Ковкий чугун: свойства, маркировка и область применения. Ковкий чугун это

Ковкий чугун - характеристики, свойства и применение

Чугуны являются первоначальными продуктами черной металлургии. Они представляют железоуглеродистые сплавы, в которых содержание углерода более 2.14%. В состав входят также примеси из других элементов, влияющих на свойства сплавов. Изделия имеют несколько разновидностей, среди которых интересен ковкий чугун. Рассмотрим, как его получают, а также характеристики, маркировку и назначение.

Виды чугунов

Углерод присутствует в таком сплаве в виде:

• цементита;
• графита;
• графита + цементита.

Отливки, содержащие углерод в виде цементита, имеют характерный светлый отблеск и называются белыми.

Темный графит в сочетании с металлическим сплавом придает отливкам серую окраску. Конфигурация графитовых включений влияет на свойства поковок. Исходя из этих свойств, чугун подразделяют на:

• серый;
• ковкий;
• высокопрочный;
• особого назначения.

На фото изображены разные виды включений из графита. Они могут быть пластинчатыми, шаровидными или иметь форму хлопьев.

Ковкий чугун характеризуется графитными включениями в виде хлопьев.

Особенности производства ковкого чугуна

Углерод в этом виде чугуна присутствует в пределах от 2,4 до 2,8%. Также в него входят Si, Mn, S, P, количество которых зависит от необходимых свойств материала.

Ковкий чугун производится из отливок белой разновидности изделий. В них углерод полностью связан железом и представлен карбидом железа (цементитом Fe3C). При отжиге заготовок при температуре 950-970оС, добиваются освобождения графита из карбида железа и аустенита (А). В результате он кристаллизуется, образуя вид хлопьев. Окончательное формирование графитовых хлопьев в чугуне происходит в температурном интервале 760–720оC, что продемонстрировано на диаграмме Fe–Fe3C.

На ней: А – это аустенит, представляющий твердые внедрения атомов углерода в структуру ячейки железа; Г– это графит; Ц – это цементит; П – перлит, представляющий соединение феррита и цементита в эвтектоидной области при распаде аустенита.

Процесс термического отжига проводится в два этапа:

1. Сначала заготовки нагревают до 950–1000оС и выдерживают в нагретом виде до окончания распада ледебурита (цементит + аустенит) на графит и аустенит.
2. Затем постепенно охлаждают заготовки до области температур 760–720оС, где аустенит дает дополнительный цементит (вторичный), входящий в состав перлита. При дальнейшем охлаждении происходит распад перлита на феррит и графит.

Разновидности ковкого чугуна

Структурный состав чугунных отливок зависит от условий технологии отжига. Он бывает:

• ферритным;
• перлитным;
• ферритно-перлитным.

Ферритный вид изделий содержит феррит и хлопьевидный графит. Перлитный вид состоит из перлита и хлопьевидного графита. Ферритно-перлитный в своем составе имеет феррит, перлит и хлопья из графита.

Структура каждого вида изображена на схемах:

Чугун на основе перлита можно получить, если охлаждать отливку в зоне распада быстрее. Тогда, вместе с ферритом, в структуре будет находиться перлит. Он сохранится при дальнейшем, достаточно медленном, проведении охлаждения сплава ниже 727оС.

Важно! Структура ковкого чугуна зависит от температурного режима обработки и входящих в состав легирующих элементов.

На практике, в основном, используют первые два вида литых заготовок (фото и схема приведены ниже).

Ферритный вид отливок (фото и схема)

Перлитный вид отливок (фото и схема)

Свойства ковких чугунов

Технические характеристики и свойства ковкого чугуна определяются содержанием углерода в виде графита, а также кремния. Для перлитного вида — еще хрома и марганца.

Структурное различие также отражается на свойствах изделий. Например, ферритный вид отливок имеет твердость меньше, чем перлитный, но зато он отличается большей пластичностью.

Хлопьевидные графитные включения придают изделиям высокую прочность при достаточно хорошей пластичности. Они способны поддаваться пластической деформации при температуре внутри помещений. Отсюда пошло их название «ковкие». Оно условно и не означает, что изделия из такого чугуна можно получать путем ковки. Для их изготовления применяют способ отливки деталей.

Одним из существенных преимуществ ковких заготовок является постоянство их свойств по всему поперечному сечению, а также отсутствие внутренних напряжений.

Физические и механические характеристики таких отливок находятся между подобными свойствами серых чугунов и стали. Они обладают:

• хорошей текучестью в жидком виде;
• свойством поглощения вибраций при периодически повторяющихся нагрузках;
• хорошей износостойкостью;
• стойкостью к коррозии, поэтому на них не действует влага, химические реактивы, в том числе топочный газ.
• высокой плотностью, например, заготовка, имеющая толщину 7-8 мм, способна выдержать давление при гидравлических испытаниях в пределах 40 атмосфер.

Это дает возможность использовать отливки для производства различных изделий в газовой и водопроводной сфере.

При низких температурах под действием динамических нагрузок материал может стать хрупким.

Маркировка чугуна

Изделия из ковкого чугуна имеют маркировку КЧ и последующие цифры. Первая пара цифр — это средний показатель временного сопротивление разрыву (предела прочности), уменьшенный на порядок, а вторая — процентный показатель относительного удлинения. Например, изделие марки КЧ 30-6 имеет временное сопротивление на разрыв σв =294 Н/мм2, а относительное удлинение — δ=6%.

Согласно ГОСТ 1215–79 определено 11 видов ковкого чугуна.

В таблице отражены механические характеристики разных марок изделия.

Области применения

Ковкий чугун предназначен для использования:

• в машиностроительной отрасли для изготовления конструкций станков;
• для изготовления корпусов и комплектующих автомобилей;
• при производстве железнодорожных вагонов;
• в изготовлении оборудования для сельского хозяйства.

Несмотря на то, что перлитный чугун по своим характеристикам лучше, применяются в основном ферритные отливки, т. к. их производство обходится дешевле.

Перлитный вид отливок применяют в производстве деталей, испытывающих повышенные нагрузки. Например, из них производят автомобильные рессоры, комплектующие дизельных и других двигателей и т.д.

При наличии большого количества технологических преимуществ, ковкий чугун в основном применяют для изготовления литья с относительно тонкой стенкой в интервале от 3 мм до 40 мм.

Заключение

Эта статья дает общие понятия о производстве, свойствах, маркировке и применении ковкого чугуна. Расширить свои знания можно, посмотрев также видеоролик:

Если у вас есть по этой теме дополнительная информация, то вы также можете поделиться ей в комментариях к данной статье.

wikimetall.ru

свойства, маркировка и область применения

Чугун – твердый, коррозийно-устойчивый, однако хрупкий железоуглеродистый сплав с содержанием карбона С в пределах от 2,14 до 6,67 %. Несмотря на наличие характерных недостатков, имеет разнообразие видов, свойств, областей применения. Широко используемым является ковкий чугун.

История

Этот материал был известен, начиная с IV века до н. э. Его китайские корни находятся в VI в. до н. э. В Европе первые упоминания о промышленном производстве сплава датируются XIV, а в России – XVI веком. А вот технология производства ковкого чугуна запатентована в России в XIX веке. После развита А. Д. Анносовым.

Так как серые чугуны ограничены в использовании в силу низких механических свойств, а стали – дорогостоящие и имеют невысокую твердость и долговечность, то возник вопрос о создании металла надежного, долговечного, твердого, в то же время имеющего повышенную прочность и определенную пластичность.

Ковка чугуна невозможна, однако благодаря пластичным характеристикам, он поддается некоторым видам обработки давлением (к примеру, штамповке).

Производство

Основной способ – плавка в доменных печах.

Исходные продукты для доменной переработки:

• Шихта - железная руда, содержащая металл в виде оксидов ферума.
• Топливо - кокс и природный газ.
• Кислород - вдувается через специальные фурмы.
• Флюсы - химические образования на основе марганца и (или) кремния.

Этапы доменной плавки:

1. Восстановление чистого железа путем химических реакций железной руды с подаваемым через фурмы кислородом.
2. Сгорание кокса и образование оксидов карбона.
3. Науглероживание чистого железа в реакциях с СО и СО2.
4. Насыщение Fe3C марганцем и кремнием в зависимости от необходимых свойств на выходе.
5. Слив готового металла в формы через чугунные летки; слив шлака через шлаковые летки.

По завершению рабочего цикла домны получают чугун, шлак и колошниковые газы.

Металлические продукты доменного производства

В зависимости от скорости охлаждения, микроструктуры, насыщенности углеродом и добавками возможно получение нескольких видов чугунов:

1. Передельные (белые): карбон в связанном виде, первичный цементит. Используются в качестве сырья для выплавки других железоуглеродистых сплавов, переработки. До 80% всего производимого доменного сплава.
2. Литейные (серые): карбон в виде полностью или частично свободного графита, а именно его пластин. Используются для производства малоответственных корпусных деталей. До 19% продуцируемого доменного литья.
3. Специальные: насыщенные ферросплавами. 1-2% рассматриваемого вида производства.

Ковкий чугун получают посредством термической обработки передельного.

Теория железоуглеродистых структур

Карбон с ферумом могут образовывать несколько различных видов сплавов по типу кристаллической решетки, что отображается на варианте микроструктуры.

1. Твердый раствор проникновения в α-железо – феррит.
2. Твердый раствор проникновения в γ-железо – аустенит.
3. Химическое образование Fe3C (связанное состояние) – цементит. Первичный образовывается путем быстрого охлаждения из жидкого расплава. Вторичный – более медленное снижение температуры, из аустенита. Третичный – постепенное охлаждение, из феррита.
4. Механическая смесь зерен феррита и цементита – перлит.
5. Механическая смесь зерен перлита или аустенита и цементита – ледебурит.

Для чугунов характерна особая микроструктура. Графит может находиться в связанном виде и образовывать вышеперечисленные структуры, а может пребывать в свободном состоянии в форме разных включений. На свойства влияют как основные зерна, так и эти образования. Графитовыми фракциями в металле являются пластины, хлопья или шары.

Пластинчатая форма характерна для серых железоуглеродистых сплавов. Она обуславливает их хрупкость и ненадежность.

Включения хлопьеобразные имеют ковкие чугуны, чем положительно влияют на их механические показатели.

Шарообразная структура графита еще более улучшает качества металла, влияя на увеличение твердости, надежности, выдержки значительных нагрузок. Такими характеристиками обладает чугун высокопрочный. Ковкий чугун свойства свои обуславливает ферритной или перлитной основами с наличием хлопьеобразных графитовых включений.

Получение ферритного ковкого чугуна

Его производят из белого передельного доэвтектоидного малоуглеродистого сплава путем отжига слитков с содержанием карбона 2,4-2,8 % и соответствующего им наличия добавок (Mn, Si, S, P). Толщина стенок отжигаемых деталей должна быть не более 5 см. Для отливок значительной толщины графит имеет форму пластин и желаемые свойства не достигаются.

Чтобы получить ковкий чугун с ферритной основой, металл помещают в специальные ящики и пересыпают песком. Плотно закрытые емкости помещают в нагревательные печи. Проводят следующую последовательность действий при отжиге:

1. Конструкции нагревают в печах до температуры 1 000 ˚С и оставляют выдерживаться при постоянной теплоте на срок от 10 до 24 часов. В результате распадается первичный цементит и ледебурит.
2. Металл охлаждают до 720 ˚С вместе с печью.
3. При температуре 720 ˚С выдерживаются длительно: от 15 до 30 часов. Эта температура обеспечивает распад вторичного цементита.
4. На завершающей стадии снова охлаждают вместе с рабочей печкой до 500 ˚С, а после изымают на воздух.

Такой технологический отжиг называется графитизирующим.

После проведенных работ микроструктура материала представляет собой феррит с хлопьевидными зернами графита. Этот тип называют «черносердечным», так как излом имеет черный цвет.

Получение перлитного ковкого чугуна

Это разновидность железоуглеродистого сплава, которая также зарождается из доэвтектоидного белого, однако содержание углерода в нем увеличено: 3-3,6 %. Для получения отливок с перлитной основой их помещают в ящики и пересыпают измельченной порошкообразной железной рудой или окалиной. Сама процедура отжига упрощается.

1. Температуру металла повышают до 1 000 ˚С, выдерживают 60-100 часов.
2. Конструкции охлаждаются с печью.

Вследствие томления под воздействием жара в металлическом окружении происходит диффузия: выделяемый в цементитном распаде графит частично покидает поверхностный слой отжигаемых деталей, оседая на поверхности руды либо окалины. Получают более мягкий, вязкий и пластичный верхний слой «белосердечного» ковкого чугуна с твердой серединой.

Такой отжиг называют неполным. Он обеспечивает распад цементита и ледебурита на пластинчатый перлит с соответствующим графитом. В случае, если необходим зернистый перлитный ковкий чугун с более высокими показателями ударной вязкости и пластичности, применяется дополнительный подогрев материала до 720 ˚С. При этом образовываются зерна перлита с хлопьевидными графитными включениями.

Свойства, маркировка и применение ферритного ковкого чугуна

Длительное «томление» металла в печи имеет следствием полный распад цементита и ледебурита на феррит. Благодаря технологическим хитростям, получают сплав с высоким содержанием углерода – ферритная структура, характерная для низкоуглеродистой стали. Однако карбон сам по себе никуда не девается – он переходит из связанного с железом состояния в свободное. Температурное воздействие меняет форму графитовых включений до хлопьеобразной.

Ферритная структура обуславливает понижение твердости, увеличение значений прочности, наличие таких характеристик, как ударная вязкость и пластичность.

Маркировка чугунов ковких ферритного класса: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12, где:

КЧ – обозначение разновидности – ковкий;

30, 33, 35, 37: σв, 300, 330, 350, 370 Н/мм2 – максимальная нагрузка, которую он может выдержать, не разрушаясь;

6, 8, 10, 12 – относительное удлинение, δ, % – показатель пластичности (чем выше значение, тем больше металл поддается обработке давлением).

Твердость – около 100-160 НВ.

Этот материал по своим показателям занимает среднее положение между такими, как сталь и железоуглеродистый сплав серый. Ковкий чугун с ферритной основой уступает перлитному по показателям износостойкости, коррозионной и усталостной прочности, однако выше по механической выдержке, пластичности, литейным характеристикам. Благодаря невысокой цене широко используется в промышленности для изготовления деталей, работающих при малых и средних нагрузках: зубчатые колеса, картеры, задние мосты, сантехника.

Свойства, маркировка и применение перлитного ковкого чугуна

Вследствие неполного отжига первичный, вторичный цементиты и ледебурит успевают полностью раствориться в аустените, который при температуре в 720 ˚С превращается в перлит. Последний представляет собой механическую смесь зерен феррита и цементита третичного. Собственно, часть углерода остается в связанном виде, обуславливает структуру, а часть – «освобождается» в хлопьевидный графит. При этом перлит может быть пластинчатый или зернистый. Таким образом формируется перлитный ковкий чугун. Свойства его обусловлены насыщенной более твердой и менее податливой структурой.

Эти, в сравнении с ферритными, обладают более высокими антикоррозионными, износостойкими свойствами, их прочность значительно выше, однако ниже литейные характеристики и пластичность. Податливость к механическим воздействиям увеличена поверхностно, сохраняя твердость и вязкость сердцевины изделия.

Маркировка чугунов ковких перлитного класса: КЧ45-7, КЧ50-5, КЧ56-4, КЧ60-3, КЧ65-3, КЧ70-2, КЧ80-1,5.

Первая цифра – обозначение прочности: 450, 500, 560, 600, 650, 700 и 800 Н/мм2 соответственно.

Вторая – обозначение пластичности: относительное удлинение δ, % – 7, 5, 4, 3, 3, 2 и 1,5.

Перлитный ковкий чугун применение обрел в машиностроении и приборостроении для конструкций, работающих при больших нагрузках - как статических, так и динамических: распределительные валы, коленчатые валы, детали сцепления, поршни, шатуны.

Термическая обработка

Материал, полученный вследствие термической обработки, а именно отжига, может повторно подвергаться методам температурных влияний. Их основная цель – еще большее увеличение прочности, износостойкости, устойчивости к коррозии и старению.

1. Закалка применяется для конструкций, требующих высокой твердости и вязкости; производится путем нагревания до 900 ˚С, детали охлаждаются со средней скоростью около 100 ˚С/сек с помощью машинного масла. Вслед за ней следует высокий отпуск с нагреванием до 650˚С и охлаждением на воздухе.
2. Нормализация используется для некрупных простых деталей методом нагревания в печи до 900 ˚С, выстаивания при этой температуре сроком от 1 до 1,5 часа и последующего охлаждения на воздухе. Обеспечивает трооститный зернистый перлит, его твердость и надежность при трении и износе. Применяется для получения антифрикционных ковких чугунов с перлитной основой.
3. Отжиг производится повторно при изготовлении антифрикционного: нагревание – до 900 ˚С, долговременная выдержка при этой теплоте, охлаждение вместе с печью. Обеспечивается ферритная или ферритно-перлитная структура антифрикционного ковкого чугуна.

Нагревание чугунных изделий может проводиться местно или комплексно. Для местного применяются высокочастотные токи либо ацетиленовое пламя (проведение закалки). Для комплексного – нагревательные печи. При местном нагреве закаляется только верхний слой, при этом повышается его твердость и прочность, но сохраняются показатели пластичности и вязкости сердцевины.

Тут важно указать, что ковка чугуна невозможна не только в силу недостаточных механических характеристик, но и по причине высокой его чувствительности к резкому перепаду температур, который неизбежен при закалке с водным охлаждением.

Антифрикционные ковкие чугуны

Эта разновидность относится и к ковким, и к легированным, они бывают серыми (АЧС), ковкими (АЧК) и высокопрочными (АЧВ). Для производства АЧК используется ковкий чугун, который подвергается отжигу или нормализации. Процессы осуществляются с целью повышения его механических свойств и образования новой характеристики – износостойкости при трении с другими деталями.

Маркируется: АЧК-1, АЧК-2. Применяется для производства коленчатых валов, шестерён, подшипников.

Влияние добавок на свойства

Кроме железоуглеродистой основы и графита они имеют в своем составе и другие составляющие, которые также обуславливают свойства чугуна: марганец, силиций, фосфор, серу, некоторые легирующие элементы.

Манган повышает текучесть жидкого металла, коррозионную стойкость и износостойкость. Он способствует повышению твердости и прочности, связыванию карбона с железом в химическую формулу Fe3C, образованию зернистого перлита.

Силиций также положительно влияет на текучесть жидкого сплава, способствует распаду цементита и выделению графитовых включений.

Сера – негативная, но неизбежная составляющая. Она снижает механические и химические свойства, стимулирует образование трещин. Однако рациональное соотношение ее содержания с другими элементами (например, с марганцем) позволяет корректировать микроструктурные процессы. Так, при соотношении Mn-S 0,8-1,2 сохраняется перлит при любых сроках температурных влияний. При повышении соотношения до 3 появляется возможность получить любую необходимую структуру в зависимости от заданных параметров.

Фосфор меняет жидкотекучесть в лучшую сторону, влияет на прочность, снижает ударную вязкость и пластичность, влияет на длительность графитизации.

Хром и молибден затрудняют образования графитовых хлопьев, в некоторых содержаниях способствуют образованию зернистого перлита.

Вольфрам повышает износостойкость при работе в зонах высоких температур.

Алюминий, никель, медь способствуют графитизации.

Корректируя количество химических элементов, входящих в состав железоуглеродистого сплава, а также их соотношения, можно влиять на итоговые свойства чугуна.

Преимущества и недостатки

Ковкий чугун– материал, имеющий широкое использование в технике. Его основные преимущества:

• высокие показатели твердости, износостойкости, прочности наряду с жидкотекучестью;
• нормальные характеристики ударной вязкости и пластичности;
• технологичность при обработке давлением, в отличие от серых чугунов;
• разнообразные варианты коррекции свойств под определенную деталь методами термической и химико-термической обработки;
• низкая стоимость.

К недостаткам можно отнести индивидуальные особенности:

• хрупкость;
• наличие графитовых включений;
• низкие характеристики при обработке резанием;
• значительный вес отливок.

Несмотря на существующие недостатки, ковкий чугун занимает ответственное место в металлургии и машиностроении. Из него производятся такие важные детали, как коленчатые валы, детали тормозных колодок, зубчатые колеса, поршни, шатуны. Имея незначительное разнообразие марок, индивидуальную нишу в промышленности занимает ковкий чугун. Применение его характерно для тех нагрузок, при которых использование других материалов маловероятно.

fb.ru

Ковка чугуна - миф или реальность. Свойства ковкого чугуна

Получение ковкого чугуна

Ковкий чугун получается из белых чугунных отливок при длительном томлении. Для его получения пользуются двумя способами: американским и европейским.

Американский способ заключатся в том, что томление производят в песке с температурой 800 – 850 градусов. В этом случае углероды из химически связанного состояния переходят в свободное состояние и в качестве графита располагаются зернами среди чистого железа. В результате чугун становится вязким, поэтому его и называют ковким. В европейском варианте отливки томятся в железной руде с температурой 850 – 950 градусов. Углероды из связанного состояния в результате диффузии с поверхностей отливок переходят в атмосферу. В результате потери углерода отливки снаружи становятся мягкими, и чугун называют ковким. При этом середина сохраняет хрупкость.

Понятие «ковка» для чугуна условно и обозначает только то, что он в сравнении серыми чугунами пластичен. На практике собственно ковка чугуна никогда не происходит. Ковкий чугун применяется для изготовления лишь фасонных отливок для машиностроительной отрасли, наравне с отливками из серого чугуна.

Фото: Ковкий чугун — включения хлопьевидного графита (углерода отжига).

После отжига, за счет образовавшегося хлопьевидного углерода, сплав приобретает повышенную прочность, некоторую пластичность и сопротивление ударным нагрузкам, поэтому ковка невозможна. Иногда понятие «ковка» подменяется «обработкой» чугуна или штамповка называется — машинная ковка, что тоже не верно.

В маркировке ковкого чугуна указываются числа, обозначающие средние величины пределов прочности на разрыв в кг на мм2 и удлинения в %. К примеру, марка КЧ 35-10 означает «ковкий чугун, предел прочности которого составляет 35 кг/мм2, а удлинение – 10%.

Механические свойства

ГОСТ 1215-79 регламентирует механические свойства ковкого чугуна. Маркировка и стандартизация основана на принципе регламента допустимого значения механических свойств при растяжении. Твердость сплава зависит в основном от матрицы, а пластичность и прочность – от графита и матрицы.

Ковкие чугуны по своим механическим свойствам находятся в промежутке между сталью и серым чугуном. В отличие от углеродистой стали для них характерна жидкотекучесть, способность поглощения вибрации при циклических нагрузках (демпфирующая способность) и износостойкостью. Ковкий чугун обладает высокими антикоррозийными свойствами, поэтому среда влажного воздуха, топочные газы и вода ему не страшны.

Марки ферритного и перлитного чугуна. Использование

Ковкий чугун бывает двух видов: ферритный и перлитный, в зависимости от способа его получения.

Чугун на изломе бархатистый черного цвета с тонкой серой каймой снаружи. Структура включает феррит или перлит и графит отжига. Из-за черной сердцевины, сплав получил название «черносердечный».

Фото Ковкий чугун: феррит и углерод отжига.

По ГОСТу к ферритному чугуну применима следующая маркировка: КЧ 30-6; КЧ 33-8; КЧ 35-10; К 37-12, КЧ 38-10. Металл двух последних марок применяют в автомобильной и сельскохозяйственной отрасли для изготовления деталей, выдерживающих высокие динамические и статические нагрузки — задних мостов для машин, крючков и др. Для менее «ответственных» деталей (гаек, фланцев и др.) используется чугун марок КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10.

Прочность ферритного чугуна ниже, чем прочность перлитного чугуна, но второй менее пластичен.

К перлитному чугуну по ГОСТу применяется такая маркировка: КЧ 63-2; КЧ 60-3; КЧ 50-5. Его отличают следующие свойства: высокая прочность и износостойкость. Применение: изготовление вилок карданного вала, звеньев цепи конвейера, муфт и др.

Фото Феррит, перлит и угле­род отжига.

При пониженной температуре ковкий чугун работает удовлетворительно, но становится более хрупким при динамических нагрузках.

Несмотря на разнообразие марок по ГОСТу и применение, материал чаще используется для получения тонкостенного литья с толщиной стенок от 3 до 40 мм.

Фото Перлит и углерод отжига.

Химический состав и технологические свойства

ГОСТом химический состав не регламентирован. Он определен требованием к его технологическим свойствам. Свойства ковкого чугуна регулируются процентным содержанием углерода и кремния. А на технологические свойства перлитного чугуна влияют еще и хром, марганец и др.

• Литейные свойства выражены жидкотекучестью, усадкой, склонностью к образованию горячих трещин. Они достаточно высокие, поэтому ковкий материал характеризуется хорошим литейным материалом.
• Такое свойство, как жидкотекучесть, очень важно для чугунных отливок ввиду их сложных конфигураций и тонких стенок при малом весе. При повышении содержания фосфора, кремния и углерода она тоже возрастает. Марганец и сера сами по себе на жидкотекучесть влияют слабо, но при увеличенном содержании двух элементов одновременно она понижается.
• Объемы усадки зависят от технологического процесса изготовления отливок и химического состава металла. В жидком состоянии и при затвердении усадка определяет пористость и возникновение раковин. В твердом состоянии усадка показывает разницу размеров модели и отливки по ней. Общая объемная усадка по ГОСТу определяется во время кристаллизации отливок, когда жидкий металл переходит в твердое состояние и включает объем усадочных раковин и усадочную пористость.
• Горячие и холодные трещины в отливке возникают в слукция отливок, или низкая податливость стержней и форм.

Фото Чугун ковкий.

Обработка

Разные марки по ГОСТу сильно разнятся по обработке, хотя физические и механические свойства могут быть идентичными. Чаще это связано с минимальными структурными различиями. Например, 5-7 процентное включение цементита очень снижает стойкость режущих инструментов в процессе механической обработке, хотя на прочность и твердость ковкого материала почти не влияют. При увеличении пластичности металла сверх нормы вызывает появление наростов на передних гранях инструментов. Это также понижает его стойкость. Такое случается во время обработки ферритного чугуна марки КЧ 35-10, КЧ 37-12. Но основная причина, нарушающая зависимость между прочностью и твердостью с обрабатываемостью, кроется в структурной неоднородности. Особенно это относится к перлитному чугуну. Например, сплав с зернистым перлитом обрабатывается лучше, чем с перлитом крупнопластинчатым, хотя и более твердый.

С повышением содержания кремния и углерода в структуре металла повышается уровень свободного углерода. Соответственно, твердость понижается, обрабатываемость улучшается. Высокая чистота обрабатываемой поверхности достигается при равномерных мелких включениях углерода отжига в металле. Чистота обрабатываемой поверхности у перлитного чугуна выше, чем у ферритного. Это важно для нарезания резьбы. Она получится совершенней на перлитном чугуне, чем на ферритном.

Область применения

Применение ковкого чугуна в качестве конструкционного материала широко используется в разных отраслях машиностроения из-за высоких физико-механических свойств отливок, стабильной и достаточно легкой технологичности производства. А также низкой себестоимости в сравнении со стальными отливками, штамповкой и поковкой. Отливки из чугуна широко применяются в тракторостроении и автомобилестроении, сельхозмашиностроении и других отраслях промышленности.

Машиностроительные заводы производят чаще ферритный и очень немного перлитного, хотя показатели последнего (прочность, износостойкость, усталостная прочность, гашение вибраций, работа при повышенных температурах и др) существенно выше.

Из перлитного чугуна делают детали сцепления, распределительные валы, коромысла для клапанов, поршни для дизельных двигателей и др).

Фото Распределительный вал из ковкого чугуна.

Промышленная маркировка

Маркировка чугуна по ГОСТу в промышленности выглядит следующим образом:

• П1, П2 – марка передельного;
• ПЛ1, ПЛ2 – для передельного для отливок;
• ПФ1, ПФ2, ПФ3 – для передельного фосфористого;
• ПВК1, ПВК2, ПВК3 – для передельного высококачественного;
• СЧ – для чугуна с пластинчатым графитом.

Маркировка антифрикционного чугуна:

• АЧС – для антифрикционного серого;
• АЧВ – для антифрикционного высокопрочного;
• АЧК – для антифрикционного ковкого.

ВЧ – марка чугуна с шаровидным графитом.

Ч – марка чугуна легированного со специальными свойствами.

goodsvarka.ru

Ковкий чугун - это... Что такое Ковкий чугун?

dic.academic.ru

Ковкий чугун

Новые рефераты:

• Основные направления в развитии социологической теории ХХ века.
• Колебательные реакции.
• Предмет формальной логики.
• Роль и значение времени в управлении.
• Античная философия.
• Социальная поддержка многодетных семей (на примере Архангельской области).
• Рыночные структуры.
• Причины и типология кризисов в социально-экономических системах.
• Этапы реинжиниринга бизнес-процессов. Роль творчества в процессе реинжиниринга.
• Теоретические аспекты аудиторской проверки материалов.
• Теоретические основы аудита производственных запасов.

  Главная » Материаловедение: материалы, применяемые в машиностроении » Ковкий чугун

  Ковкий чугун

  Ковким чугун называется потому, что его можно подвергать обработке давлением, хотя чугуны не куют, а детали из чугуна получают лишь методом литья в связи с тем, что ковкий чугун имеет более высокую пластичность по сравнению с серым. Ковкий чугун получают путем графитизирующего отжига отливок из белого доэвтектического чугуна. В составе ковкого чугуна не должно быть большого количества марганца, так как он при отжиге препятствует процессу графитизации, а также большого количества углерода и кремния, что приводит к затруднению получения отливок из белого чугуна, потому что при кристаллизации графит начинает выделяться в виде пластинок. Поэтому химический состав белого чугуна, отжигаемого на ковкий чугун, имеет ограничения по содержанию: 2,5—3,0 % С; 0,7—1,5 % Si; 0,3-1,0% Мп; менее 0,12 % S; менее 0,18 % Р. Толщина сечения отливки не должна превышать 40—50 мм, так как при большей толщине в сердцевине образуется пластинчатый графит, что делает чугун непригодным для отжига. Отжиг проводится в две стадии. На первой стадии отливки из белого чугуна медленно нагревают до температуры 930—1050 °С и выдерживают в течение 15 ч при этой температуре. При этом происходит распад цементита, входящего в высокотемпературный ледебурит, и из выделившегося углерода образуется хлопьевидный графит. На второй стадии отливки охлаждают до температуры 700—760 °С, соответствующей эвтектоидному превращению, и выдерживают при этой температуре до 30 ч, либо очень медленно охлаждают. При этом происходит распад цементита, входящего в перлит. После окончания второй стадии структура чугуна состоит из феррита и хлопьевидного графита. Такой чугун называют ферритным ковким чугуном. Если охлаждение было недостаточно медленным в районе температур, соответствующих эвтектоидному превращению, или недостаточной была выдержка на второй стадии графитизации, то распад цементита, входящего в перлит, произойдет не полностью. При этом структура чугуна будет состоять из феррита, перлита и хлопьевидного графита. Такой чугун называют феррито-перлитным ковким чугуном. Если охлаждение в интервале температур было ускоренным, то распада цементита, входящего в перлит, не произойдет. При этом структура чугуна будет состоять из перлита и хлопьевидного графита. Такой чугун называется перлитным ковким чугуном. Маркировка. Ковкий чугун согласно ГОСТ 1215—79 маркируется буквами «КЧ» и двумя числами: первое указывает временное сопротивление при растяжении; второе — относительное удлинение (в %). Значения механических показателей некоторых ковких чугунов приведены в табл. 2.   Таблица 2. Механические показатели некоторых ковких чугунов Ковкий чугун идет на изготовление деталей повышенной прочности и вязкости: картеров, редукторов, коробок передач, кронштейнов рессор и др.   Лекция, реферат. Ковкий чугун - понятие и виды. Классификация, сущность и особенности.

  Оглавление книги открыть закрыть

   

  Похожие работы:

  Чугун и сталь 2.05.2010/контрольная работа Изучение видов, особенностей производства, характеристик стали (углеродистая, легированная) и чугуна (белый, серый, ковкий, высокопрочный, половинчатый), определение влияния на их свойства разных химических элементов. Описание устройства доменной печи.

   

referatwork.ru

Ковкий чугун - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3

Ковкий чугун

Cтраница 3

Ковкий чугун получается из отливок белого чугуна томлением их в специальных печах при температуре 800 - 950 С, при этом углерод из химически связанного состояния переходит в свободное состояние в виде графита. Название ковкий чугун - условное, так как ковке такой чугун не поддается.  [31]

Ковкий чугун получается из отливок белого чугуна томлением их в специальных печах при температуре 800 - 950, при этом углерод из химически связанного состояния переходит в свободное состояние в виде графита. Название ковкий чугун - условное, так как ковке такой чугун не поддается.  [32]

Ковкий чугун напоминает серый и отличается высокой вязкостью и структурой; он имеет ферритную или перлитную механическую основу и графитные включения округленной или розетковой формы.  [33]

Ковкий чугун имеет различную структуру по сечению, поэтому толщина изготовляемых из него деталей не превышает 10 - 12 мм. Перлитные чугуны обрабатываются хуже, чем ферритные, поверхность деталей получается шероховатой. Ковкий чугун имеет поверхность с повышенной износостойкостью, поэтому на деталях из таких чугунов можно получить качественную поверхность резьбы.  [34]

Ковкий чугун имеет условное название, так как коваться он не может, хотя имеет повышенные пластические свойства, что позволяет его применять при более высоких давлениях и температуре по сравнению с серым чугуном. Ковкий чугун представляет собой частично обезуглерожениый чугун, получаемый в результате термической обработки отливок из белого чугуна. Ковкий чугун по механическим свойствам занимает среднее положение между чугуном и сталью и дает плотные отливки. Ковкий чугун применяется для изготовления корпусов с малым диаметром прохода, так как он должен подвергаться термической обработке в специальных печах. Отливки деталей из ковкого чугуна получаются хорошими даже при тонких стенках. Для отливки наиболее часто применяют чугун марок КЧЗО-6 и КЧЗЗ-8 в соответствии с требованиями стандартов.  [35]

Ковкий чугун получается в процессе длительного отжига при высокой температуре ( 980 - 1050 С) отливок из белого чугуна определенного химического состава. Графит в ковком чугуне имеет хлопьевидную форму. Ковкий чугун в зависимости от способа плавки, отжига и химического состава может быть получен с феррптной и перлитной основой. Чугун с ферритной основой после отжига имеет бархатисто-черный излом и называется черно-сердечным, а чугун с перлитной основой имеет серебристо-серый излом и называется белосердечным.  [36]

Ковкий чугун ( ГОСТ 1215 - 59) получают термической обработкой белых чугунов. Наиболее распространены марки КЧ 30 - 6, КЧ 33 - 8, КЧ 35 - 10, КЧ 37 - 12, КЧ 45 - 6 и др. Первое число указывает временное сопротивление разрыву в кг / мм2, второе - относительное удлинение в процентах.  [37]

Ковкий чугун по своим механическим свойствам занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. Он имеет достаточно высокие антикоррозионные свойства и хорошо работает в среде сырого воздуха, топочных газов и воды.  [39]

Ковкий чугун получают из белого путем отжига, который продолжается иногда до 5 суток. По структуре металлической основы ( рис. 39), которая определяется режимом отжига, ковкие чутуны бывают ферритными и перлитными.  [40]

Ковкий чугун получается при отжиге белого чугуна. При отжиге чугуна цементит распадается на железо и углерод отжига ( графит), имеющий компактную хлопьевидную форму. Благодаря наличию такой формы графита чугун приобретает повышенную прочность и пластичность, которая увеличивает сопротивляемость деталей из ковкого чугуна ударным нагрузкам. Ковке этот чугун не подвергается, однако он допускает после отжига правку отливок в специальных штампах.  [41]

Ковкий чугун применяют для изготовления небольших тонкостенных деталей, которые трудно отлить из стали, а получить их обработкой давлением слишком дорого. Часто ковким чугуном заменяют цветные сплавы, например, для изготовления фитингов, шестерен, деталей автомобилей, тракторов и других сельскохозяйственных машин. По механическим и литейным свойствам ковкий чугун занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью, приближаясь по прочности и пластичности к стальному литью.  [42]

Ковкий чугун применяется в основном для небольших отливок, работающих в условиях динамических нагрузок, а также требующих незначительной рихтовки.  [43]

Ковкий чугун получают термической обработкой путем отжига изделий, отлитых из белого чугуна. В результате термической обработки структура белого чугуна изменяется. Ковкий чугун по механическим свойствам занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. Название ковкий является условным, и ковке чугун не подвергается. Ковкий чугун хорошо обрабатывается и обладает большей вязкостью, чем серый чугун.  [44]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru

Ковкий чугун - это... Что такое Ковкий чугун?

metallurgicheskiy.academic.ru

• 
  Колеса на трактор
• 
  Кс 4562
• 
  Основные неисправности системы охлаждения
• 
  Как подключить регулятор напряжения
• 
  Определение объемов земляных работ
• 
  Что такое седельный тягач
• 
  Что такое тягач седельный
• 
  Кран погрузчик
• 
  Какие автомобили относятся к пожарным автомобилям целевого применения
• 
  Пп 5
• 
  Что такое черный металл