Литейный чугун состав
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.
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.).
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
Все марки высоколегированного чугуна имеют свои характерные особенности, поэтому используются…
Литейный чугун состав
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.
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.
Чугун, ферросплавы
Чугун
Чугун — железный нековкий сплав с содержанием С более 2%, примесей Mn, Si, S до 0,8; Р до 2,5. Обладает высокими литейными свойствами, определившими его основное использование в качестве конструкционного материала. Хорошо и производительно обрабатывается резанием, образуя высококачественную поверхность для узлов трения и неподвижных соединений.
Чугун поставляется в дальнейшее производство в отливках и чушках .
Чугун в чушках бывает литейным и передельным:
Литейный чугун предназначен для дальнейшего использования в чугунно-литейных цехах при производстве отливок.
В зависимости от назначения изготовляется марок Л1, Л2, Л3, Л4, Л5, Л6, а также рафинированный магнием марок ЛР1, ЛР2, ЛР3, ЛР4, ЛР5, ЛР6 .
Выплавляемый литейный чугун марок Л1-Л6 соответствует высокому качеству. Качество литья из чугуна отличается гарантированной стабильностью механических свойств согласно ГОСТ 1412-85 PDF , отсутствием в структуре литья свободно выделившегося цементита, хорошей обрабатываемостью и меньшей склонностью к кромочному отделу. Чугун гарантирован по своему химическому составу (содержание марганца, фосфора, серы), так как при его производстве не применяется агломерат, а только кокс.
Чугун литейный Л1 имеет следующий хим. состав: кремний св.3,2% до 3,5% вкл. марганец от 0,2 до 0,9% вкл., сера от 0.02 до 0,05%, фосфор не более 0,8%, алюминий не более 0,006%, титан не более 0,4%, хром не более 0,015%, ванадий не более 0,01%, никель не более 0,04%.
Чугун литейный Л2 имеет следующий хим. состав: кремний св.2,8% до 3,2% вкл. марганец от 0,2 до 0,9% вкл., сера от 0.02 до 0,05%, фосфор не более 0,8%, алюминий не более 0,006%, титан не более 0,4%, хром не более 0,015%, ванадий не более 0,01%, никель не более 0,04%.
Чугун литейный Л3 имеет следующий хим. состав: кремний св.2,4% до 2,8% вкл. марганец от 0,2 до 0,9% вкл., сера от 0.02 до 0,05%, фосфор не более 0,8%, алюминий не более 0,006%, титан не более 0,4%, хром не более 0,015%, ванадий не более 0,01%, никель не более 0,04%.
Чугун литейный Л4 имеет следующий хим. состав: кремний св.2,0% до 2,4% вкл. марганец от 0,2 до 0,9% вкл., сера от 0.02 до 0,05%, фосфор не более 0,8%, алюминий не более 0,006%, титан не более 0,4%, хром не более 0,015%, ванадий не более 0,01%, никель не более 0,04%.
Чугун литейный Л5 имеет следующий хим. состав: кремний св.1,6% до 2,0% вкл. марганец от 0,2 до 0,9% вкл., сера от 0.02 до 0,05%, фосфор не более 0,8%, алюминий не более 0,006%, титан не более 0,4%, хром не более 0,015%, ванадий не более 0,01%, никель не более 0,04%.
Чугун литейный Л6 имеет следующий хим. состав: кремний св.1,2% до 1,6% вкл. марганец от 0,2 до 0,9% вкл., сера от 0.02 до 0,05%, фосфор не более 0,8%, алюминий не более 0,006%, титан не более 0,4%, хром не более 0,015%, ванадий не более 0,01%, никель не более 0,04%.
Передельный чушковый чугун предназначен для дальнейшего передела в сталь или переплавки в чугунолитейных цехах при производстве отливок.
В зависимости от назначения передельный чугун изготовляют:
для сталеплавильного производства марок П1 и П2 ;
для литейного производства марок ПЛ1 и ПЛ2 ;
фосфористый марок ПФ1 , ПФ2 , ПФЗ ;
высококачественный марок ПВК1 , ПВК2 и ПВКЗ .
Ферросплавы.
Ферросплав — это промежуточный сплав легирующих сталь компонентов с железом, применяемый для раскисления и легирования стали и сплавов, легирования и модифицирования чугуна.
Ферросилиций — электропечной сплав кремния с железом. Изготовляется 11 марок согласно ГОСТ 1415-93 PDF
Ферросилиций используют в качестве раскисляющих и легирующих добавок для выплавки электротехнических, рессорно-пружинных, коррозийно- и жаростойких сталей, а также конструкционных и инструментальных сталей, легирования и модифицирования чугуна.
Поверхность чушек и кусков ферросилиция не должна иметь резко выраженных включений шлака и других инородных материалов. Допускаются отдельные включения приварившегося песка, следы других противопригарочных материалов и графита.
Ферросилиций поставляют в кусках массой не более 25кг или в чушках массой не более 45кг. Дробленый ферросилиций поставляют по классам крупности в соответствии с таблицей.
Ферросилиций марки ФС92 любого класса крупности и ферросилиций остальных марок 5-7 классов крупности транспортируют упакованным в стальные барабаны или в специализированных контейнерах.
Ферросилиций других марок в кусках массой до 25кг, в чушках и 1-4 классов крупности транспортируют в специализированных контейнерах или навалом.
Ферротитан — ферросплав, содержащий до 35 или более 60% Ti, 1-7% Al, 1-4,5% Si, до 3% Cu (остальное Fe и примеси); получают внепечным алюминотермическим способом из ильменитового концентрата и титановых отходов (низкопроцентный ферротитан) или сплавлением в электрической печи железных и титановых отходов (высокопроцентный ферротитан).
