Разница между серым чугуном и белым чугуном

Как все мы знаем, существует несколько типичных типов чугуна, таких как серый чугун, белый чугун и ковкий чугун в зависимости от состава углерода и кремния. Большая часть или весь углерод в чугуне существует в виде чешуйчатого графита в свободном состоянии. Серый чугун является наиболее распространенным и широко используемым чугуном. Его графит распределен в чешуйках, а трещина темно-серая. Содержание углерода в сером чугуне составляет более 4,3%. Согласно положению химического состава на фазовой диаграмме Fe-C, серый чугун можно разделить на субэвтектический, эвтектический и гиперэвтектический. Структура затвердевания серого чугуна включает первичный аустенит, первичный графит, эвтектику (эвтектический аустенит) и эвтектику роста границ зерен.

Серый чугун образуется при медленном охлаждении в процессе плавки. Присутствие большого количества кремния может способствовать графитизации. Серый чугун — это высокопрочный инокулированный чугун (также известный как метаморфный чугун), который получают путем инокуляции. Имеет отличное литье, резку, износостойкость и амортизацию. Прочность на сжатие и твердость близки к прочности углеродистой стали, но прочность на разрыв и пластичность ниже, а хрупкость выше. Это наиболее широко используемый чугун из-за его простого производственного процесса и низкой цены, в основном используемый в машиностроении для изготовления станины, цилиндра, коробки и других конструкционных деталей.

Белый чугун, иногда известный как ковкий чугун, представляет собой углерод в пермеат (Fe3c) карбидной формы, не содержит графита, трещин, микроструктуры белого чугуна. Его содержание углерода составляет около 2,5%, а содержание кремния ниже 1%. Чтобы требовать более высокой твердости поверхности и износостойкости, на поверхности литья белого железа имеется метод охлаждения, при котором сердцевина из серого чугуна сохраняется, поэтому его также называют «чугунным чугуном». Белый чугун можно разделить на: субэвтектический белый чугун (CE 4,3%,> 4,3%, Sc> 1). 1),> Степень эвтектики (Sc) относится к отношению содержания углерода в чугуне к фактическому содержанию углерода в точке эвтектики.

Белый чугун твердый и хрупкий, его нелегко обрабатывать, редко используют непосредственно в отливочных деталях, он обычно используется в некоторых твердых и износостойких деталях, таких как ролики на прокатных станах, колесо железных дорог, сельскохозяйственные инструменты, мелющие шары, ножи, насосы, ролики, т. д.

Ps: Эквивалентные материалы из разных стран:

Расшифровка обозначений марок сталей и чугунов.

     Чугун  –  сплав  железа  с  углеродом,  содержащий  более  2,14% углерода, постоянные примеси. Они мало  пластичны, не прокатываются  и не  куются. Чугуны  обладают пониженной температурой плавления и хорошими литейными свойствами. За  счет  этого  из  чугунов  можно  делать  отливки  значительно  более  сложной  формы, чем из сталей. 

Разновидности чугунов:

   В  зависимости  от  того,  какой  формы  присутствует  углерод  в  сплавах различают белые, серые, ковкие и высокопрочные чугуны.  

• Белый чугун – Такое название он получил по виду излома, который имеет матово-белый цвет. Весь углерод в этом чугуне находится в связанном состоянии в виде  цементит. Белые чугуны имеют большую твердость (НВ 450-550) и , как  следствие этого, они очень хрупкие и для изготовления деталей машин не  используются.  

         Высокая твердость белого чугуна обеспечивает его износостойкость, в том числе и при воздействии агрессивных сред. Это                         свойство  учитывают при изготовлении из него поршневых колец. Однако белый чугун применяют  главным образом для отливки                 деталей на ковкий чугун, поэтому его  называют передельным.

• 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.
• Высокопрочный чугун – Отличительной особенностью      высокопрочного чугуна являются его высокие   механические   свойства, так как структура углерода в нем – шаровидный графит.  Это повышает прочность чугуна и позволяет получить сплавы с достаточно высокой пластичностью и вязкостью.

  Обозначение марки включает буквы «В» – высокопрочный, «Ч» – чугун и цифры, обозначающие временное сопротивление разрыву при растяжении в Мпа.

• Ковкий чугун – Ковкими называют чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Несмотря на свое название, они никогда не подвергаются ковке. Конфигурация детали из ковкого чугуна определяется формой отливки. Ковкие  чугуны  маркируют  «К»  –  ковкий,  «Ч»  –  чугун  и  цифрами. 

Первая группа цифр – показывает  предел прочности чугуна  при  растяжении,  МПа: 

Вторые – относительное удлинение при разрыве в %.

Чугуны со специальными свойствами.

В зависимости от назначения различают износостойкие, антифрикционные, жаростойкие и коррозионностойкие чугуны.

Износостойкие (антифрикционные ) чугуны. 

Обозначают сочетанием букв АЧС, АЧК, АЧВ. Буквы С, К, В обозначают вид чугуна: серый, ковкий, высокопрочный. Цифра обозначает номер чугуна.

Для легирования антифрикционных чугунов применяют хром, никель, медь, титан.

Жаростойкие и жаропрочные чугуны.

Обозначают набором заглавных букв русского алфавита и следующими за ними букв. Буква «Ч» – чугун. Буква «Ш», стоящая в конце марки означает шаровидную форму графита. Остальные буквы означают легирующие элементы, а числа, следующие за ними, соответствуют их процентному содержанию в чугуне.

Жаростойкие чугуны применяют для изготовления деталей контактных аппаратов химического оборудования, работающих в газовых средах при 0 температуре 900-1100 С.

Коррозионностойкие чугуны.

Коррозионностойкие чугуны, обладают высокой стойкостью в газовой, воздушной и щелочных средах. Их применяют для изготовления деталей узлов трения, работающих при повышенных температурах.

Примеры обозначения и расшифровки:

1.  СЧ15   –   серый   чугун, временное сопротивление при  растяжении 150Мпа.

2.  КЧ45-7  –   ковкий  чугун,  временное  сопротивление  при растяжении 450Мпа, относительное удлинение 7%.

3.  ВЧ70      –   высокопрочный чугун, временное сопротивление при растяжении 700 МПА

4.  АЧВ – 2 – антифрикционный высокопрочный чугун, номер 2.

5.  ЧН20Д2ХШ –  жаропрочный  высоколегированный чугун, содержащий никеля 20%, 2% меди, 1% хрома, остальное –  железо, углерод, форма графита – шаровидная

6.  ЧС17  –   коррозионностойкий  кремниевый  чугун,  содержащий  17% кремния, остальное –железо, углерод.

Определение :

Сталь –  сплав железа с углеродом, содержащий углерода не более 2,14%, а также ряд других элементов.

Классификация: 

Для правильного прочтения марки необходимо учитывать ее место в

классификации стали по химическому составу, назначению, качеству, степени раскисления.

– По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные.

– Стали по назначению делят на конструкционные, инструментальные и стали специального назначения с особыми свойствами.

– Стали по качеству классифицируют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо                             высококачественные.

– Классификация по степени раскисления. Стали по степени раскисления классифицируют на спокойные, полуспокойные и кипящие .

Таблица 1. – Классификация сталей

Конструкционные стали – стали, предназначенные для изготовления различных деталей, узлов механизмов и конструкций.

    Инструментальные стали – стали, применяемые для обработки материалов резанием или давлением, а также для изготовления измерительного инструмента.

Специальные стали — это высоколегированные (свыше 10%) стали, обладающие особыми свойствами – коррозионной стойкостью, жаро – стойкостью, жаропрочностью, износостойкостью и др

Углеродистые стали

К углеродистым  сталям относят стали, не содержащие специально введенные легирующие элементы.

Конструкционные углеродистые стали.

Стали  углеродистые  обыкновенного  качества  (сталь  с  достаточно высоким содержанием вредных примесей S  и P) обозначают согласно ГОСТ 380-94.

Эти наиболее  широко  распространенные  стали  поставляют  в  виде проката  в  нормализованном  состоянии  и  применяют  в  машиностроении, строительстве и в других отраслях.

Углеродистые  стали  обыкновенного  качества  обозначают  буквами:

Ст  и  цифрами  от  0  до  6.  Цифры — это  условный  номер  марки.  Чем  больше число, тем больше содержание углерода, выше прочность и ниже пластичность.

Перед символом Ст указывают группу гарантированных свойств: А, Б,В.  Если указание о группе отсутствует, значит предполагается группа  А.

Например, СТ3; БСт4; ВСт2.

Сталь  обыкновенного  качества  выпускается  также  с  повышенным содержание  марганца  (0,8-1,1%  Mn)/  В  этом  случае  после  номера марки добавляется буква Г.   Например, БСТ3Гпс.

 После номера  марки стали указывают степень  раскисления:  кп – кипящая, пс – полуспокойная, сп – спокойная сталь.  

    Например, ВСт3пс.

Таблица 2. – Структура обозначения углеродистых сталей.

Таблица 3. –Значение букв и цифр, употребляющихся при маркировке сталей обыкновенного качества.

Обозначение	Расшифровка обозначения
А	Группа сталей, поставляемая с гарантированными механическими свойствами. Обычно при обозначении сталей букву  А опускают.
Б	Группа сталей, поставляемая с гарантированным химическим составом.
В	Группа сталей, поставляемая с гарантированными химическими и механическими свойствами.
Ст	Сокращенное обозначение термина «сталь»
0 – 6	Условные марки стали.
Г	Наличие буквы Г после номера стали означает повышенное содержание марганца.
Кп	Сталь «кипящая», раскисленная только ферромарганцем.
Пс	Сталь «полуспокойная», раскисленная ферромарганцем и алюминием.
Сп	Сталь «спокойная», то есть полностью раскисленная.

Примеры обозначения и расшифровки:

1. БСТ2кп –  сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, группы  Б, поставляемая с гарантированным химическим составом, номер 2,  кипящая.

2. СТ5Гпс –  сталь конструкционная обыкновенного качества , группы , поставляемая с гарантированными механическими свойствами, номер 5, содержание марганца до 1%, полуспокойная.

3. ВСт3сп – сталь конструкционная углеродистая обыкновенного качества, группы  В, поставляемая с гарантированным химическим составом и механическими свойствами, номер 3,  спокойная.

Обозначение углеродистых качественных конструкционных сталей

Качественная конструкционная сталь – сталь с заметно меньшим содержанием серы, фосфора и других вредных примесей. Обозначается согласно ГОСТ 1050-88.

Сталь  маркируют  двузначными  числами,  которые  обозначают  содержание углерода в сотых долях процента, и поставляют с гарантированными показателями  химического  состава  и  механических  свойств.  По  степени раскисления  сталь  подразделяют  на  кипящую  (кп),  полуспокойную  (пс), спокойную  (без  указания  индекса).  Буква  Г  в  марках  сталей  указывает  на повышенное содержание марганца (до 1%).

Примеры обозначения и расшифровки

1. Сталь 05кп –сталь конструкционная низкоуглеродистая, качественная, содержащая углерода 0,05%, кипящая.

2. Сталь  25  –  сталь  конструкционная  низкоуглеродистая, качественная содержащая углерода 0,25%, спокойная.
3. Сталь 60Г  –  сталь конструкционная среднеуглеродистая,  качественная, содержащая углерода 0,6%, арганца 1%, спокойная.

Автоматные стали

Обозначение автоматных сталей 

По ГОСТ 1414-75  эти стали маркируют буквой  А и цифрами, показывающими среднее содержание углерода в сотых долях процента.          Применяют следующие марки автоматной стали:  А12,А20, АЗО, А40Г.

Из  стали А12 готовят неответственные детали, из стали других марок  — более ответственные детали, работающие при значительных напряжениях и  повышенных давлениях. Сортамент автоматной стали предусматривает изготовление  сортового  проката  в  виде  прутков  круглого,  квадратного  и шестигранного сечений. Эти стали не применяют для изготовления сварных конструкций.

Примеры обозначения и расшифровка

АС12ХН  – сталь автоматная легированная, низкоуглеродистая, содержащая 0,12 % углерода, 1% хрома и никеля.

Котельные стали.

Стали листовые для котлов и сосудов, работающих под давлением, применяют для изготовления паровых котлов, судовых топок,

камер горения газовых турбин и других деталей. Они должны работать при переменных давлениях и температуре до 450″С. Кроме того, котельная сталь должна хорошо свариваться. Для получения таких свойств в углеродистую сталь вводят технологическую добавку (титан) и дополнительно раскисляют ее алюминием. Выпускают следующие марки углеродистой котельной стали 12К, 15К, 16К, 18K.20K.22Kc содержанием в них углерода от 0,08 до 0,28%.

Эти  стали  поставляют  в  виде  листов  с  толщиной  до  200  мм  и  поковок  в состоянии после нормализации и отпуска.

Инструментальные углеродистые стали.

Обозначение инструментальных углеродистых сталей

Инструментальный углеродистые стали, маркируют в соответствии с ГОСТ1435-90.

Инструментальные  углеродистые стали выпускают следующих марок:

У7.У8ГА.У8Г, У9, У 10, У 11, У 12 и  У 13. Цифры указывают на содержание углерода в десятых долях процента. Буква Г после цифры означает, что сталь имеет повышенное содержание марганца. Марка инструментальной углеродистой стали высокого качества имеет букву А.

Примеры обозначения и расшифровки 

1. У12 – сталь инструментальная, высокоуглеродистая, содержащая 1,2% углерода, качественная.

2. У8ГА –  сталь  инструментальная,  высокоуглеродистая, содержащая 0,8% углерода,   1% марганца, высококачественная.

3. 3. У9А – сталь инструментальная, высокоуглеродистая, содержащая 0,9% углерода, высококачественная.

Легированные стали.

 Легированной называют сталь со специально введенным одним или более легирующим элементом.

Обозначение легированных сталей 

Легированные стали маркируются комбинацией цифр и заглавных букв алфавита. В обозначении нет слова «сталь» или символа «Ст». Например, 40Х, 38ХМ10А, 20Х13. Первые две цифры обозначают содержание углерода  в сотых долях процента. Следующие буквы являются сокращенным  обозначением элемента. Цифры, стоящие после букв, обозначают содержание этого элемента в  целых процентах. Если за буквой не стоит  цифра, значит содержание этого элемента до 1%.

Таблица 4. – Обозначение элементов марка.

Для изготовления измерительных инструментов применяют X, ХВГ.

Стали для штампов: 9Х, Х12М, 3Х2Н8Ф.

Стали для ударного инструмента: 4ХС, 5ХВ2С.

Обозначение быстрорежущих сталей

Все  быстрорежущие  стали  являются  высоколегированными.  Это  стали  для оснащения рабочей части резцов, фрез, сверл и т.д.

Маркировка  быстрорежущих  сталей  всегда  начинается  с  буквы  Р  и  числа, показывающего содержание  вольфрама в процентах. Наиболее распространенными марками являются Р9, Р18, Р12.

Легированные стали с особыми свойствами.

1. Коррозионностойкие стали.  Коррозионностойкой (или нержавеющей) называют  сталь,  обладающую  высокой  химической  стойкостью  в агрессивных средах. Коррозионностойкие стали получают легированием низко-  и среднеуглеродистых сталей хромом, никелем, титаном, алюминием, марганцем.  Антикоррозионные свойства сталям придают  введением в них большого количества хрома или хрома и никеля. Наибольшее распространение получили хромистые и хромоникелевые стали.

Например, хромистые стали 95Х18, 30Х13, 08Х17Т.

Хромоникелевые  нержавеющие  имеют  большую  коррозийную  стойкость, чем хромистые стали, обладают повышенной прочностью и хорошей технологичностью в отношении обработки давлением.

Например, 12Х18Н10Т, 08Х10Н20Т2.

2. Жаростойкие обладают стойкостью против химического разрушения в газовых средах, работающие в слабонагруженном состоянии.

Жаропрочные стали  – это стали, способные выдерживать механические нагрузки без существенных деформаций при высоких температурах. К числу жаропрочных относят стали, содержащие хром, кремний, молибден, никель и др.

Например, 40Х10С2М, 11Х11Н2В2МФ.

3.Износостойкие – стали, обладающие повышенной стойкостью к износу:

шарикоподшипниковые, графитизированные и высокомарганцовистые.

Особенности обозначения подшипниковых сталей.

Маркировка начинается с буквы Ш, цифра, стоящая после буквы Х, показывает содержание хрома в десятых долях процента.

Например, ШХ9, ШХ15ГС. 

Примеры обозначения и расшифровки

1. 40ХГТР – сталь конструкционная, лкгированная, качественная, содержащая 0,4% углерода и по 1% хрома, марганца, титана, бора, остальное – железо и примеси.
2. 38Х2МЮА – сталь конструкционная, легированная, высококачественная, содержащая 0,38% углерода, 2% % хрома, 1%   молибдена, алюминия, остальное- железо и примеси.
3. ХВГ – сталь конструкционная, легированная, качественная,  содержащая 1% углерода и по 1% хрома, марганца, остальное – железо и примеси.
4. ШХ15 – сталь подшипниковая, инструментальная, качественная, содержащая 1% углерода, 1,5% хрома, остальное-железо.

5. Р10К5Ф5 – сталь быстрорежущая, инструментальная, качественная,  содержащая 1% углерода, 10% вольфрама, 5% кобальта, 5% ванадия, остальное-железо.

Разница между серым чугуном и белым чугуном

11 декабря 2015 г. Опубликовано Admin

Основное различие — Серый чугун против белого чугуна материала после разрушения. Оба этих чугунных литейных сплава в основном содержат углерод и кремний, но в разных пропорциях. Ключевое отличие между серым чугуном и белым чугуном заключается в том, что после разрушения белый чугун дает поверхность трещины белого цвета, а серый чугун дает поверхность излома серого цвета . В основном это связано с их составляющими в сплаве.

Что такое серый чугун?

Наиболее часто используемой категорией литейного сплава является серый чугун. Композиция включает примерно от 2,5% до 4% углерода и от 1% до 3% кремния . В процессе производства серого чугуна надлежащий контроль содержания углерода и кремния и поддержание надлежащей скорости охлаждения предотвращает образование карбида железа во время затвердевания. железная матрица, насыщенная углеродом. Когда он разрушается, траектория трещины проходит через чешуйки, а поверхность излома становится серой из-за присутствия графита в материале.

Что такое белый чугун?

Белый чугун получил свое название из-за белой кристаллической поверхности трещин, которую он придает после разрушения. В общем, большинство материалов из белого чугуна содержат менее 4,3% углерода и меньшее количество кремния . Это препятствует осаждению углерода в виде графита. Белый чугун чаще всего используется в тех случаях, когда важна стойкость к истиранию, а пластичность не требуется. Примерами являются вкладыши для бетоносмесителей, в некоторых волочильных головках, шаровых мельницах и экструзионных соплах. Белый чугун не поддается сварке, потому что очень трудно выдерживать возникающие при сварке напряжения при отсутствии каких-либо свойств пластичности в основном металле. Кроме того, зона термического влияния, примыкающая к сварному шву, может растрескиваться при остывании после сварки.

В чем разница между серым чугуном и белым чугуном?

Состав:

Серый чугун: В основном серый чугун имеет следующий состав; примерно от 2,5% до 4,0% углерода, от 1% до 3% кремния, а остальное уравновешивают с использованием железа.

Белый чугун: Как правило, белый чугун в основном содержит углерод и кремний; примерно от 1,7% до 4,5% углерода и от 0,5% до 3% кремния. Кроме того, он может содержать следовые количества серы, марганца и фосфора.

Свойства:

Серый чугун: Серый чугун обладает более высокой прочностью на сжатие и высокой устойчивостью к деформации. Его температура плавления относительно низкая, от 1140 ºC до 1200 ºC. Он также обладает большей устойчивостью к окислению; поэтому он ржавеет очень медленно, и это дает постоянное решение проблемы коррозии.

Белый чугун: В белом чугуне углерод присутствует в виде карбида железа. Он твердый и хрупкий, обладает большей прочностью на растяжение и чрезвычайно пластичен (способность долбить или сжимать без потери формы без разрушения или растрескивания). Он также обладает высокой прочностью на сжатие и отличной износостойкостью. Он может сохранять свою твердость в течение ограниченного времени, вплоть до красного каления. Его нельзя легко отлить, как другие чугуны, потому что он имеет относительно высокую температуру затвердевания.

Применение:

Серый чугун: Наиболее часто используемые области серого чугуна: в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания, корпусах насосов, электрических коробках, корпусах клапанов и декоративных отливках. Он также используется в кухонном оборудовании и тормозных дисках.

Белый чугун: Белый чугун наиболее широко используется для дробления, шлифования, измельчения и обработки абразивных материалов.

Изображение предоставлено:

1. «Чугунная сковорода» Эвана-Амоса — собственная работа. [Общественное достояние] через Commons

2. Великолепные чугунные перила на холме поклонения в Риверхеде (ii) – geograph.org.uk – 1593921 Автор Tristan Forward [CC BY-SA 2.0], через Wikimedia Commons

Разница между серым чугуном и белым чугуном

Как мы все знаем, существует несколько типичных типов чугуна, таких как серый чугун, белый чугун и ковкий чугун, в зависимости от состава углерода и кремния. Большая часть или весь углерод в чугуне существует в виде чешуйчатого графита в свободном состоянии. Серый чугун является наиболее распространенным и широко используемым чугуном. Его графит распределен в виде чешуек, а излом темно-серого цвета. Содержание углерода в сером чугуне более 4,3%. По положению химического состава на фазовой диаграмме Fe-C серый чугун можно разделить на субэвтектический, эвтектический и заэвтектический. Структура затвердевания серого чугуна включает первичный аустенит, первичный графит, эвтектику (эвтектический аустенит) и эвтектический рост границ зерен.

Серый чугун образуется при медленном охлаждении в процессе плавки. Присутствие большого количества кремния может способствовать графитизации. Серый чугун представляет собой высокопрочный модифицированный чугун (также известный как метаморфический чугун), который получают модифицированием. Обладает отличными литьевыми, режущими, износостойкими и амортизирующими свойствами. Прочность на сжатие и твердость близки к углеродистой стали, но прочность на растяжение и пластичность ниже, а хрупкость выше. Это наиболее широко используемый чугун из-за его простого производственного процесса и низкой цены, в основном используется в машиностроении для изготовления станины станка, цилиндра, коробки и других конструктивных деталей.

Белое литье, иногда известное как ковкий чугун, представляет собой проникающий углерод (Fe3c) карбидной формы, не содержит графита, излома, микроструктуры белого чугуна. Содержание углерода около 2,5%, а содержание кремния ниже 1%. Чтобы потребовать более высокой поверхностной твердости и износостойкости, метод охлаждения доступен на поверхности отливки из белого чугуна и сохраняет сердечник из серого чугуна, поэтому его также называют «охлажденным чугуном». Белый чугун можно разделить на: доэвтектический белый чугун (CE<4,3%, Sc<1), эвтектический белый чугун (CE=4,3%, Sc=1) и заэвтектический белый чугун (CE>4,3%, Sc>). 1). Степень эвтектики (Sc) относится к отношению содержания углерода в чугуне к фактическому содержанию углерода в точке эвтектики.

Белый чугун твердый и хрупкий, с трудом поддается механической обработке, редко используется непосредственно в литье деталей, обычно используется в некоторых твердых и износостойких деталях, таких как ролики прокатных станов, железнодорожные колеса, сельскохозяйственные инструменты, мелющие шары, лезвия, насосы, ролики и т. д.

P.S: эквивалентные материалы из разных округов:

USA ASTM A48	ISO 0008 185	Europe EN 1561	Japan   JIS G5501	Russia ГОСТ 1412	China GB T9439
№ 20 F11401	100	GJL-100 JL-1010	FC100	сч10	HT10（HT10-26）
No.25A F11701	150	GJL-150 JL-1020	FC 150	сч15	HT150(HT15-33)
No.