Классификация, маркировка

защита окружающей среды
 Квалификация (степень) выпускника БАКАЛАВР
 Форма обучения очная
 
Ведущий преподаватель,

профессор, доктор технических наук Габидуллин Махмуд Гарифович

маркировка
2.2. Другие цветные металлы.

В специальных чугунах — ферросплавах — количество углерода может достигать

5% и более.

Присутствующие в чугуне кремний, марганец, фосфор и сера существенно влияют на его свойства:
- сера и фосфор повышают хрупкость чугуна,
- специальная присадка хрома, никеля, магния, алюминия и кремния придает чугуну более высокие жаростойкость, износостойкость, повышенную сопротивляемость коррозии.

от формы, в которой углерод находится в чугуне, различают чугуны

серые (литейные) и белые (передельные).
В серых чугунах углерод находится в свободном состоянии в виде графита, а в белом — в связанном состоянии в виде цементита.
Пластинки графита, перерезающие металлическую структуру чугуна, понижают его прочность.
Модифицированный серый чугун имеет более высокие механические свойства благодаря шаровидной и раздробленной форме графита

называют сплав железа, углерода (более 2,14 %) и других элементов

(кремния, марганца, фосфора, серы и др.)
В чугуне углерод может находиться в химически связанном состоянии в виде цементита (Fe3C) и в свободном состоянии в виде включений графита.
Чугун обладает более низкими механическими свойствами, чем сталь, но дешевле и хорошо отливается в изделия сложной формы. Различают несколько видов чугуна.

 

состоянии в виде Fe3C (цементита), что и определяет его свойства:

- высокие твердость и хрупкость,
- хорошую сопротивляемость износу,
- плохую обрабатываемость режущими инструментами.

Белый чугун применяют для получения серого и ковкого чугуна и стали.
 

более 0,5%).
Остальной углерод находится в чугуне в свободном состоянии

в виде графита.
Таким образом, серым называют такой чугун, в котором весь углерод или большая его часть находится в виде графита, а в связанном состоянии (в форме цементита) углерода содержится не более 0,8 %.
Излом такого чугуна имеет серый цвет. Именно графитовые включения делают цвет излома чугуна серым. Чем излом темнее, тем чугун мягче.
Образование графита происходит в результате термической обработки белого чугуна, когда часть цементита распадается на мягкое пластичное железо и графит по реакции Fe3C~>--»-3Fe-[-C.
В зависимости от преобладающей структуры различают серый чугун на перлитной, ферритной или ферритоперлитной основе.

примесей.
Например, чем больше кремния, тем больше выделяется графита, поэтому

чугун делается мягче.
Серый чугун имеет умеренную твердость и легко обрабатывается режущими инструментами.
Серый чугун, применяемый в строительстве, должен иметь предел прочности при растяжении не менее 120 МПа, а предел прочности при изгибе 280 МПа.

Применение. Из серого чугуна отливают элементы конструкций, хорошо работающие на сжатие: колонны, опорные подушки, башмаки, тюбинги, отопительные батареи, трубы водопроводные и канализационные, плиты для полов, станины и корпусные детали станков, головки и поршни двигателей, зубчатые колеса и другие детали.

означают серый чугун, число (25) – значение временного сопротивления при

растяжении (σв), МПа·10-1.
Его механические свойства зависят от величины зерна металла, от размеров и характера распределения включений графита и др.

расчленяют  основную металлическую массу и действуют как внутренние трещины. По

этой причине серый чугун с пластинчатым графитом обладает низкой прочностью и малой пластичностью (до   0,3 %).
Серый чугун обладает способностью рассеивать вибрационные колебания при переменных нагрузках. Это свойство называют циклической вязкостью. Серый чугун имеет хорошие литейные свойства, а отдельные марки обладают достаточно высокой прочностью и износостойкостью.
В сером чугуне обычно содержится 2,9–3,6 % С; 1,5–3,5 % Si; 0,4–1 % Mn; 0,2–0,12 % S;
- в легированном чугуне содержатся и другие элементы.

свойства.
Кремний способствует выделению в чугуне углерода в виде графита, понижает

температуру его плавления, обеспечивая высокие литейные и технологические свойства.
Марганец действует на свойства чугуна противоположно кремнию: он препятствует выделению в чугуне углерода в виде графита, увеличивая устойчивость цементита. Марганец повышает твердость чугуна и прочность отливок.
Сера, как и марганец, задерживает выделение в чугуне углерода в свободном состоянии. Способствует отбеливанию чугуна, делает его более тугоплавким, снижает жидкотекучесть. Поэтому в чугуне сера считается вредной примесью.

влияние.
Повышая хрупкость, фосфор снижает механические свойства чугуна.
Следовательно, в

чугуне для машиностроительных отливок, требующих высокой прочности, значительное содержание фосфора может быть вредной примесью.
Фосфор увеличивает жидкотекучесть металла. Следовательно, в чугуне для тонкостенных, со сложной поверхностью отливок, не требующих высокой прочности, повышенное содержание фосфора будет желательным.
При изготовлении художественных отливок, особенно ажурных, содержание фосфора в чугуне до 1 % считается полезной примесью, увеличивающей жидкотекучесть расплава и стойкость отливок против коррозии.

литых деталей, по физико-механическим характеристикам можно условно разделить на 4

группы:
- малой прочности,
- повышенной прочности,
- высокой прочности,
- со специальными свойствами.
Применяют серые чугуны с пластинчатым графитом 11 марок.

Механические свойства и химический состав серых чугунов указаны в таблице на следующем слайде.

настоящее время является распространенным литейным материалом.

Из серого чугуна изготовляют самые

разнообразные литые детали – от простых до сложных.
Отливки хорошо обрабатываются на металлорежущих станках.

невысокую прочность,
- прочные – с феррито-перлитной структурой,
- наиболее прочные

– с перлитной структурой.

Из серого чугуна отливают колонны, котлы, радиаторы, ванны, трубы, а также самые разнообразные конструкционные детали для машиностроения.

Из него изготовляют отливки со стенками большой толщины и высокой

прочности (коленчатые валы, зубчатые колеса, детали турбин).
Высокопрочный чугун получают модифицированием жидкого серого чугуна магнием. В результате модифицирования в чугуне образуется графит шаровидной формы.
В отличие от обычного серого чугуна этот чугун обладает повышенной пластичностью и большей прочностью.
Высокопрочный чугун, по сравнению с обыкновенным серым, обладает меньшей склонностью к отбелу.
Высокопрочный чугун с графитом шаровидной формы подразделяется в зависимости от механических свойств на следующие марки, приведенные в таблице.

обозначают высокопрочный чугун, первые две цифры – значение временного сопротивления

при растяжении σв, МПа·10-1.

(950–1000 °С) (отжигом) отливок из белого чугуна.

При отжиге образуется

графит, имеющий компактную хлопьевидную форму.

При такой форме графита, отливки перестают быть хрупкими, приобретают способность выдерживать ударные нагрузки (свободный углерод в них имеет форму, промежуточную между пластинчатой и шаровидной – хлопьевидную).

этот материал по сравнению с серым чугуном является пластичным.
В

действительности же ковкий чугун никогда ковке не подвергают, из него, так же как из серого чугуна, изготовляют лишь фасонные отливки для машиностроения.
Ковкий чугун по механическим свойствам занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью.
Детали, изготовленные из такого чугуна, хорошо работают в среде влажного воздуха, поточных газов и воды. В зависимости от способа производства ковкого чугуна его подразделяют на группы: ферритный и перлитный.

в нейтральной среде.
Такой чугун имеет бархатный черный излом и

состоит из феррита и графита отжига Fe3C→3Fe+Cотж.

Из ферритного ковкого чугуна с повышенной пластичностью изготовляют ответственные детали для автомобилей и сельскохозяйственных машин, для этих целей используют марки
КЧ 37-12; КЧ 35-10.
Для малоответственных деталей (гайки, фланцы и др.) применяют КЧ 30-6;     КЧ 33-8.

атмосфере.
Вследствие обезуглероживания в процессе отжига отливок получают чугун с

меньшей вязкостью.
Этот чугун находит ограниченное применение в машиностроении.
Из перлитного ковкого чугуна изготовляют карданные валы, звенья цепей конвейера, муфты и др.

Si; менее 1 % Mn; менее 0,1 % S; менее

0,2 % P.
Примеры записи марки ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79:

КЧ 30-6.

Буквы «КЧ» обозначают ковкий чугун, первое число – значение временного сопротивления при растяжении σв, МПа·10-1, второе число – минимальное относительное удлинение δ, %.

количество последнего в сплаве не превышает 2,14 процентов.
Кроме этого,

в чугун входят графитовые включения. В зависимости от того, в какой форме в сплаве находится углерод, выделяют серый и высокопрочной чугун.
В сером чугуне находящийся в сплаве в свободном состоянии углерод имеет форму пластинчатого графита, в высокопрочном – в форме шаровидного графита.
Высокопрочный чугун необходим для производства деталей, которые подвергаются очень сильным механическим нагрузкам.
Кроме этого, выделяют и ковкий чугун, характеризующийся более высокими показателями механических свойств.

– наиболее распространенные чугуны

технологические свойства чугунов