрочного чугуна не так широко известны, поскольку ошибочное представление о хрупкости хорошо известно. Информация о различных типах чугуна представлена в этой статье.
Классификация чугунов
Лучший метод классификации чугуна — по металлографической структуре. Необходимо учитывать четыре переменных, которые приводят к различным типам чугунов:
- Содержание углерода.
- Сплав и содержание примесей.
- Скорость охлаждения во время и после замораживания.
- Термическая обработка после литья.
Вышеуказанные переменные контролируют состояние углерода, а также его физическую форму. Углерод может быть объединен в виде карбида железа в цементите или может существовать в виде свободного углерода в графите. Форма и распределение свободных углеродных частиц будут сильно влиять на физические свойства чугуна. Производство чугуна является востребованным процессом среди многих владельцев крупных предприятий и небольших организаций.
Виды чугунов
Белый чугун:
- В этом типе чугунов весь углерод находится в комбинированной форме в виде цементита.
- В этом типе чугунов большая часть или весь углерод не соединен в форме неправильных круглых частиц, известных как темперированный углерод. Его получают термической обработкой белого чугуна.
- В этом типе чугунов большая часть углерода или весь углерод не соединены в виде чешуек графита.
- В этом типе чугуна слой белого чугуна на поверхности сочетается с внутренним слоем из серого чугуна.
- Благодаря добавкам специальных сплавов в этом типе чугунов углерод в значительной степени не сочетается в виде компактных сфероидов. Эта структура отличается от ковкого чугуна тем, что она получается непосредственно в результате затвердевания, а круглые частицы углерода имеют более правильную форму.
- В этом типе чугунов свойства или структура любого из перечисленных выше типов изменяются путем добавления легирующих элементов.
Литые чугуны
Легированный чугун — это такой чугун, который содержит специально добавленный элемент или элементы в количестве, достаточном для получения измеримого изменения физических или механических свойств.
В чугун добавляются легирующие элементы для обеспечения особых свойств, таких как устойчивость к коррозии, нагреву или износу, а также для улучшения механических свойств.
Высоколегированные белые чугуны
Белые высоколегированные чугуны в основном используются для износостойких материалов. Содержание хрома в высоколегированных белых чугунах также улучшает их коррозионные свойства. Большая объемная доля первичных и / или эвтектических карбидов в их микроструктуре обеспечивает высокую твердость, необходимую для дробления и измельчения других материалов.
Металлическая матрица, поддерживающая карбидную фазу в этих чугунах, может регулироваться содержанием сплава и термообработкой для достижения надлежащего баланса между сопротивлением истиранию и ударной вязкостью, необходимой для выдерживания повторяющихся ударов.
В то время как отливки из низколегированного белого чугуна с содержанием сплава ниже 4% развивают твердость в диапазоне от 350 до 550 HB, твердость высоколегированного чугуна составляет от 450 до 800 HB.
Спецификация охватывает состав и твердость износостойких марок белого чугуна. Эта спецификация касается износостойкого чугуна, используемого в горнодобывающей, фрезерной, землеройной и обрабатывающей промышленности. Следует отметить, что простые и низколегированные белые чугуны, состоящие в основном из карбидов железа и перлита, специально исключены из этой спецификации.
Наиболее распространенными легирующими элементами являются никель, хром, молибден и медь. Для различных промышленных применений, требующих стойкости к износу, коррозии и нагреву, широко используются два типа легированных чугунов: высоколегированные белые чугуны и чугуны. Информация об обеих этих разновидностях приведена в следующих разделах.