Milling-master.ru

В помощь хозяину
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Литейный чугун это

Чугун литейный

Чугун литейный — это сплав железа, в состав которого входит кремний и углерод, а также всегда присутствующие примеси Mn, P, S. Весь углерод, который содержит материал, находится в виде графита формы пластины. Такой чугун при изломе имеет серый цвет, на цветовой фактор влияет содержащийся в сплаве графит. Поэтому литейный чугун называют серым, поэтому /серый чугун/ и литейный – это практически один и тот же сплав. Такой металл является основным сплавом в машиностроении. Название серого чугуна литейным приобрело благодаря его отличным литейным способностям, он обладает хорошей текучестью и соответственно хорошо заполняет формы для заливки.

Состав литейного чугуна


Химический состав литейного чугуна сказывается на качестве отливок. Очень большое влияние оказывает углерод, который содержится в чугуне в виде графита, карбида, углерода закала. Когда много графита он разрыхляет чугун, придает мягкость. Когда графита более 2,5%понижается прочность и вязкость металла. Соответственно сплав будет непригоден к отливке.

Кремний производит вытеснение углерода из соединения с железом, в результате такой реакции выделяется графит. Высокое содержание кремния препятствует насыщению углерода. Литейный чугун состав которого включает марганец ,получает часть своих свойств благодаря этому включению. Так марганец повышает степень твердости, но придает хрупкость отливке, поэтому считается ненужной примесью. Но, данный элемент защищает железо и другие примеси от окисления.

Химический состав литейного чугуна включает также фосфор, который играет особую роль в придании сплаву определенных качества и свойств. Он придает чугуну особую твердость, уменьшая при этом упругость и ненужную вязкость. Чтобы чугун был с достаточно хорошей прочностью, необходимо не более 0,3% фосфора. Фосфор увеличивает хорошую плавкость чугуну, что позволяет точнее подчеркнуть формы при заливке и застывании придать более гладкую поверхность. Сера препятствует насыщению углерода, а также замедляет выделение графита.

Литейный чугун состав, которого включает и серу, может несколько терять свою плавкость. При высоком содержании данной примеси он становится густым и соответственно плохо заполняет форму. Поэтому материал с большим содержанием серы не применяют для тонкого литья. От того каким будет начальный состав чугуна зависит химический состав готовой отливки.

Свойства литейного чугуна

Главные свойства литейного чугуна — хорошие литейные показатели, мягкая текучесть и малая объемная усадка. Детали из данного металла малочувствительны внешнему напряжению при периодических нагрузках, степень поглощения колебаний, когда есть вибрация достаточно высокая, выше, чем у стали в 2-4 раза. Также благодаря графиту свойства литейного чугуна имеют хорошие антифрикционные свойства, что повышает работоспособность детали. Однако графитные включения в составе сплава придают ему хрупкость. Эти включения словно многочисленные надрезы в литом металле.

Никель, как легирующий элемент, оказывает хорошее влияние на свойства литейного чугуна, он увеличивает коррозийные функции и улучшает обработку сплава. Медь графитизирует углерод, значительно повышает текучесть, прочность и достаточную твердость металла. Температура плавления зависит от химического состава материала и может колебаться в пределах 1130 — 1350 градусов Цельсия.

Основные маркировки по ГОСТ литейного чугуна:

  • Л1, Л2, Л3, Л4, Л5,
  • Л6, ЛР1, ЛР2, ЛР3, ЛР4,
  • ЛР5,ЛР6, ЛР7.

Оставьте свой комментарий Отменить ответ

Чугун с шаровидным графитом — это высокопрочный конструкционный материал, имеющий…

Литейный чугун

  1. Ледебурит (эвтектическая смесь кристаллов цементита и аустенита, превращающегося при охлаждении в перлит)
  2. Мартенсит (сильно пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе с объёмно-центрированной тетрагональной решёткой)
  3. Перлит (эвтектоидная смесь, состоящая из тонких чередующихся пластинок феррита и цементита)
  4. Сорбит (дисперсный перлит)
  5. Троостит (высокодисперсный перлит)
  6. Бейнит (устар.: игольчатый троостит) — ультрадисперсная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и карбидов железа
  1. Белый чугун (хрупкий, содержит ледебурит и не содержит графит)
  2. Серый чугун (графит в форме пластин)
  3. Ковкий чугун (графит в хлопьях)
  4. Высокопрочный чугун (графит в форме сфероидов)
  5. Половинчатый чугун (содержит и графит, и ледебурит)

Чугу́н — сплав железа с углеродом (и другими элементами), в котором содержание углерода не менее 2,14 % (точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний), а сплавы с содержанием углерода менее 2,14 % называются сталью. Углерод придаёт сплавам железа твёрдость, снижая пластичность и вязкость. Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют белый, серый, ковкий и высокопрочный чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и другие). Как правило, чугун хрупок.

Выплавляется чугун, как правило, в доменных печах. Температура плавления чугуна — от 1150 до 1200 °C, то есть примерно на 300 °C ниже, чем у чистого железа.

Содержание

Этимология

В русском языке слово чугун имеет тюркское происхождение, в тюркских же языках термин, вероятно, от кит. трад. 鑄 , пиньинь: zhù, палл.: чжу, буквально: «лить; отливать (металл)» и кит. трад. 工 , пиньинь: gōng, палл.: гун, буквально: «дело» [1] . Это связано с тем, что чугун представлял собой железный сплав низкой плавки. В финском языке чугун обозначается словом Valurauta, которое имеет два корня и переводится как литое железо (rauta).

Читать еще:  Производство тротуарной плитки технология

История

Технологию литья чугуна освоили в Китае, откуда этот термин (через татаро-монгольское посредничество) попал в Россию [1] . В X веке в Китае появляются чугунные монеты, однако в широком применении вплоть до XIX века оставались бронзовые монеты [2] . В XI веке был возведен чугунный шпиль пагоды Линсяо. XIV веком датируют находки чугунных котлов Золотой Орды (Тульская область) [3] , однако на территории Монголии (Каракорум) монголы умели изготовлять чугунные котлы ещё в XIII веке [4] .

В 1339 году (в годы Столетней войны) при обороне французского города Камбре уже использовались чугунные пушки наряду с бронзовыми. В 1403 году в Китае (Пекин) был отлит чугунный колокол [5] . C 1411 года англичане начинают вооружать чугунными пушками свои корабли [6] . В том же XV веке во Фландрии начинают лить чугунные ядра, которые вытесняют каменные [7] . В XVI веке в России (при Иване Грозном) из чугуна начали изготавливаться пушки [8] . Ввиду отсутствия у чугуна такого свойства как ковкость, его широкое производство стало возможным благодаря внедрению технологии доменной печи. Чугунные пушки появились у маньчжуров лишь в 1631 году [9] , а в Китае они были известны со времени династии Мин [10] , которая потеряла власть в 1644 г.

В 1701 году Каменский чугунолитейный завод на Урале (Россия) производит первую партию чугуна (262 кг). На Урале чугунное литье превратилось в народный промысел (Каслинское литьё). В XVIII веке в Англии появился первый чугунный мост (в России чугунный мост появился лишь в начале XIX века). Это стало возможным благодаря технологии Вилкинсона. В том же веке из чугуна начали изготавливать рельсы [11] (Чугунный колесопровод). Помимо промышленного использования чугун продолжал использоваться и в быту. В XVIII веке появились чугунки, которые широко стали использоваться в русской печи [12] .

К концу XVIII века Россия занимала первое место по производству чугуна и выдавала 9 908 тыс. пудов чугуна, в то время как Англия — 9 516 тыс. пудов, дальше шли Франция, Швеция, США. [13]

В 1806 году Великобритания выплавляла 250 тыс. тонн чугуна, занимая 1-е место в мире по его производству, а к середине XIX века в Великобритании была сосредоточена половина мирового чугунного производства. Однако в 1890 году 1-е место по производству чугуна заняли США [14] . Технология бессмеровского процесса (1856) и мартеновской печи (1864) впервые позволила получать сталь из чугуна. В XIX веке чугун широко используется для изготовления викторианских каминов [15] , а также декоративных элементов (например, чугунная решетка памятника Александра II, 1890). Благодаря изготовлению малой скульптуры и ажурных изделий из чугуна широкую известность получили Кусинский и Каслинский заводы. Развитие способов формовки для литья сложных художественных отливок на заводе в посёлке Касли привело к созданию способа изготовления стержневых форм, который применяют и в настоящее время, особенно в станкостроении. [16] Также в XIX веке из чугуна изготавливались водопроводные и канализационные 12-дюймовые трубы Лондона [17] . Однако с появлением нарезного оружия (Пушка Армстронга, 1854) сталь вновь начинает вытеснять чугун.

Литейный чугун это

Foundry pig iron.
Specifications

МКС 77.080.10
ОКП 12 300

Дата введения 1999-07-01

1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом Украины N 4 «Чугун, прокат листовой, прокат сортовой термоупрочненный. Изделия для подвижного состава, метизы и ТНП»; Институтом черной металлургии НАН Украины

ВНЕСЕН Государственным комитетом Украины по стандартизации, метрологии и сертификации

2 ПРИНЯТ Межгосударственным Советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол N 8 МГС от 10 октября 1995 г.)

За принятие проголосовали:

Наименование национального органа по стандартизации

Госстандарт Республики Казахстан

Главная государственная инспекция Туркменистана

3 Приложение А настоящего стандарта соответствует международному стандарту ИСО 9147-87 «Чушковый чугун. Определение и классификация» в части классификации по химическому составу

4 Постановлением Государственного комитета Российской Федерации по стандартизации и метрологии от 16 ноября 1998 г. N 398 межгосударственный стандарт ГОСТ 4832-95 введен в действие непосредственно в качестве государственного стандарта Российской Федерации с 1 июля 1999 г.

6 ИЗДАНИЕ (октябрь 2001 г.) с Поправкой (ИУС 2-2000 г.)

1 Область применения

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на литейный чугун, предназначенный для дальнейшей переплавки в чугунолитейных цехах при производстве чугунных отливок.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

3 Классификация

3.1 В зависимости от массовой доли кремния и назначения чугун изготовляют:

— литейный марок Л1, Л2, ЛЗ, Л4, Л5, Л6;

— литейный рафинированный магнием марок ЛР1, ЛР2, ЛРЗ, ЛР4, ЛР5, ЛР6, ЛР7.

4 Технические требования

4.1 Литейный и литейный рафинированный магнием чугун должен изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по технологической документации, утвержденной в установленном порядке.

4.2 Химический состав литейного и литейного рафинированного магнием чугуна должен соответствовать нормам, указанным в таблицах 1 и 2 соответственно.

Св. 3,2 до 3,6 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 0,9 включ.

Св. 0,9 до 1,5 включ.

Св. 2,8 до 3,2 включ.

Читать еще:  Формовка в литейном производстве

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 0,9 включ.

Св. 0,9 до 1,5 включ.

Св. 2,4 до 2,8 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 0,9 включ.

Св. 0,9 до 1,5 включ.

Св. 2,0 до 2,4 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 0,9 включ.

Св. 0,9 до 1,5 включ.

Св. 1,6 до 2,0 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 0,9 включ.

Св. 0,9 до 1,5 включ.

Св. 1,2 до 1,6 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 0,9 включ.

Св. 0,9 до 1,5 включ.

Окончание таблицы 1

Св. 0,3 до 0,7 включ.

Св. 0,7 до 1,2 включ.

Св. 0,3 до 0,7 включ.

Св. 0,7 до 1,2 включ.

Св. 0,3 до 0,7 включ.

Св. 0,7 до 1,2 включ.

Св. 0,3 до 0,7 включ.

Св. 0,7 до 1,2 включ.

Св. 0,3 до 0,7 включ.

Св. 0,7 до 1,2 включ.

Св. 0,3 до 0,7 включ.

Св. 0,7 до 1,2 включ.

фосфора, не более

Св. 3,2 до 3,6 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 1,0 включ.

Св. 2,8 до 3,2 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 1,0 включ.

Св. 2,4 до 2,8 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 1,0 включ.

Св. 2,0 до 2,4 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 1,0 включ.

Св. 1,6 до 2,0 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 1,0 включ.

Св. 1,2 до 1,6 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 1,0 включ.

Св. 0,8 до 1,2 включ.

Св. 0,3 до 0,5 включ.

Св. 0,5 до 1,0 включ.

Литейный чугун, соответствующий определенной марке по массовой доле кремния, но не соответствующий по массовой доле серы, относят к ближайшей марке по кремнию и к соответствующей категории по массовой доле серы.

4.3 Литейный и литейный рафинированный магнием чугун всех марок должен поставляться с указанием массовой доли углерода.

4.4 Литейный и литейный рафинированный магнием чугун изготовляют в чушках без пережимов, с одним или двумя пережимами. Толщина чушки в месте пережима должна быть не более 30 мм.

4.5 Масса чушки без пережима должна быть не более 18 кг, с одним пережимом — не более 30 кг, с двумя пережимами — не более 45 кг.

4.6 Количество боя чушек должно быть не более 2% массы партии. К бою относятся куски массой не более 2 кг.

4.7 На поверхности чушек не должно быть остатков шлака. Допускается налет извести, графита и других компонентов смеси для опрыскивания мульд, не влияющих на качество чугуна.

4.8 Количество чушек с наличием на поверхности графитной спели и раковин в литейном чугуне должно быть не более 10% массы партии. На поверхности чушек литейного рафинированного магнием чугуна не допускается наличие графитной спели.

4.9 Показатели, устанавливаемые по требованию потребителя

4.9.1 Литейный и литейный рафинированный магнием чугун всех марок изготовляют с нормированной массовой долей углерода от 3,4 до 4,5% включительно.

4.9.2 Литейный чугун марки Л1 и литейный рафинированный магнием чугун марки ЛР1 допускается изготовлять с массовой долей кремния более 3,6%.

4.9.3 В литейном чугуне марок Л1-Л6, выплавленном из медесодержащих руд, дополнительно определяется массовая доля меди и указывается в документе о качестве.

4.9.4 Литейный чугун изготовляют с массовой долей хрома не более 0,05% для производства отливок из чугуна с шаровидным графитом, с массовой долей хрома не более 0,04% — для отливок из ковкого чугуна и с массовой долей хрома не более 0,1% — для отливок из серого чугуна.

4.9.5 Литейный чугун марок Л2, ЛЗ, Л4 для производства поршневых колец изготовляют с массовой долей марганца от 0,6 до 0,8% и фосфора от 0,4 до 0,6%.

4.9.6 Литейный рафинированный магнием чугун изготовляют с нормированной долей микропримесей в соответствии с таблицей 3.

Литейный серый чугун

Литейный серый чугун свое название получил благодаря высоким литейным свойствам (жидкотекучести и низкой усадке), а также из-за темно-серого цвета. В изломе имеет крупнозернистое строение. Мягкий, хорошо подвергается обработке резанием. Твердость литейных серых чугунов составляет 140. 260 НВ. Предел прочности на растяжение ств = 100. 450 МПа. Относительное удлинение 6 = 0,2. 0,5 %. В отечественном машиностроении до 74 % всех ответственных отливок получают из литейного серого чугуна.

По микроструктуре литейные серые чугуны подразделяются на ферритно-графитные, ферритно-перлитные и перлитные (рис. 4.8). Углерод в этих чугунах находится в свободном состоянии в виде графита. Чем больше массовая доля углерода, тем больше в сером чугуне структуры графита и ниже его механические свойства, поэтому максимальное содержание углерода ограничено его доэвтектическими пределами, т.е. не более 4 %, а практически до 3,7 %.

Снижение содержания углерода понижает его литейные свойства. В связи с этим устанавливается нижний предел по массовой доле углерода. Он равен примерно 2,2 %. Нижний предел принимается для толстостенных отливок, верхний — для тонкостенных.

Читать еще:  Литейные сплавы и их свойства

Рис. 4.8. Микроструктуры литейных серых чугунов: а — ферритно-графитная; б — ферритно-перлитная; в — перлитная

Доменные цеха выпускают серый чугун в виде чушек, которые поставляются в литейные цеха машиностроительных заводов.

Литейный серый чугун состоит из железа, углерода, а также других химических элементов, поэтому не является двухкомпонентным сплавом. Кроме углерода в своем составе он содержит кремний, марганец, серу и фосфор. Кремний и марганец влияют на процесс графитизации, на образование микроструктуры и на механические и технологические свойства отливок из серого чугуна.

Углерод влияет на свойства чугуна в зависимости от формы соединения с железом, т.е. от структуры, которая образуется в сплаве.

На образование структур в совокупности взаимодействуют условия плавки и охлаждения, а также наличие сопутствующих химических элементов: марганца, кремния и незначительно серы и фосфора.

Кремний с массовой долей 3. 5 % в серых чугунах способствует выделению углерода в виде графита. Изменяя массовую долю кремния, можно получить отливки с различной структурой, а с изменением структуры изменяются и механические свойства чугуна. Например, чугун со структурой в виде пластинчатого графита имеет относительное удлинение 5 = 0,2. 1,1 %, а чугун со структурой графита хлопьевидной формы имеет относительное удлинение 5 = 5. 10 %. Кремний способствует образованию микроструктуры графита, придает чугуну ряд ценных механических, технологических и эксплуатационных свойств, улучшает обрабатываемость резанием. Кроме того, графитовые включения (пористые, мягкие) быстро гасят вибрации, колебания и рассеивают по массе несущих деталей ударные нагрузки.

Детали из чугуна нечувствительны к механическим повреждениям. Благодаря структуре графита серый чугун обладает высокими антифрикционными свойствами. В этом случае графит действует как смазывающее вещество. В связи с вышеперечисленными свойствами кремний является постоянным и обязательным элементом в литейных серых чугунах.

Марганец препятствует графитизации чугуна, отбеливает его, способствует образованию структуры измельченного перлита (феррит + цементит), улучшая механические свойства. Массовая доля марганца в серых чугунах колеблется в пределах 0,2. 1,1 %, при этом прочность, износостойкость и твердость повышаются. При большем содержании марганца происходит уменьшение структуры перлита и феррита, увеличение структуры цементита, и чугун становится твердым, но хрупким.

Сера — вредная примесь. Она оказывает отрицательное действие на механические и литейные свойства серых чугунов, понижает жидкотекучесть, увеличивает усадку, способствует образованию трещин. Массовая доля серы для мелкого литья — 0,08 %, для крупного литья, в котором не требуется повышенная жидкотекучесть, — 0,10. 0,12 %.

Фосфор в литейных чугунах является полезной примесью, так как он увеличивает жидкотекучесть. Кроме того, фосфор способствует образованию такой структуры, которая повышает общую твердость и износостойкость отливок. Высокое содержание фосфора (до 0,7 %) повышает хладостойкость чугуна, поэтому в отливках, работающих при нагрузках, массовая доля фосфора может достигать 0,3 %, а в отливках, работающих без нагрузок (художественное и бытовое литье), — 0,7 %.

На образование микроструктуры и графитизацию фосфор влияния не оказывает. На практике по структурным диаграммам в зависимости от массовой доли углерода и кремния в чугуне определяют его приблизительную микроструктуру в отливках с толщиной стенок 50 мм.

Согласно ГОСТ 1412—85 существуют следующие марки серого чугуна: СЧ10, СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ30, СЧ35, СЧ40 и СЧ45, где буквы СЧ означают литейный серый чугун, а цифры — предел прочности на растяжение. Например, чугун марки СЧ15 имеет прочность на растяжение 15 кгс/мм 2 (150 МПа).

Таким образом, литейные серые чугуны имеют высокие механические свойства (ав — до 45 кгс/мм 2 ), а также высокие технологические свойства (литейные свойства, обрабатываемость резанием и др.). Кроме того, как уже отмечалось, литейный серый чугун обладает способностью гасить и рассеивать вибрации и нагрузки. Это свойство называется демпферным свойством. Оно широко используется в станкостроении. Из литейного серого чугуна, обладающего демпферным свойством, отливают станины станков, машин и другие несущие конструкции, которые позволяют создавать точность и жесткость системы станок—приспособление—инструмент—деталь (СПИД).

Главными технологическими свойствами являются высокая жидкотекучесть и обрабатываемость резанием. Отливки из литейного серого чугуна хорошо поддаются обработке на различных металлорежущих станках: точению, фрезерованию, строганию, сверлению, шлифованию и шабрению. В связи с широким диапазоном механических свойств (прочности и твердости) этот чугун находит применение в различных отраслях народного хозяйства. Например, низкосортный серый чугун применяется для изготовления отливок, работающих без нагрузок (бытовое и художественное литье, грузы, подставки, крышки, пробки, плиты, фланцы и т.д.). Литейный серый чугун с пределом прочности 200 МПа и более применяется для отливок деталей, работающих при средних нагрузках (трубы, станины, кронштейны, корпуса редукторов и т.д.). Чугун с пределом прочности 300 МПа и выше применяется для деталей, работающих при высоких нагрузках (корпуса подшипников, шкивы, зубчатые и червячные пары, блоки цилиндров, головки блоков, поршни, диски сцепления, корпуса насосов, цилиндры паровых турбин, коленчатые валы, звездочки, тормозные барабаны и др.).

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector