Чем отличается белый чугун от серого

Прочее › Чем отличается

В тонких сечениях отливки, где скорость охлаждения в период кристаллизации высокая, образуется структура белого чугуна. Углерод в нем находится в виде цементита, графит отсутствует. В остальных сечениях образуется структура серого чугуна.

• В тонких сечениях высокоскоростного охлаждения образуется структура белого чугуна, содержащего цементит и не содержащего графит.
• Самый прочный чугун марки СЧ38-60, который занимает промежуточное положение между чугуном и сталью.
• Серый чугун используется в машиностроении для литья станин, механизмов, поршней, цилиндров благодаря высоким литейным свойствам.
• Белый чугун содержит 4,3% углерода и называется белым эвтектическим чугуном, применяется в качестве слоя на поверхности изделий.
• Чугун боится окисления, не стоит мыть чугунную посуду в посудомоечной машине и использовать газовые резаки или угловые шлифовальные машины при работе с белым чугуном.
• Белый чугун содержит цементиты, которые придают ему белый цвет и блеск на изломе.

1. Какой чугун самый прочный
2. Для чего нужен серый чугун
3. Что называется белым чугуном
4. Для чего используют белый чугун
5. Чего боится чугун
6. Какой чугун самый хрупкий
7. Можно ли варить серый чугун
8. Почему белый чугун
9. Какая марка чугуна лучше
10. Чем отличаются чугуны друг от друга
11. В чем отличие белого серого ковкого и высокопрочного чугуна
12. Какие есть виды чугуна
13. Чем чугун хуже стали
14. Как понять что это чугун
15. В чем плюсы чугуна
16. Почему чугун дешевле стали
17. Что крепче чугун или нержавейка
18. Какой чугун можно варить
19. Как расшифровывается серый чугун
20. Какой цвет у чугуна
21. Какого цвета должна быть чугунная сковорода
22. Как получить серый чугун
23. Чем отличается серый чугун от ковкого чугуна
24. Что такое белый чугун его характеристика и назначение
25. Что такое чугун простыми словами
26. Какой чугун получается из белого чугуна
27. Почему белый чугун называется предельным
28. Что крепче чугун или сталь
29. Что лучше чугун или металл
30. Что такое отбеливание и отбеленные чугуны
31. Чем белый чугун отличается от остальных видов чугунов
32. Как можно из белого чугуна получить серый
33. Чем чугун лучше
34. Чем лучше всего варить чугун
35. Чем отличается высокопрочный чугун от серого чугуна

Какой чугун самый прочный

Наиболее прочным является чугун марки СЧ38-60. Твердость по Бринеллю для серого чугуна СЧ12-28 составляет от 143 до 229, чугуна СЧ38-60 —от 207 до 262. Ковкий чугун по механическим свойствам занимает промежуточное положение между чугуном и сталью, отличается от серого чугуна большей вязкостью и меньшей хрупкостью.

Для чего нужен серый чугун

Серый чугун характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка) и служит основным материалом для литья. Он широко применяется в машиностроении для отливки станин станков и механизмов, поршней, цилиндров.

Что называется белым чугуном

Чугун, содержащий 4,3 % углерода (точка С), называется белым эвтектическим чугуном. Левее точки С находятся доэвтектические, а правее — заэвтектические белые чугуны. В доэвтектических белых чугунах из жидкой фазы кристаллизуется аустенит, затем эвтектика — ледебурит.

Для чего используют белый чугун

Белые чугуны применяют в основном в виде слоя отбеленного чугуна на поверхности изделия, внутри которых кристаллизуется серый чугун вследствие замедления охлаждения, например, прокатные валки. Такие изделия имеют твердую износостойкую поверхность и более пластичную, вязкую сердцевину.

Чего боится чугун

Чугун — это сплав железа с углеродом. Эти природные материалы боятся окисления. Поэтому ни в коем случае нельзя мыть чугунную посуду в посудомоечной машине. Только под тёплой проточной водой.

Какой чугун самый хрупкий

4) белый чугун — это самый хрупкий вид чугуна, он не сваривается и почти не поддается резке газовым резаком или угловой шлифовальной машиной.

Можно ли варить серый чугун

Чугун является трудносвариваемым металлом. Он сваривается плавящимися или неплавящимися электродами с подогревом или без него.

Почему белый чугун

Белый чугун — это разновидность чугуна, которая в своём составе содержит углеродные соединения. В этом сплаве они называются цементитами. Своё название подобный металл получил благодаря характерному белому цвету и блеску, который хорошо виден на изломе.

Какая марка чугуна лучше

Высокопрочный чугун лучше, чем серый, сохраняет свою прочность при нагреве, поэтому может применяться для работы при температурах до 400°С (серый чугун выдерживает температуру до 250°С). ГОСТ 7293-85 нормирует предел прочности σв, предел текучести σт, относительное удлинение δ и твердость НВ высокопрочных чугунов.

Чем отличаются чугуны друг от друга

Основное отличие заключается в составе. В состав первого входит железо, углерод в количестве 2%. Второй металл состоит из сплава железа и легирующих примесей.

В чем отличие белого серого ковкого и высокопрочного чугуна

Высокопрочный чугун Такими свойствами обладает высокопрочный чугун, в котором при кристаллизации образуются включения графита шаровидной формы. По сравнению с серым чугуном, высокопрочный, характеризуется повышенным содержанием углерода и кремния. А так же низкой концентрацией серы.

Какие есть виды чугуна

В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют: белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.). Как правило, чугун хрупок.

Чем чугун хуже стали

Чугун (кроме белого) отличается от стали наличием в структуре графитовых включений, а между собой чугуны различаются формой этих включений. В зависимости от структуры чугуны подразделяют на белые и серые.

Как понять что это чугун

По поверхности сплава необходимо пройтись напильником или наждаком. На чугуне образуется пыль, которая будет пачкаться как графит. Сталь снимется мелкой стружкой. Обработанная напильником поверхность чугуна имеет матовый серый цвет.

В чем плюсы чугуна

Плюсы чугуна:

Свойства чугуна и толщина стенок чугунного изделия поддерживают длительную теплоотдачу; долговечность, обусловленная устойчивостью к коррозии; прочность и легкость в обработке металла; устойчивость к нагреву и перепадам температур.

Почему чугун дешевле стали

Если коротко и в общих чертах, то можно сказать, что по составу чугун отличается от стали более высоким содержанием углерода, по технологическим свойствам — лучшими литейными качествами и малой способностью к пластической деформации. Чугун, как правило, дешевле стали.

Что крепче чугун или нержавейка

Если в нержавейке присутствует 1,5-2% углерода, то в чугуне — 2%. Именно эта незначительная разница и обуславливает различие в характеристиках металлов: Нержавейка обладает плотной структурой, которая придает прочность и пластичность материалу.

Какой чугун можно варить

Для соединения ковкого чугуна применяются электроды таких марок: ОЗЧ-2, МНЧ-2, ЦЧ-4, ОЗЧ-6. Серый чугун сваривается расходниками ОЗЧ-2, МНЧ-2, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЖН-1 и ОЗЖН-2. Высокопрочные марки соединяются электродами ОЗЖН, МНЧ-2, ОЗЧ-3 и ОЗЧ-4.

Как расшифровывается серый чугун

Серый чугун

В сером чугуне углерод находится в виде графита пластинчатой формы.. Серые чугуны маркируются сочетанием букв «С» — серый, «Ч»- чугун и цифрами, которые обозначают временное сопротивление разрыву при растяжении в МПа.

Какой цвет у чугуна

Серые (чугуны с содержанием кремния 1,2—3,5 % и примесей Mn, P, S, большая часть или весь углерод находится в виде графита пластинчатой формы, излом имеет серый цвет), половинчатые (отбелённые) чугуны.

Какого цвета должна быть чугунная сковорода

Чёрный цвет чугунной посуде придает в том числе оксид железа FeO, который также предохраняет чугун от ржавчины. Новая чугунная посуда должна быть тщательно отмыта от технологической смазки.

Как получить серый чугун

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.

Чем отличается серый чугун от ковкого чугуна

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.

Что такое белый чугун его характеристика и назначение

Белые чугуны используются для получения ковких чугунов. это такой чугун, в котором большая часть углерода находится в свободном состоянии в виде графита. Серый чугун мягок, хорошо обрабатывается режущим инструментом, в изломе имеет темно-серый цвет. Температура плавления серого чугуна 1100-1250°С.

Что такое чугун простыми словами

Чугуном называют сплав, состоящий из железа и углерода. При этом количество содержащегося в железе углерода составляет не менее 2,14%. Углерод может представлять собой цементит или графит. В составе чугуна содержатся некоторые примеси, такие как Si, Mn, S, P и легирующие вещества.

Какой чугун получается из белого чугуна

Ко́вкий чугу́н — условное название мягкого и вязкого чугуна, получаемого из белого чугуна отливкой и дальнейшей термической обработкой (ни один вид чугуна из-за хрупкости не поддаётся обработке давлением).

Почему белый чугун называется предельным

Получил название, соответствующее передельному процессу производства стали из руды в два этапа: чугун получают из руды (как правило, в процессе доменной плавки), а затем «переделывают» в сталь.

Что крепче чугун или сталь

Основная разница в качествах этих металлов заключается в следующем: Твердость стали выше, чем у чугуна. Масса стальных изделий меньше, при этом материал легче плавится.

Что лучше чугун или металл

Содержание углерода в стали до 2%и в чугуне более 2%, делает сталь твердой и прочной, ее можно сваривать, ковать, резать. А чугун же из-за углерода становится более жаростойким, чем сталь, но за счет пористости — хрупким. Сплав плохо переносит резкие перепады температуры.

Что такое отбеливание и отбеленные чугуны

Отбел, отбеливание чугуна — образование структуры белого чугуна (цементита) в отливках из серого чугуна, обычно в их тонких сечениях или на поверхности отливки, соприкасающейся со стенкой формы (см.

Чем белый чугун отличается от остальных видов чугунов

В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита Fe3C. У белого чугуна высокая износостойкость и твердость, однако он хрупок и плохо обрабатывается резанием, поэтому в машиностроении они находят ограниченное применение и идут, в основном, в передел на сталь.

Как можно из белого чугуна получить серый

Образование графита происходит в результате термической обработки белого чугуна, когда часть цементита распадается на мягкое пластичное железо и графит по реакции Fe3C~>—»-3Fe-[-C. В зависимости от преобладающей структуры различают серый чугун на перлитной, ферритной или ферритоперлитной основе.

Чем чугун лучше

Чугун имеет пористую структуру, что повышает теплоемкость металла. Чугунные кастрюли и сковороды, набрав нужную температуру, долго держат тепло, сохраняя пищу горячей. Наличие пор имеет еще одно преимущество — в них проникает жир, превращаясь под воздействием высоких температур в естественный антипригарный слой.

Чем лучше всего варить чугун

Сварка чугуна выполняется электродами стальными, комбинированными и с чугунными стержнями и без предварительного подогрева. Используется для сварки и реконструкционной наплавки.

Чем отличается высокопрочный чугун от серого чугуна

По сравнению с серым чугуном, высокопрочный, характеризуется повышенным содержанием углерода и кремния. А так же низкой концентрацией серы. Механические свойства чугуна определяют при испытании образцов, специально изготовленных в соответствии с ГОСТом.

• Какого цвета должна быть чугунная сковорода

Свойства серого чугуна, высокопрочного, белого, ковкого

В списке индустриально-промышленных металлов чугун является самым дешёвым материалом. Производство метала не требует глубокой технологической переделки, что выгодно отличает его себестоимость в сравнении со сталями. Имея хорошие литейные качества чугун в широко используют в изготовлении массивных корпусных, объёмных деталей и отдельных частей механизмов, не подвергающихся сильным ударным нагрузкам. Свойства отдельных видов чугунов и их марок во многом зависят от уровня содержания углерода его состояния и формы включений в сплаве.

Литые изделия из чугуна

Основные механические и физические свойства

По своей природе чугун представляет собой сплав железа с углеродом с естественным содержанием незначительного количества примесей, где процент содержания углерода в общей объёмной массе сплава может быть в приделах от 2.14 до 6.67%.

Сплавы, имеющие в своём составе углерода ниже 2. 14% переходят в разряд сталей. При содержании углерода в структуре выше 6.67% сплавы переходят в разряд сверхтвёрдых материалов именуемых — карбидами железа (цементитами).

Сравнительно со сталью, высокое содержание углерода делает чугун хрупким, твёрдым, не устойчивым к ударным нагрузкам. Этот же фактор затрудняет механическую обработку и свариваемость материала. Вместе с этим плюсом является хорошие литейные свойства и коррозийная устойчивость чугунов. Также при включении в состав некоторых легирующих добавок возможно улучшение некоторых физических и механических качеств металла.

Стандартно все марки чугунов, как и других сплавов, характеризуются такими механическими параметрами как твёрдость материала и сопротивление разрыву при растяжении.

Классификация чугунов

По назначению в металлургии выпускаются два вида чугунов:

• передельный – используемый для технологической переплавки в сталь
• литейный – используемый для отливки готовых деталей, который в свою очередь подразделяется на конструкционный и специальный

Содержанием углерода в сплаве чугуны делятся на следующие типы:

• Доэвтектические с содержанием углерода 2. 14 – 4.3%
• Эвтектические  с содержанием — 4.3%
• Заэвтектические с содержанием — 4.3 — 6.67%

По составу сплавов чугуны делятся на легированные и нелегированные

В зависимости от состояния углерода в структуре сплавы отличаются цветом на плоскости излома, где различают серый и белый виды чугунов. Структура белого чугуна характеризуется наличием углерода только в сформированном цементите. Углерод в структуре серых чугунов находится в виде графита сформированных в виде отдельных включений.

По структуре, а конкретно по форме и распределению включений углерода (графита) в массе сплава чугуны делятся на четыре группы:

• Сплавы с графитом в виде пластинок в своей структуре. Данный вид чугунов не подаётся легированию.
• Чугуны с включениям шаровидного графита. Такая структура характерна высокопрочным чугунам.
• Сплавы с включениями вермикулярного (червеобразного) графита в своей структуре.
• Хлопьевидные включения графита в структуре сплава характерны ковким маркам чугуна.

Выделение графита в структуре

По структуре металлической основы сплава различают:

• Перлитные
• Ферритные
• Перлито-ферритные
• Аустенитные
• Бейнитные
• Мартенситные

Все перечисленные определения отражают строение структуры в соответствии с диаграммой превращения при плавлении стали и чугуна в зависимости от содержания углерода и режимов его кристаллизации в общем объёме сплава.

Свойства белого чугуна

Особенностью белого чугуна является то, что углерод в его составе растворён в цементите, где общая структура состоит из железа и цементита. Отдельных включений графита, как в сером чугуне, здесь нет и срез метала является более светлым.

Структура белого чугуна с цементитом

Цементит представляет собой высокоуглеродистое соединение в виде карбида железа Fe₃C, которое является неустойчивым и при определённых условиях и может распадаться с выделением углерода отдельными включениями графита в структуре металла.

Особенности белого чугуна

Данный вид чугуна характеризуется:

• Высокой твёрдостью и удельным сопротивлением
• Хорошей износостойкостью
• Достаточной стойкостью к тепловому воздействию
• Относительно хорошую коррозийную стойкость, включая к кислотам
• Его литейные качества не позволяют изготовление деталей сложных конфигураций, где в литье могут образовываться трещины
• Литьё из белого чугуна даёт усадку в переделах 2%
• За счёт своей твердости материал сложно обрабатывать
• Высокая хрупкость не позволяет его использовать в деталях испытывающих ударные нагрузки
• Материал очень плохо сваривается, где в процессе налаживания шва при нагреве дуговой или газовой сварки образуются частые трещины

Применение

Белый чугун не столь широк в применении как серый. Его используют в отливке несущих элементов конструкций в строительстве, судостроении, станкостроении. Сплав в виду не столь высоких литейных качеств больше подходит для литья простых, несложных конфигураций массивных деталей. Чаще сплав используют как сырьё во вторичной переделке для производства ковких и других марок серого чугуна.

Заготовки белого чугуна для производства ковкого чугуна

Серый чугун

Данный вид углеродистого сплава является самым широко применяемым из чугунов. Сплав используют при литье деталей требующих высокой устойчивости к нагрузкам на сжатие. Ограничение использования материала определяет его хрупкость и неустойчивость к изгибающим нагрузкам. Сплав применяют в литье цилиндров двигателей, несущих станин станков и корпусов оборудования.

Детали из серого чугуна

Факторы, влияющие на свойства сплава

При плавке серых чугунов происходит выделение в структуре углерода в виде графита, где последний формируется отдельными пластинками или чешуйками. При этом для обеспечения соответствующей твёрдости и прочности содержание углерода должно быть в пределах 2.4-3.7%. В случае превышения углерода в составе сплав будет отличатся повышенной хрупкостью. При низком содержании углерода сплав потеряет свою твёрдость и литейные качества. Механические свойства серого чугуна во многом зависят от числа формы и распределения графита в структуре. Наиболее прочным считают сплавы с перлитной структурой, где графит равномерно распределён в виде микро-пластинок.

Технологии выплавки

Форма и размер графитных включений зависит от наличия в расплавленном чугуне центров кристаллизации, скорости его охлаждения и наличии добавок, обеспечивающих выделение графита. Чем больше в расплавленном материале нерастворимых частичек, тем больше центров кристаллизации, обеспечивающих формирование более мелких включений графита.

Для обеспечения большего числа центров кристаллизации перед разливом в формы осуществляют внедрение в жидкий металл модифицированных добавок в составе с кремнием, алюминием и кальцием. В раскалённом металле данные элементы переходят в соответствующие оксиды SiO2, Al2O3 и CaO в виде взвешенных частиц, образуя центры кристаллизации в структуре.

Марки серого чугуна

СЧПГ в отливках ГОСТ 1412-85: СЧ10, СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ30, СЧ35. Число в маркировке означает временное сопротивление при растяжении (кгс/мм²).

Высокопрочный чугун

Данный сплав является подвидом модифицированного серого чугуна, где графит в структуре сплава распределён шаровидными включениями. Высокая прочность обусловлена меньшей площади к объёму сферических включений в структуре, что обеспечивает более монолитную металлическую основу сплаву. Формирование такой структуры обеспечивается присадками в виде чистого магния или связками (Например, Mg 20% + Ni 80%). Такие сплавы имеют ферритную или перлитную основу с более высокой пластичностью и ударной вязкостью, чем у обычных серых чугунов. Прочность сплава повышается с увеличением содержания в структуре перлита и увеличением дисперсности шариков графита. Вязкость повышается с увеличением в структуре феррита.

Такие чугуны успешно используют вместо стали для отливки коленчатых валов двигателей, шестерней, муфт, задних мостов, ступиц, картеров.

Среди высокопрочных чугунов ВЧШГ существуют следующие марки согласно ГОСТа 7293-85: ВЧ35-22, ВЧ40-15, ВЧ45-10, ВЧ50-7, ВЧ60-3, ВЧ70-2, ВЧ80-2, ВЧ100-2. Первое число означает временное сопротивление растяжению (кгс/мм²), второе относительное удлинение в %.

Свойства ковкого чугуна

Сплав получают из отлитого белого чугуна путем дополнительного продолжительного отжига при температуре 950°С в контейнерах засыпанным песком. Таким образом удаётся достигнуть относительной вязкости металла. Это конечно не позволяет работать с металлом кузнечным методом, но достаточно повышает стойкость к ударным нагрузкам материала.

В структуре ковкий чугун, как и серый содержит в своей сталистой основе включения углерода в виде графита. Но структурное отличие заключается в том, что графит распределён в массе сплава микроскопическими хлопьями, изолированными между собой. Таким образом металлическая снова менее разобщена и материал обладает более высокой пластичностью и вязкостью.

Свойства ковкого чугуна во много зависят от размера графитных включений в своей структуре. Среди чугунов данного типа, в зависимости от строения структуры различают два вида: ферритный (Ф класса), перлитный (П класса). К ковким чугунам относятся следующие марки: с ферритной и феррито-перлитной структурой КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12; с перлитной структурой КЧ45-7, КЧ50-5, КЧ55-4, КЧ60-3, КЧ65-3, КЧ70-2, КЧ80-1. 5.
Первая цифра в маркировке указывает минимальный придел прочности у кгс/мм², вторая- минимальное относительное линейное удлинение.

Действие добавок на свойства чугунов

Если говорить о углероде в составе чугуна, то его относительное массовое повышение в составе сплава положительно влияет на текучесть раскалённого жидкого сплава. Вместе с этим, при выделении углерода в виде графита в структуре сплава объём вылитой заготовки увеличивается, что частично компенсирует усадку после полной кристаллизации. Таким образом, углерод положительно влияет на литейные качества и позволяет отливать достаточно точные размеры заготовок.

Кремний

Является хорошим катализатором для выделения графита в структуре сплава, что важно при производстве серых чугунов. При взаимодействии железа с кремнием образуются соединения силициды FeSi и Fe₃Si₂, активизирующие формирование графитных пластинок, блокируя образование цементита в структуре, повышающего хрупкость материала. Дополнительно, кремний повышает жидкотекучесть сплава, понижает температуру плавления, замедляет скорость охлаждения, что улучшает формообразования отливок. Содержание кремния в массе серых чугунов может присутствовать в пределах 0.8-3.6%.

Марганец

Элемент обратное действие кремнию — для устойчивого удерживания углерода в составе сформированного карбида (цементита), обеспечивая отбеливание чугуна. Предельное содержание марганца в серых чугунах ограничивается в пределах 0.5-1.5%.

Сера

Понижает текучесть расплавленного чугуна, снижает выделение графита и повышает его хрупкость. Данный элемент негативно влияет на качество сплава поэтому его содержание в составе не должно превышать 0.7%

Фосфор

Элемент создаёт в структуре твёрдую и хрупкую эвктетику, поэтому в чугунах предназначенных для изготовления деталей подвергаемых самым малым ударным нагрузкам его содержание не должно превышать 0.3%. Однако для литых деталей требующих повышенной износоустойчивости содержание фосфора доводят до массового содержания в пределах 0.7-0.8%. Дополнительно, фосфор повышает литейные свойства, понижает температуру плавления, уменьшает объёмную усадку. Доведение содержания фосфора до 1.2% позволяет получать гладкие, тонкие и чистые отливки. С таким содержанием фосфора используют чугун для художественного литья.

Никель

Используют как легирующий элемент для выравнивания механических свойств отливок со стенками разной толщины, способствует повышению твердости, коррозийной стойкости и обрабатыванию резанием.

Медь

Повышает жидкотекучесть, твердость и прочность, стимулирует процесс графитизации в структуре металла.

Титан

Элемент притормаживает процесс выделения графита при содержании до 0.05%. С увеличением содержания титана процесс графитезации замедляется и повышает механические свойства.

Хром

Притормаживает процесс выделения графита, приводит к дроблению графитных включений, повышает дисперсность перлита, увеличивает прочность и твердость, снижает текучесть и пластичность сплава.

Магний

Стимулирует выделение графита при содержании элемента в сплаве до 0.01%, с увеличением количества стимулирует отбеливание сплава.

Молибден

Элемент замедляет выделение графита, стимулирует образование карбидов, повышает твердость и износоустойчивость без повышения сопротивляемости к обработке.

Различия между отливками из ковкого чугуна и серого чугуна

Опубликовано Penticton Foundry on
18 июня 2015 г.

Серый чугун и ковкий чугун различаются по типу и структуре присутствующего в них углерода. Вопрос, конечно, в том, какой из них подходит для вашего проекта? Прежде чем мы рассмотрим возможные ответы, давайте рассмотрим некоторые ключевые различия между двумя чугунами. Чтобы получить краткий обзор, прокрутите блог вниз и ознакомьтесь с нашей диаграммой.

1. Пластичность – Пластичность определяется большим процентным удлинением при растяжении. Добавление магния в ковкий чугун означает, что графит имеет узловатую/сферическую форму, обеспечивающую более высокую прочность и пластичность, в отличие от серого чугуна, который имеет форму чешуек. Например, удлинение 18% может быть легко достигнуто с использованием материала классов ASTM A395 и A536 60-40-18.
2. Предел прочности при растяжении и текучести – Определенно существуют различия в отношении предела прочности при растяжении и текучести серого и ковкого чугуна. Ковкий чугун имеет минимальный предел прочности на растяжение 60 000 фунтов на квадратный дюйм и минимальный предел текучести 40 000 фунтов на квадратный дюйм. Согласно стандарту ASTM A48 существует множество марок серого чугуна. В то время как серый чугун не имеет измеримого предела текучести, диапазон прочности на растяжение составляет от 20 000 до 60 000 фунтов на квадратный дюйм.
3. Удар –  Ударная вязкость, также известная как ударная вязкость, является мерой способности металла сопротивляться разрушению при поглощении удара (удара). Ковкий чугун обладает большей устойчивостью к ударам и способен выдерживать удар с силой не менее 7 футов (по сравнению с ударом 2 фунта для серого чугуна). Это означает, что, хотя ковкий чугун можно использовать в критических условиях, связанных с ударами, у серого чугуна есть ограничения, запрещающие его использование для определенных целей.
4. Теплопроводность – Ковкий чугун имеет более низкую теплопроводность, чем серый чугун. В частности, графитовая фаза в сером чугуне придает ему очень высокую теплопроводность, поскольку передача тепла осуществляется через графитовые чешуйки. Изолированные шарики графита в ковком чугуне значительно снижают его теплопроводность — на самом деле он не намного лучше, чем сталь. По мере увеличения количества углерода теплопроводность увеличивается. Это означает, что серый чугун с меньшей прочностью будет иметь более высокую теплопроводность. Инженер-конструктор должен помнить об этом, если основной причиной выбора серого чугуна является его теплопроводность. Серый чугун с его высокой теплопроводностью является отличным выбором для деталей, подвергающихся термическому удару, таких как тормозные барабаны.
5. Гашение вибрации — Внутреннее трение — это то, как материалы поглощают энергию вибрации. Серый чугун гасит вибрации более эффективно, чем ковкий чугун, потому что серый чугун проявляет неупругие свойства при очень низких напряжениях. Более высокая демпфирующая способность повышает сопротивление усталости, поскольку сокращается продолжительность времени, когда напряжение находится на пределе усталости или превышает его. Это повышение сопротивления усталости является наиболее полезным аспектом более высокой демпфирующей способности. Другим важным преимуществом является снижение вибраций и шума, которые могут излучаться компонентами машин.

Мы включили диаграмму, сравнивающую два утюга по различным факторам. Галочка в соответствующем столбце указывает на лучший выбор между ними.

Чугун | Металлургия для чайников

Чугун получают из чугуна, и хотя он обычно относится к серому чугуну, он также определяет большую группу ферросплавов, затвердевающих с эвтектикой. Цвет поверхности излома можно использовать для идентификации сплава. Белый чугун назван в честь его белой поверхности при изломе из-за примесей карбида, которые позволяют трещинам проходить прямо насквозь. Серый чугун назван в честь его серой изломанной поверхности, которая возникает из-за того, что графитовые чешуйки отклоняют проходящую трещину и вызывают бесчисленное количество новых трещин по мере разрушения материала.

Чугун Автозапчасти

Углерод (C) и кремний (Si) являются основными легирующими элементами в количестве от 2,1 до 4 % масс. и от 1 до 3 % масс. соответственно. Сплавы железа с меньшим содержанием углерода известны как стали.

Хотя технически это делает эти базовые сплавы тройными сплавами Fe-C-Si, принцип затвердевания чугуна можно понять из бинарной фазовой диаграммы железо-углерод. Поскольку составы большинства чугунов находятся примерно в точке эвтектики системы железо-углерод, температуры плавления тесно связаны между собой, обычно в диапазоне от 1150 до 1200 °C (от 2102 до 2,19°С). 2 °F), что примерно на 300 °C (572 °F) ниже температуры плавления чистого железа.

Фазовая диаграмма Сталь и чугун

Чугун имеет тенденцию быть хрупким, за исключением ковких чугунов. Благодаря относительно низкой температуре плавления, хорошей текучести, литейности, отличной обрабатываемости, устойчивости к деформации и износостойкости, чугуны стали конструкционным материалом с широким спектром применения и используются в трубах, машинах и деталях автомобильной промышленности, таких как цилиндры. головки (сокращение использования), блоки цилиндров и картеры коробок передач (сокращение использования). Он устойчив к разрушению и ослаблению при окислении (ржавчине).

Чугунные украшения

Чугун производится путем повторного плавления чугуна, часто вместе со значительным количеством железного и стального лома, и принятия различных мер для удаления нежелательных загрязнителей, таких как фосфор и сера. В зависимости от применения содержание углерода и кремния снижается до желаемого уровня, который может составлять от 2 до 3,5% и от 1 до 3% соответственно. Затем в расплав добавляются другие элементы, прежде чем окончательная форма будет получена путем литья. После завершения плавки расплавленный чугун заливают в раздаточный котел или ковш.

Чугун Art

Свойства чугуна изменяются путем добавления различных легирующих элементов или сплавов. После углерода кремний является наиболее важным сплавом, потому что он вытесняет углерод из раствора. Вместо этого углерод образует графит, что приводит к более мягкому железу, уменьшает усадку, снижает прочность и плотность. Сера при добавлении образует сульфид железа, препятствующий образованию графита и повышающий твердость.

Проблема с серой заключается в том, что она делает расплавленный чугун вялым, что вызывает кратковременные браки. Чтобы противодействовать воздействию серы, добавляют марганец, потому что они образуют сульфид марганца вместо сульфида железа. Сульфид марганца легче расплава, поэтому он всплывает из расплава в шлак. Количество марганца, необходимое для нейтрализации серы, составляет 1,7×содержание серы+0,3%. Если добавить больше этого количества марганца, то образуется карбид марганца, который увеличивает твердость и холодостойкость, за исключением серого чугуна, где до 1% марганца увеличивает прочность и плотность.

Железо-углеродная фазовая диаграмма

Никель является одним из наиболее распространенных сплавов, поскольку он очищает перлитную и графитовую структуру, улучшает ударную вязкость и выравнивает разницу в твердости между толщинами срезов. Хром добавляют в ковш в небольших количествах для уменьшения количества свободного графита, получения отбела и потому, что он является мощным стабилизатором карбида; никель часто добавляют вместе. Вместо 0,5% хрома можно добавить небольшое количество олова. Медь добавляется в ковш или в печь в количестве от 0,5 до 2,5% для уменьшения отбела, рафинирования графита и повышения текучести.

Кухонный гарнитур из чугуна

Молибден добавляется в количестве от 0,3 до 1% для повышения холодостойкости и улучшения структуры графита и перлита; его часто добавляют в сочетании с никелем, медью и хромом для получения высокопрочного железа. Титан добавляют в качестве дегазатора и раскислителя, но он также увеличивает текучесть. От 0,15 до 0,5% ванадия добавляют в чугун для стабилизации цементита, повышения твердости и повышения износостойкости и теплостойкости. От 0,1 до 0,3% циркония способствует образованию графита, раскислению и повышению текучести. В расплавы ковкого чугуна добавляется висмут в количестве от 0,002 до 0,01%, чтобы увеличить количество кремния, которое можно добавить. В белый чугун бор добавляется для облегчения производства ковкого железа, а также уменьшает огрубляющий эффект висмута.

Механический блок из чугуна

Серый чугун

Серый чугун характеризуется графитовой микроструктурой, из-за которой изломы материала приобретают серый цвет. Это наиболее часто используемый чугун и наиболее широко используемый литой материал в зависимости от веса.

Микроструктура серого чугуна

Большинство чугунов имеют химический состав от 2,5 до 4,0% углерода, от 1 до 3% кремния, а остальную часть составляет железо. Серый чугун имеет меньшую прочность на растяжение и ударопрочность, чем сталь, но его прочность на сжатие сравнима с низко- и среднеуглеродистой сталью.

Белый чугун

При более низком содержании кремния и более быстром охлаждении углерод в белом чугуне выделяется из расплава в виде метастабильной фазы цементита Fe3C, а не графита. Цементит, выделяющийся из расплава, образует относительно крупные частицы, обычно в эвтектической смеси, где другой фазой является аустенит (который при охлаждении может превратиться в мартенсит).

Белый чугун – это нелегированный чугун с низким содержанием углерода и кремния, структура которого представляет собой твердый хрупкий карбид железа без свободного графита. Белые чугуны широко используются в приложениях, связанных с абразивным износом, связанных с дроблением, шлифованием, измельчением и обработкой абразивных материалов

Эти эвтектические карбиды слишком велики, чтобы обеспечить дисперсионное твердение (как в некоторых сталях, где выделения цементита могут ингибировать пластическую деформацию, препятствуя движению дислокаций через ферритовую матрицу).

Скорее, они повышают объемную твердость чугуна просто за счет своей очень высокой твердости и значительной объемной доли, так что объемная твердость может быть аппроксимирована по правилу смесей. В любом случае, они предлагают жесткость за счет жесткости. Поскольку карбид составляет большую часть материала, белый чугун можно с полным основанием отнести к кермету.

Микроструктура белого чугуна

Белый чугун слишком хрупок для использования во многих конструкционных компонентах, но благодаря хорошей твердости и стойкости к истиранию и относительно низкой стоимости он находит применение в таких областях, как изнашиваемые поверхности (рабочее колесо и улитка) шламовых насосов. , вкладыши и подъемные стержни в шаровых мельницах и мельницах самоизмельчения, шары и кольца в угольных измельчителях, а также зубья ковша обратной лопаты (хотя для этого применения чаще используется литая мартенситная сталь со средним содержанием углерода).

Ковкий чугун

Ковкий чугун представляет собой отливку из белого чугуна, которая затем подвергается термообработке при температуре около 900 °C (1650 °F). Графит в этом случае выделяется гораздо медленнее, так что поверхностное натяжение успевает сформировать из него сфероидальные частицы, а не чешуйки. Из-за меньшего соотношения сторон сфероиды относительно короткие и находятся далеко друг от друга, а также имеют меньшее поперечное сечение по отношению к распространяющейся трещине или фонону.

Ковкий чугун Микроструктура

Деталь фитинга из ковкого чугуна

Кроме того, они имеют тупые края, в отличие от чешуек, что облегчает проблемы с концентрацией напряжений, с которыми сталкивается серый чугун. В целом свойства ковкого чугуна больше напоминают мягкую сталь. Существует ограничение на то, насколько большая деталь может быть отлита из ковкого чугуна, поскольку она изготавливается из белого чугуна.

Детали из высокопрочного чугуна

Высокопрочный чугун

Более поздней разработкой является чугун с шаровидным графитом или ковкий чугун. Небольшие количества магния или церия, добавленные к этим сплавам, замедляют рост графитовых отложений, связываясь с краями графитовых плоскостей.