Сферографитен чугун: свойства, маркировки и обхват

Желязо - твърд, устойчив на корозия, но чуплив желязо-въглеродна сплав със съдържание на въглерод от С в границите от 2.14 до 6.67%. Въпреки наличието на специфичен проблем, той има най-различни видове, свойства, приложения. Широко използван е сферографитен чугун.

история

Този материал е позната още от преди новата ера на IV век. д. Неговите китайски корени са в VI. Преди новата ера. д. В Европа и първото споменаване на промишленото производство на сплавта са датирани XIV, а в Русия - XVI век. Но производството на сферографитен чугун технология е патентована в Русия през ХIХ век. След разработването на АД Annosovym.

Тъй като сиви железа са ограничени в използването поради ниските механични свойства и стомана - са скъпи и имат ниска твърдост и устойчивост, се поставя въпросът на метал създаване на надежден, издръжлив, твърдо вещество, докато с повишена якост и известна гъвкавост.

Ковано желязо не са, обаче, поради пластмасови характеристики, той се поддава на някои видове пластмаса обработка (например, коване).

производство

Основният начин - топенето в доменни пещи.

Изходните материали за обработка на взрив:

• Charge - желязна руда, съдържаща метален оксид във формата Ferum.
• Гориво - кокс и природен газ.
• Кислород - се инжектира през специална дюза.
• Потоци - химически формация на базата на манган и (или) силиций.

Етапи на доменна пещ:

1. Възстановяване на чисто желязо чрез химична реакция на желязна руда с кислород газ чрез дюзи.
2. Изгаряне на образуване на кокс и въглеродни оксиди.
3. Цементация в чисти реакции желязо с СО и _СО2.
4. Насищане на Fe ₃ С с манган и силиций в зависимост от желаните свойства на изхода.
5. Източване на завършен метал във форми чрез Отвор за източване; източване на шлаката чрез шлака дупка.

След завършване на работния цикъл доменна пещ получава желязо, шлака и димни газове.

Метални изделия на домейни

В зависимост от скоростта на охлаждане, микроструктурата на насищане на въглеродния и добавки могат да получат няколко вида желязо:

1. Прасета (бял) въглерод в свързана форма, основният цимента. Използва се като суровина за топене на друга обработка желязо-въглерод сплави. До 80% от произведения домен сплав.
2. Леярски (сиво) въглерод под формата на напълно или частично свободни графит, а именно неговите плочи. Malootvetstvennyh използва за производството на части на тялото. До 19%, произведени чрез отливане на доменна пещ.
3. Специално: богати на феросплави. 1-2% тип счита производство.

Сферографитен чугун се получава чрез термична обработка на прасе.

Теорията на железни конструкции

Въглероден с Ferum могат да образуват няколко различни видове сплави за типа на кристална решетка, както е показано в изпълнението на микроструктурата.

1. Проникване в твърд разтвор α желязо - ферит.
2. Проникване в твърд разтвор γ желязо - аустенит.
3. Образуването на химическата на Fe ₃ C (свързан състояние) - цементит. В основно се образува чрез бързо охлаждане на разтопения течността. Средно - намаление бавно температура от аустенит. Третичен - постепенното охлаждане на ферит.
4. Механично смес на феритни и цементит зърна - перлит.
5. Механично смес от аустенитни зърна и перлит или цементит - Ledebur.

За производството на чугун се характеризира със специална микроструктура. Графитът може да бъде под формата и свързан под формата на по-горе структура и може да бъде в свободно състояние под формата на различни примеси. На свойствата засегнати двете основни храни и тези образувания. Графит фракции са метални плочи, люспи или сфери.

Формата на листа е типично за сив чугун въглеродни сплави. Той причинява тяхната чупливост и ненадеждност.

Включвания са пухкави сферографитен чугун, отколкото положителен ефект върху тяхното механично изпълнение.

сферичен графит структура допълнително подобрява качеството на метал, засягащо увеличаването на твърдост, издръжливост, издръжливост значителни натоварвания. Подобни характеристики има висока якост чугун. Сферографитен чугун свойства причините ферит или перлит основите на присъствието на люспи графитни включения.

Получаване на феритни сферографитен чугун

Той се произвежда от бяло прасе proeutectoid нисковъглеродни алуминиеви слитъци от отгряване с въглеродно съдържание 2,4-2,8% и съответния наличието на добавки (Mn, Si, S, Р). Дебелината на стената темперирани части трябва да бъдат не повече от 5 cm. Отливки значителен графит дебелина е под формата на плочи и желаните свойства не са постигнати.

За да се получи чугун с феритни неблагородни метали се поставя в специални кутии и се изсипва пясък. Плътно затворен контейнер се поставя в нагревателна пещ. Извършете следните стъпки по време на изпичане:

1. Конструкции се нагряват в пещи на температури 1000? С и се оставя да престои при постоянна температура за 10 до 24 часа. В резултат на разцепление и първичен цементит Ledebur.
2. Металът се охлажда до 720? С в пещ.
3. При температура 720? C издържат на продължително от 15 до 30 часа. Тази температура осигурява разпадането на вторичен цементит.
4. В последната стъпка отново се охлажда с работния фурната до 500? С, и след това да се оттегли на въздух.

Този процес се нарича закаляване graphitizing.

След работа микроструктурата е ферит с зърна от графит люспи. Този вид се нарича "chernoserdechnym", тъй като от почивка е черен.

Получаване на перлитна ковък чугун

Този вид на желязо-въглеродна сплав, която произхожда от proeutectoid бял, но съдържанието на въглерод от него се увеличава: 3-3.6%. За отливки с перлитна основа, те са поставени в кутии и се изсипва натрошен на прах желязна руда или мелница скалата. Самата процедура на загряване е опростена.

1. температура Metal се повишава до 1000? С, държи 60-100 часа.
2. Дизайн хладно с пещта.

Тъй пожълтяване под действието на топлина в метален среда дифундира: отделящия в графита на цементит разлагане листа частично темперирани повърхностен слой части, утаяване на руда или шлака повърхност. Получава мека, труден и податлив topsheet "beloserdechnogo" сферографитен чугун с твърд средата.

Това отгряване се нарича непълна. Тя осигурява разпадането на цементит и перлит ledeburite на табелката с подходящ графит. Ако е необходимо гранулиран перлитна сферографитен чугун с висока якост и пластичност, се използва допълнителен материал се загрява до 720? С По този начин се образуват зърна перлит с люспест графит включвания.

Имоти, етикетиране и прилагане на феритни сферографитен чугун

Дългосрочно "гонене" на метал в резултатите от пещта в пълна дезинтеграция на ledeburite и цементит в ферит. Поради технологични тънкостите, сплавта с високо съдържание на въглерод - феритна структура характеристика на нисковъглеродна стомана. Но въглероден само по себе си няма да изчезне - той отива от свързаното състояние на желязо в безплатно. Температура ефект променя формата на графитни включения да отпадат.

Феритна структура предизвиква намаляване на твърдост, якост увеличаване стойности, наличието на такива характеристики като якост и еластичност.

Маркиране ковано желязо ферит клас: KCH30-6, KCH33-8, KCH35-10, KCH37-12, когато:

CN - идентификация видове - ковък;

30, 33, 35, 37: σ _а, 300, 330, 350, 370 N / mm ² - максимален товар, който може да издържи без счупване;

6, 8, 10, 12 - удължение, δ,% - индекс пластичност (по-висока е стойността, толкова по-податливи лечение метал налягане).

Твърдост - около 100-160 HB.

Този материал, чието изпълнение е междинен между като стомана и желязо-въглеродна сплав сив. Сферографитен чугун с феритна перлитна основа по-ниско от гледна точка на устойчивост на износване, устойчивост на корозия и устойчивост срещу умора, но по-висока механична издръжливост, еластичност, леене характеристики. С ниската си цена се използва широко в индустрията за производство на части, работещи при ниски и средни натоварвания: зъбни колела, корпуси, задни мостове, ВиК.

Имоти, етикетиране и прилагане на перлитни ковък чугун

Поради непълна отгряване първични, вторични и цементит Ledebur време, за да се разтвори напълно в аустенит, който при температура 720? С се превръща в перлит. Последното е механична смес от феритни и цементит зърна третични. Всъщност, част от въглерод остава в свързана форма, причинява структура, част - "освободен" от графит на люспи. Когато този перлит може да бъде плоча или зърнеста. По този начин формира перлитни ковък чугун. Неговите свойства са поради наситен-трудно и по-гъвкава структура.

Това, в сравнение с феритни имат по-висока от корозия, износоустойчиви имоти, тяхната трайност е значително по-висок, но по-ниска пластичност и характеристики на леене. Чувствителност на механично напрежение увеличава повърхност при запазване на твърдостта и якостта на основния продукт.

Маркиране ковано желязо перлитни: KCH45-7, KCH50-5, KCH56-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5.

Първа цифра - определяне якост: 450, 500, 560, 600, 650, 700 и 800 N / mm ^2, съответно.

Второ - пластичност нотация удължение δ,% - 7, 5, 4, 3, 3, 2 и 1.5.

Перлит сферографитен чугун приложения, намиращи се в машиностроенето и инструмент за дизайн, които работят при високи натоварвания - както статични и динамични: разпределителни валове, колянови валове, съединител части, бутала, мотовилки.

топлинна обработка

Полученият в резултат на топлинната обработка материал, а именно, хибридизация могат да бъдат подложени на повтарящи методи температурни влияния. Тяхната основна цел - още по-голяма сила, издръжливост, устойчивост на корозия и на стареене.

1. Закаляване се използва за структури, изискващи висока твърдост и якост; произведен чрез нагряване до 900? С, части се охлаждат при средна скорост от около 100? С / сек използване маслото на двигателя. След това трябва да е високо ваканция със загряване до 650s и охлаждане на въздуха.
2. Нормализирането се използва за средни прости части в пещ чрез нагряване до 900? С, се оставя да престои при тази температура в продължение на 1 до 1.5 часа и последващо охлаждане на въздух. Troostite осигурява гранулирани перлит, неговата твърдост и надеждност на триенето и износването. Той се използва за борба с триене ковък чугун с перлитна основа.
3. Отгряване се извършва многократно за производството на антифрикционни: отопление - до 900 ° С, задържане при тази дългосрочна топлина, охлаждане с пещта?. При условие феритни или феритни-перлитна структура антифрикционни сферографитен чугун.

Продукти за отопление на чугунени може да се извършва на местно ниво или комплекс. За локално прилаганите високочестотни токове или пламък (холдинг охлаждане). За комплекс - нагряване на пещта. Когато се втвърдява местното загряване на само на горния слой, се увеличава неговата твърдост и якост, но запазва еластичност и вискозитет индекси на сърцевината.

Важно е да се отбележи, че желязо коване невъзможно, не само заради недостатъчни механични характеристики, но също така и поради високата си чувствителност към резки температурни промени, което е неизбежно, когато гасене с водно охлаждане.

Търкалящи ковък чугун

Това разнообразие се отнася и до ковък и легирани, те са сив (ASF), коване (АРС) и висока якост (ACHV). APC се използва за чугун производствения податлив, което се подлага на темпериране или нормализиране. Процесите се провеждат с цел подобряване на механичните свойства и образуването на нови характеристики - устойчивост на износване при триене с други части.

Означени: 1-АРС, АРС-2. Използва се за производството на колянови, зъбни колела, лагери.

Ефект на добавки за свойствата

Освен база желязо-графит и те са в техния състав, и други компоненти, които да причинят свойствата на чугун: манган, силиций, фосфор, сяра, някои легиращи елементи.

Манган подобрява течливостта на разтопен метал, корозионна устойчивост и устойчивост на износване. Това допринася за твърдостта и здравината на свързване на въглероден с желязо в химическа формула Fe ₃ С, образуването на гранулирана перлит.

Силиконовата също има положителен ефект върху течливостта на стопената сплав, то допринася за разпадането на цементит и графитни включения разпределение.

Сяра - отрицателен, но неизбежен компонент. Това намалява механични и химични свойства, стимулира образуването на пукнатини. Въпреки това, рационално връзка с неговото съдържание на други елементи (например, магнезий) коригира микроструктурни процеси. По този начин, когато съотношението Mn-S 0,8-1,2 перлит се съхранява при всякакви температурни влияния на времето. Чрез увеличаване на съотношението до 3, че е възможно да се получи всяка желана структура в зависимост от предварително зададените параметри.

Фосфорът се променя към по-добро плавността се отразява на силата, намалява здравината и еластичността, въздействие върху продължителността на графитизация.

Хром и молибден възпрепятстват образуването на графитни люспи, в някои съдържание насърчаване на образуването на гранулирана перлит.

Волфрам повишава устойчивостта на износване при работа в области от високи температури.

Алуминий, никел и мед допринесе за графитизиране.

Чрез регулиране на количеството на химичните елементи, които съставляват желязо-въглеродна сплав, както и тяхното съотношение, то може да повлияе на крайните свойства на чугун.

Предимства и недостатъци

Сферографитен chugun- материал с широко приложение в областта. Неговите основни предимства са:

• високи нива на твърдост, износоустойчивост, сила, заедно с течливост;
• нормални характеристики на якост и еластичност;
• обработваемост чрез третиране налягане, за разлика от сив чугун;
• свойства на различни елемент корекция изпълнения при определени методи на термично и химико-термична обработка;
• ниска цена.

Недостатъците са индивидуалните характеристики:

• нестабилност;
• наличието на включвания от графит;
• лошо изпълнение на рязане;
• значителни отливки тегло.

Въпреки съществуващите недостатъци, сферографитен чугун поема в металургията и машиностроенето. От него произвежда такива важни детайли като колянови валове, накладки части, зъбни колела, бутала, мотовилки. Като малка разнообразие от марки, индивидуална ниша в индустрията заема сферографитен чугун. Прилагането му е типично за товара, при които използването на други материали, е малко вероятно.