Чугуны

Чугуны – это сплавы железа с углеродом при содержании углерода от до . Чугуны дешевле стали, из них выплавляют сталь. Чугуны обладают лучшими литейными свойствами, хорошей жидкотекучестью и хорошей усадкой.

В чугунах содержатся примеси:

элемент графитизатор.

улучшает механические свойства, однако, способствует отбеливанию чугуна (препятствует процессу графитизации (выделению графита)).

улучшает жидкотекучесть.

способствует отбеливанию чугунов, снижает механические и литейные свойства (вредная примесь).

По сравнению со сталями, в чугунах содержание примесей больше.

Типы чугунов: белые, серые, ковкие, высокопрочные чугуны с шаровидным графитом.

Белые чугуны получают за счет быстрого охлаждения отливки, чтобы весь углерод находился в связанном состоянии (в химических соединениях) в цементите.

Рассмотрим доэвтектические чугуны :

Белые чугуны твердые (в них много цементита): , их невозможно обрабатывать на металлорежущих станках. Из них изготавливают детали, работающие на износ (например, тормозные колодки вагонов). Белые чугуны хрупкие, около таких чугунов подвергается термообработке, из остальных выплавляют сталь. Эти чугуны называются белыми, потому что у них блестящий белый излом.

Серые чугуны отсутствуют на диаграмме «железо-цементит». Их получают за счет медленного охлаждения отливки. Графит приобретает пластинчатую форму:

Если весь углерод выделяется в свободном виде (в виде графита), остается феррит. Такие чугуны называют ферритными.

Если содержание углерода получаются перлитные чугуны.

Если менее структура .

1. .

2. .

3. .

Пластинчатая структура графита неблагоприятна – сразу появляется ассоциация с трещиной. Пластинчатый графит ослабляет металлическую основу и приводит к хрупкому разрушению даже при низких нагрузках.

Серые чугуны обладают низкой прочностью и почти нулевой пластичностью. Относительное удлинение: .

Из серых чугунов изготавливают ванны, батареи, основания станков и иные изделия, не подверженные нагрузкам.

Высокопрочные чугуны с шаровидным графитом получаются при медленном охлаждении отливки с добавлением элемента графитизатора- кремния, а также модификаторов магния или церия.

Шаровидный графит:

Это более благоприятная форма графита, не создающая концентрации напряжений.

У таких чугунов прочность больше, чем у серых. Они используются для изготовления ответственных изделий (корпуса турбин, корпуса редукторов).

Несомненный плюс высокопрочных чугунов с шаровидным графитом в том, что они могут проявлять способность к пластической деформации.

Ковкие чугуны обладают определенным запасом пластичности, которая больше чем у серых чугунов, но меньше, чем у высокопрочных (некий промежуточный уровень). Название «ковкие» выбрано неудачно, потому что эти чугуны на самом деле не куют.

Условия получения: отжиг при температуре , выдержка в течение . Такая длительность и температура необходимы для полного завершения диффузионных процессов разложения цементита:

хлопьевидный графит. Такая форма обеспечивает прочность и повышенную пластичность:

Недостаток ковких чугунов заключается в их высокой стоимости (так как процесс отжига длительный и дорогой). Из ковких чугунов изготавливают детали водо- и газопроводных установок.

Дата добавления: 2014-11-26