Отливки из белого чугуна

Свойства - высокая твердость НВ 450-550, высокая хрупкость и очень плохая обрабатываемость режущим инструментом. Высокая твердость белого чугуна обеспечивает его высокую износостойкость, в том числе и при воздействии абразивных сред. Это свойство белых чугунов учитывается при изготовлении из них поршневых колец.

Белые чугуны очень хрупкие и твердые, с трудом отливаются и обрабатываются инструментом.

Цементит придает светлый оттенок излому (отсюда название) этих чугунов, делает их очень твердыми и хрупкими, не способными противостоять растягивающим, изгибающим и особенно ударным нагрузкам [1]. Поэтому их применение очень ограничено.

Получение - Получают белый чугун за счет резкого охлаждения отливок.

Химический состав белого чугуна:

Углерод C 2,6 - 3,1%

Кремний Si 0,5-1,5%

Марганец Mn 0,25-1,0

Сера S до 0,2%

Фосфор F до 0,2%

Хром Cr до 1,5%

Структура - это чугуны без графита, у них практически весь углерод находится в химически связанном состоянии в виде цементита Fe₃С.

Содержание углерода в доэвтектическом чугуне может находиться в пределах 2,14... 4,3 %. Структура его состоит из перлита, вторичного цементита и ледебурита.

Эвтектический чугун содержит 4,3 % углерода. Структура его состоит полностью из ледебурита.

В заэвтектическом чугуне содержится более 4,3 % углерода (до 6,67 %). Его структура состоит из первичного цементита, выделившегося из жидкости, и ледебурита.

По равновесной структуре белые чугуны подразделяют на доэвтектичекие, эвтектические и заэвтектические.

Белый доэвтектический чугун

Рис. 2. Микроструктура белых чугунов (слева схематическое изображение):

а) доэвтектический; б) эвтектический; в) заэвтектический

Маркировка - У белых чугунов не установлена.

Передельный чугун ( ГОСТ 805-95) - это первичный сплав железа, выплавленный в доменной печи и идущий (в жидком или твёрдом виде)в переработку (передел) на сталь.Он содержит пониженное количество кремния и марганца.

Маркируются передельные чугуны следующим образом:

1. передельный чугун — П1, П2;

2. передельный чугун для отливок — ПЛ1, ПЛ2,

3. передельный фосфористый чугун — ПФ1, ПФ2, ПФ3,

4. передельный высококачественный чугун — ПВК1, ПВК2, ПВК3.

Применение:

· Передельный чугун предназначен для дальнейшего передела в сталь или переплавки в чугунолитейных цехах при производстве отливок.

· применяют главным образом для отливки деталей с последующим длительным графитизирующимотжигом на ковкий чугун.

· Незначительно применяется в технике и совершенно не используется в строительстве. Из них делают детали гидромашин, пескометов и других конструкций, работающие в условиях повышенного абразивного изнашивания.

ЦИЛЬПЕБСЫ

Поверхностная твердость до 420 НВ

Мелющие тела - ШАРЫ, ЦИЛЬПЕБСЫ предназначены для измельчения руд,породы, клинкера и других материалов.Производятся из белого чугуна. Cтруктура белого чугуна получается по всему сечению шара или цилиндра за счет контролированного содержания углерода и кремния в чугуне при умеренной скорости охлаждения отливок в песчанной форме. Благодаря этому не возникают термические напряжения в мелющих телах и обеспечивается хорошая стойкость от раскалывания и общая износостойкость мелющих тел.

Отбеленные и другие чугуны

Разновидностью белых чугунов является отбеленные чугуны. Поверхностные слои изделий из таких чугунов имеют структуру белого (или половинчатого) чугуна, а сердцевина - серого чугуна. Отбел на некоторую глубину (12...30 мм) получают путем быстрого охлаждения поверхности (например, отливка чугуна в металлические или песчаные формы). Для снятия структурных напряжений, которые могут привести к образованию трещин, отливки подвергают нагреву при 500...550 °С. Высокая износостойкость отбеленных чугунов обусловлена твердостью поверхности, достигающей 400... 500 HV. Из отбеленного чугуна изготовляют прокатные валки листовых станов, колеса, шары для мельниц и др.

Отбеленные – отливки, поверхность которых состоит из белого чугуна, а внутри серый или высокопрочный чугун.

В составе чугуна 2,8…3,6 % углерода, и пониженное содержание кремния –0,5…0,8 %.

Имеют высокую поверхностную твердость (950…1000 НВ) и очень высокую износостойкость. Используются для изготовления прокатных валов, вагонных колес с отбеленным ободом, шаров для шаровых мельниц.

Серый чугун ГОСТ 1412-85-54

Название -излом чугуна имеет серый цвет (из-за большого количества графита).

Получение - Серые чугуны получают при медленном охлаждении отливок с обычными скоростями, характерными для песчаных форм.

Выплавка обыкновенного серого чугуна, имеющего содержание углерода от 2,4 до 3,6%, осуществляется главным образом в цилиндрических шахтных печах, называемых вагранками, а выплавка высококачественного чугуна - в вагранках с последующим рафинированием (очищением) в электропечах. Такая технология плавки чугуна носит название дуплекс-процесса.

Химический состав этого чугуна может изменяться в некоторых пределах по содержанию углерода, кремния, марганца, серы и фосфора в зависимости от назначения отливки и толщины ее стенки.

Серый чугун отливается различных марок по химическому составу и механическим свойствам.

Таблица 1.2 - Механические свойства и рекомендуемые
составы серого чугуна (ГОСТ 1412-85)

Форма графита - графит имеет пластинчатую форму.

Недостатки графита

1. невысокая прочность,

2. снижает прочность чугуна.

Преимущества графита

1. Чем меньше графитовых включений и выше их дисперсность, тем больше прочность чугуна.

2. Графитовые включения вызывают уменьшение предела прочности чугуна при растяжении.

3. На прочность при сжатии и твердость чугуна частицы графита практически не оказывают влияния.

4. Свойство графита образовывать смазочные пленки обусловливает снижение коэффициента трения и увеличение износостойкости изделий из серого чугуна.

5. Графит улучшает обрабатываемость резанием.

Например, серый чугун (пластинчатая форма графита) имеет низкие характеристики механических свойств, так как пластинки включений графита играют роль концентратов напряжений в отливке.

Модифицирование чугуна (белого, серого, отбеленного) заключается в обработке его в жидком состоянии небольшим количеством легирующих присадок (ферросилиция, ферромарганца, силикокальция, магния и др.).

Например, в обыкновенный низкоуглеродистый (2,8—3% С) и низкокремнистый (1,0—1,5% Si) чугун добавляется ферросилиций непосредственно в ковш с жидким чугуном или в струю его на желобе в количестве 0,2 — 0,5% к весу металла.

При этом чугун по химическому составу существенно не изменяется, однако резко улучшаются его физико-механические свойства (табл. 106); повышается прочность, износостойкость, ударная вязкость.

Структура –Формирование микроструктуры чугуна зависит от его химического состава и скорости охлаждения (толщины) отливки. Структура металлической основы определяет твердость чугуна.

Дата добавления: 2014-01-07