Чугун доклад по химии

Access to this page has been denied because we believe you are using automation tools to browse the website.

This may happen as a result of the following:

  • Javascript is disabled or blocked by an extension (ad blockers for example)
  • Your browser does not support cookies

Please make sure that Javascript and cookies are enabled on your browser and that you are not blocking them from loading.

Reference ID: #ef1eb1c0-d1db-11e9-82a1-897adf7cf063

Чугун сплав Fe с С (обычно 2-4%), содержащий постоянные примеси (Si, Mn, S, P) а иногда легирующие элементы ( Cr, Ni, V, Al ) ; как правило, хрупок. Получают из железорудных материалов в доменных печах. Основная масса чугуна перерабатывается в сталь остальная — применяется для изготовления фасонного литья.

Освоение выплавки железа из руд явилось величайшим достижением человечества , вызвавший бурный рост производственных сил.

В Европе впервые научились получать железо приблизительно за 1000 лет до нашей эры. Первым агрегатом для этого было сыродутный горн , который применялся вплоть до XV века.

Появление доменных печей наглядно показало техническое несовершенство сыродутного горна: низкая производительность, высокий расход горючего, большие потери железа. Процесс в доменной печи коренным образом отличался от процесса в сыродутном горне. Продуктом плавки было уже не мягкое, ковкое железо, а хрупкий чугун, т.е. более науглероженное железо, содержащее около 4% углерода. В сыродутном горне руда быстро нагревалась и плавилась, образуя шлак с высоким содержанием закиси желез. В результате науглероженное при восстановлении железо реагировало с этим шлаком, и растворенный углерод в железе выгорал, а это понижало качество продукта на выход.

В доменной печи руда нагревалась постепенно, процесс восстановления железа протекали более плотно. Так как эти процессы интенсивно протекали при 700°С, а процессы шлакообразования идет только при 1100- 1200° С, то они разделились: вверху шло восстановления руды, а внизу восстановление шлака. это разделение привело к резкому снижению FeO, выгорание углерода из железа сократилось. Железо насыщалось углеродом, т.е. превращалось в чугун.

Подготовка сырых материалов к плавке.

Внестоящее время ни один вид металлургического сырья не используется без той или иной подготовки. Техническая необходимость и высокая экономическая эффективность подготовки привели к быстрому ее развитию. Часто все операции по подготовке выполняются на месте добычи руд и готовое сырье поставляется металлургическим заводам. Наряду с этим почти все заводы имеют собственные фабрики окускования сырья. Работа этих фабрик связана самым тесным образом с доменным цехом и оказывает влияние на его работу.

Подготовка сырья изменяет доменный процесс в двух направлениях:

Снижает количество пустой породы, т.е. снижается количество шлака. Это приводит к снижению удельного расхода кокса. Освободившийся объем печи заполняется рудой, что приводит к увеличению производительности печи.

Повышает газопроницаемость столба шахты в печи, т.е. улучшает газодинамические условия процесса. Это позволяет увеличить количество дутья и повысить производительность печи.

Дробление и измельчение.

Цель дробления и измельчения является придание кускам материала определенной крупности или раскрытие зерен рудного материала для последующего отделения их от зерен породы при обогащении. Для дробления и измельчения применяются следующие агрегаты.

Щековая дробилка применяется для крупного и реже – для среднего дробления руд, известняков и других материалов. Материал попадает между неподвижной и подвижной щеками , разрушается в момент сближения щек и просыпается вниз при их расхождении . Качение подвижной щеки создается вращением эксцентрикового вала и шатунов. Преимущество такой дробилки надежность, а недостаток – низкая производительность, сильная вибрация.

Конусная дробилка является основным дробильным агрегатом крупного и среднего дробления на обогатительных фабриках. Она состоит из полного неподвижного конуса, в котором находится сплошной подвижный конус, закрепленный на валу. Верхний конец вала подвешен на шарнире, а нижний помещен на эксцентрике. Конусные дробилки по сравнению со щековыми более сложные и дорогие в эксплуатации. Производительность более высокая, чем у щековой, но она требует специальных питателей.

Грохочение и классификация.

Разделение или сортировка материалов по крупности на механических ситах называется грохочением, а разделение материалов при падении в воде или воздухе – воздушной или гидравлической классификацией. Грохочением разделяются материалы до крупности 1-3 мм, а более мелкие – классификацией.

Самым простым, надежным, но и наименее эффективным ( к. п. д. 50-65%) является неподвижный колосниковый грохот, представляющий собой решетку из колосников с зазором 15-30мм, установленную под углом 35-45 к горизонту.

Наша промышленность выпускает грохоты различных конструкций.

Обжиг шихтовых материалов

Цель обжига удаление влаги из бурых железняков и летучих веществ из сидеритов , удаление серы, повышение восстановимости.

Окислительный обжиг имеет цель удаления летучих веществ, влаги и серы, повышение восстановимости руд. Проводится обжиг при избытке кислорода.

Восстановительный обжиг — это перевод слабомагнитных минералов руд в магнитные с целью последующего обогащения магнитной сепарацией.

Фундамент доменной печи служит для равномерной передачи давления печи с загруженным в нее сырыми материалами па грунт. Фундамент делится на две части: верхнюю, наземную часть, называемую пнем, и нижнюю, подземную, называемую подошвой. Глубина заложения подошвы фундамента зависит от качества грунта и глубины его промерзания. Размеры подошвы определяются допустимым давлением на грунт.

Фундамент доменной печи подвергается интенсивному тепловому воздействию и поэтому должен обладать достаточной термической прочностью, не разрушаясь и не давая трещин при нагреве. Поэтому верхняя часть фундамента выполняется из жароупорного бетона, а нижняя из обычного.

Форма фундамента должна способствовать лучшему сопротивлению температурным напряжениям и равномерному распределению давления на основание. Фундаменты современных доменных печей имеют подошву в виде восьмиугольной плиты толщиной около 4 м.

Кожух и колонны.

Доменная печь снаружи заключена в металлический кожух, состоящий из ряда цилиндрических и конических поясов.

Кожух выполняется из листов обычной малоуглеродистой или низколегированной высокопрочной стали марок 10Г2С1 или 16Г2АФ, толщина которых определяется местом их установки с учетом механических условий и температурных напряжений. В зависимости от размеров печи, конструкции кожуха и марки стали, толщина кожуха лещади и горна составляет 30 – 50 мм, заплечиков – 30 – 50 мм, шахты, колошника и купола печи – 22 – 45 мм.

Кожух доменной печи выполняется сварным.

Кожух шахты опирается на колонны. Для этого его нижняя часть оканчивается опорным кольцом. Опорное кольцо (маратор) поддерживает кожух и огнеупорную кладку шахты и передает нагрузки от конструкции верхней части печи на колонны. Опорное кольцо и колонны изготавливаются из стальных листов толщиной 32 – 36 мм; кожух шахты и распара скрепляется с опорным кольцом при помощи углового железа.

Нижняя часть колонн крепится к фундаменту печи индивидуально либо на одном мощном опорном металлическом кольце, уложенном в фундамент. Такое опорное кольцо обеспечивает жесткость системы в случае появления трещин в фундаменте. В обоих случаях для снижения давления на фундамент под кольцом устанавливаются башмаки, которые расширяют опорную площадь каждой колонны. На современных печах устанавливают четыре опорных колонны.

Читайте также:  Как мерить тестером напряжение

Огнеупорная кладка доменной печи.

Огнеупорная кладка печи предназначена для уменьшения тепловых потерь и предохранения кожуха печи от тепловых и других вредных воздействий. Кладка печи претерпевает многообразные воздействия.

Большой значение для службы огнеупорной кладки имеет так называемый гарнисаж – продукт взаимодействия компонентов шихты и шлака с материалом футеровки. В результате взаимодействия образуется жидкая фаза, застывающая при соприкосновении с более холодными стенами печи. При некоторой толщине гарнисажа между скоростью его нарастания и износа наступает равновесие. Наличие гарнисажа дает возможность работать при незначительной толщине футеровки.

Кладка лещади постоянно омывается жидким чугуном, испытывает большое гидростатическое давление и температурное напряжение. Температурные напряжения приводят к перерождению структуры огнеупорного материала, деформациям и трещинам, также вызывающим постоянное разрушение кладки. Для увеличения стойкости лещади кладку следует вести из большемерного кирпича со швами минимальной толщины.

Кладка нижней части горна – металлоприемника – также испытывает расширяющее действие застывающего чугуна, но в меньшей степени, так как чугун оказывает меньшее гидростатическое давление на кольцевую кладку металлоприемника.

Кладка фурменной зоны подвергается также воздействию шлака и газа, особенно при продувке через чугунную летку. Огнеупорная кладка этой зоны должна быть плотной и не допускать продува газа.

В заплечиках, расположенных в непосредственной близости от очагов горения, развиваются высокие температуры. Рудная часть шихты находится в жидком состоянии и, стекая в виде капель и струек чугуна и шлака между кусками кокса, часто попадает на огнеупорную кладку.

Стенки шахты в нижней ее части испытывают довольно сильное тепловое напряжение и химическое воздействие шлака. В верхней же части, наоборот, тепловое напряжение невелико, химическое воздействие шлака отсутствует, а абразивное воздействие материалов и газового потока более сильное.

В зависимости от характера работы кладки в различных частях печи вытекают требования, предъявляемые к огнеупорному кирпичу. Прежде всего кирпич должен обладать достаточной огнеупорностью. Кирпич не должен терять механическую прочность при нагреве и растворяться в шлаке. Важным является точность размеров кирпича, что обеспечивает получение швов минимальных размеров.

Для футеровки доменной печи используется шамотный, высокоглиноземистый и углеродистый кирпич.

При выкладке футеровки доменной печи швы между кирпичами заполняют раствором, изготовленным из мертелей, соответствующих классу кирпича. Мертель представляет собой огнеупорный порошок, состоящий из измельченного шамота и огнеупорной глины.

Для ответственных видов кладки используются так называемые пластифицированные мертели, т. е. мертели с добавкой небольших количеств пластификаторов – поверхностно-активных и клеящих веществ.

Устройство лещади, горна, заплечиков, шахты ,и колошника.

Нижняя часть лещади выкладывается из прямоугольных углеродистых или графитированных блоков. В центре блоки устанавливаются на торец , а по периферии –на плашку. Толщина швов не превышает 2,5мм. Периферийная части лещади выкладывается из горизонтально установленных углеродистых блоков трапециевидной форма, в виде кольцевой стенки с перемещенной толщиной. Толщина швов не превышает 1,2мм. Вертикальные швы в смежных по высоте рядах блоков располагаются вразбежку. Футеровка ведется на углеродистой пасте, подогреваемой для уменьшения вязкости до 30 -50 С. Центральная части лещади из высокоглиноземистого кирпича с содержанием Al2О3 не менее 62% , тщательно рассортированного по длине и ширине для каждого ряда.

Горн от лещади до уровня шлаковых леток выкладывается из углеродистых блоков трапециевидной формы или маломерного углеродистого кирпича, а от уровня шлаковых леток до заплечиков –шамотным кирпичом, тщательно подобранным по толщине и длине. Углеродистые блоки шамотный кирпич укладываются горизонтально с соблюдением тех же требований, что и при укладке периферийной части лещади.

Устройство чугунной и шлаковой леток.

Чугунной леткой называется отверстие в стенке нижней части горна –металлоприемник , расположенное на высоте 600 -1700мм от уровня лещади и предназначена для периодического выпуска чугуна.

Устройство чугунной летки. Леточное отверстие в горне ослабляет кожух печи, поэтому в этом месте устанавливается металлическая литая рама. В раме сделано внутреннее отверстие, футерованное огнеупорным высокоглиноземистым кирпичом, ширина канала 200 -300мм и высота 400- 500мм.

Шлаковой леткой называется отверстие в стенке горна, расположенное на высоте 1400- 1900мм от уровня чугунной летки и предназначенное для периодического выпуска шлака из доменной печи.

Устройство для подачи дутья.

Воздух, необходимый для горения топлива, подается в доменную печь через отверстие, расположенные в верхней части горна – фурменной зоне. В отверстие огнеупорной кладке вставляется фурменный прибор, состоящий из трех деталей: амбразуры, холодильника и фурмы.

Амбразура представляет собой чугунную отливку конической формы, охлаждаемую водой, циркулирующей по водопроводной трубке, залитой в ее теле. Амбразуры крепятся болтами к стальному литому фланцу.

Фурменный холодильник выполняется медным литым с внутренней полостью, в которой циркулирует вода. Холодильник имеет коническую форму.

Дутье подводится к фурмам по кольцевому воздухопроводу с внутренним диаметром до 1400мм, опоясывающему доменную печь и подвешенному к колоннам печи. Кольцевой воздухопровод и трубопровод горячего дутья свариваются из стольных листов толщиной 8-12мм.

Сопло представляет собой стальную отливку со стенкой толщиной 12-16мм. Для увеличения стойкости сопел и уменьшения потерь тепла их внутренняя поверхность футеруется огнеупорным кирпичом.

Засыпной аппарат доменной печи.

Засыпной материал служит для загрузки и распределения материалов в доменной печи. Конструкция двухконусного засыпного аппарата материала состоит из приемной воронки, распределителя шахты, состоящего из вращающейся воронки и малого конуса, чаши большого конуса и большого конуса.

Двухконусная система загрузки позволяет предотвратить уход газа из доменной печи в атмосферу.

Приемная воронка засыпного аппарата предназначена для направления шихтовых материалов, выгружаемых из скипов в воронку малого конуса.

Колошниковое устройство представляет собой многоэтажную металлическую конструкцию для поддержки комплекса механизмов, предназначенных для загрузки шихты в доменную печь, устройств для их монтажа и ремонта. В колошниковое устройство входят также газоотводы с системой клапанов.

Колошниковая площадка служит для осмотра засыпного устройства и размещения ручной лебедки, служащей приводом для передвижения монтажной тележки, и электрической лебедки, являющейся приводом механизма подъема консольно-поворотного крана.

Вторая площадка – предназначена для осмотра и ремонта засыпного устройства.

Металлургия черная или цветная является приоритетной промышленностью нашей станы в разные этапы ее развития. Во все времена металлургия являлась мощным экономическим фактором России. Металлургическое производство это всегда рабочие места. И в дальнейшем это мощная развивающаяся промышленность России, которая дает не только экономическое, но и социальное развитие, а это повышение благосостояние нашего народа и будущего нашей страны в целом. Ведь многие города образованны благодаря металлургическим заводам. А это значит, что завод и город едины, из этого следует, что от работы завода зависит город и жители города.

Читайте также:  Чем отличается ресанта 190 от ресанта 190к

Вот что такое металлургия для нашей страны!

Категория:Рефераты
Рубрика:Производство и технологии
Размер файла:534 Kb
Количество загрузок:
Количество просмотров:
Описание работы:реферат на тему Чугуны
Подробнее о работе:Читать или Скачать
ВНИМАНИЕ:Администрация сайта не рекомендует использовать бесплатные Рефераты для сдачи преподавателю, чтобы заказать уникальные Рефераты, перейдите по ссылке Заказать Рефераты недорого
Чугун доклад по химии Смотреть
Чугун доклад по химии Скачать
Чугун доклад по химии Заказать

1. Классификация чугунов

2. Структура и свойства чугуна

4. Высокопрочный чугун

5. Белый и ковкий чугун

6. Легированные чугуны

Чугуном называют сплав железа с углеродом и другими элементами, содержащими более 2,14 % С.

В металлургическом производстве чугуны выплавляют в доменных печах. Получаемые чугуны подразделяют на: передельные, специальные (ферросплавы) и литейные. Передельные и специальные чугуны используют для последующей переработки в сталь. Литейные чугуны (около 20 % всего выплавляемого чугуна) отправляют на машиностроительные заводы для использования при изготовлении литых заготовок деталей (литья).

Нелегированный конструкционный чугун для производства отливок в машиностроении имеет следующий химический состав, %: 2,0 — 4,5 С; 1,0 — 3,5 Si; 0,5— 1,0 Мп; содержание примесей: не более 0,3 % S; не более 0,15 % S.

Широкое распространение чугуна в промышленности обусловлено оптимальным сочетанием различных свойств: технологических (литейных, обрабатываемости резанием), эксплуатационных (механических и специальных) и технико-экономических показателей.

1. Классификация чугунов

Характерной особенностью чугунов является то, что углерод в сплаве может находиться не только в растворенном и связанном состоянии (в виде химического соединения — цементита Fe3C), но также в свободном состоянии — в виде графита. При этом форма выделений графита и структура металлической основы (матрицы) определяют основные типы чугуна и их свойства.

Классификация чугуна с различной формой графита производится по ГОСТ 3443-77. По специально разработанным шкалам оценивают форму включений графита, их размеры, характер распределения и количество, а также тип металлической основы.

Классификация чугуна осуществляется по следующим признакам:

по состоянию углерода — свободный или связанный;

по форме включений графита — пластинчатый, вермикулярный, шаровидный, хлопьевидный (рис. 30);

по типу структуры металлической основы (матрицы) — ферритный, перлитный; имеются также чугуны со смешанной структурой: например феррито-перлитные;

по химическому составу — нелегированные чугуны (общего назначения) и легированные чугуны (специального назначения).

В зависимости от формы выделения углерода в чугуне различают:

белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита Fe3C;

половинчатый чугун, в котором основное количество углерода (более 0,8 %) находится в виде цементита;

серый чугун, в котором весь углерод или его большая часть находится в свободном состоянии в виде пластинчатого графита;

отбеленный чугун, в котором основная масса металла имеет структуру серого чугуна, а поверхностный слой — белого;

высокопрочный чугун, в котором графит имеет шаровидную форму;

ковкий чугун, получающийся из белого путем отжига, при котором углерод переходит в свободное состояние в виде хлопьевидного графита.

2. Структура и свойства чугуна

Микроструктура чугуна состоит из металлической основы (матрицы) и графитных включений. Свойства чугуна определяются свойствами металлической основы и характера включений графита.

Чугуны содержат следующие структурные составляющие (рис. 31):

По микроструктуре различают:

белый чугун I (Ц+Г);

серый перлитный чугун II (П+Г);

серый ферритный чугун III (Ф+Г);

половинчатый чугун II а (П+Ц+Г);

высокопрочный чугун IV (П+шаровидный графит) (см. рис. 31).

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

Углерод в составе чугуна может присутствовать в виде химического соединения — цементит Fe3C, графита или их смеси. По сравнению с металлической основой графит имеет низкую прочность. Места его залегания можно считать нарушениями сплошности металла. Чугун как бы пронизан включениями графита, ослабляющими его металлическую основу. По мере округления графитных включений (за счет модифицирования чугуна присадками SiCa, FeSi, Al, Mg) их отрицательная роль как надрезов металлической основы снижается и механические свойства чугуна растут.

Например, серый чугун (пластинчатая форма графита) имеет низкие характеристики механических свойств, так как пластинки включений графита играют роль концентратов напряжений в отливке. Однако серый чугун имеет ряд преимуществ: обладает высокой жидкотекучестью и малой литейной усадкой; включения графита делают стружку ломкой, позволяя легко обрабатывать чугун резанием; благодаря смазывающему действию графита чугун обладает хорошими антифрикционными свойствами; хорошо гасит вибрации и резонансные колебания. Из высокопрочных чугунов (шаровидная форма графита) изготавливают ответственные детали: зубчатые колеса, коленчатые валы.

Кремний способствует графитизации чугуна. Изменяя его содержание и скорость охлаждения отливки, можно получить чугун различной структуры.

Марганец препятствует графитизации и нейтрализует вредное влияние серы, образуя с ней тугоплавкие соединения MnS.

Фосфор не оказывает существенного влияния на процесс графитизации. При повышенном содержании фосфора в структуре чугуна образуются твердые включения фосфидной эвтектики, которая повышает его литейные свойства.

Сера является вредной примесью. Она обусловливает ухудшение литейных свойств чугуна, увеличение усадки, повышение склонности к трещинообразованию, снижение температуры красноломкости чугуна.

Серый чугун — это сплав системы Fe-C-Si, содержащий в качестве примесей марганец, фосфор, серу. Углерод в серых чугунах преимущественно находится в виде графита пластинчатой формы.

Структура отливок определяется химическим составом чугуна и технологическими особенностями его термообработки. Механические свойства серого чугуна зависят от свойств металлической матрицы, формы и размеров графитовых включений. Свойства металлической матрицы чугунов близки к свойствам стали. Графит, имеющий невысокую прочность, снижает прочность чугуна. Чем меньше графитовых включений и выше их дисперсность, тем больше прочность чугуна. Графитовые включения вызывают уменьшение предела прочности чугуна при растяжении. На прочность при сжатии и твердость чугуна частицы графита практически не оказывают влияния. Свойство графита образовывать смазочные пленки обусловливает снижение коэффициента трения и увеличение износостойкости изделий из серого чугуна. Графит улучшает обрабатываемость резанием.

Согласно ГОСТ 1412-85 серый чугун маркируют буквами «С» — серый и «Ч» — чугун. Число после буквенного обозначения показывает среднее значение предела прочности чугуна при растяжении. Например, СЧ 20 — чугун серый, предел прочности при растяжении 200 МПа.

По свойствам серые чугуны можно условно распределить на следующие группы:

ферритные и ферритно-перлитные чугуны (марки СЧ 10, СЧ 15) применяют для изготовления малоответственных ненагруженных деталей машин;

перлитные чугуны (марки СЧ 20, СЧ 25, СЧ 30) используют для изготовления износостойких деталей, эксплуатируемых при больших нагрузках: поршней, цилиндров, блоков двигателей;

Читайте также:  Кабель силовой 2х16 сип его характеристика

модифицированные чугуны (марки СЧ 35, СЧ 40, СЧ 45), получают добавлением перед разливкой в жидкий серый чугун присадок ферросилиция, такие чугуны имеют перлитную металлическую матрицу с небольшим количеством изолированных пластинок графита.

Чугун с вермикулярным графитом отличается от серого чугуна более высокой прочностью, повышенной теплопроводностью. Этот материал перспективен для изготовления ответственных отливок, работающих в условиях теплосмен (блоки двигателей, поршневые кольца).

Вермикулярный графит получают путем обработки расплава серого чугуна лигатурами, содержащими редкоземельные металлы (РЗМ) и силикобарий.

Модифицирование серого чугуна магнием, а затем ферросилицием позволяет получать магниевый чугун (СМЧ), обладающий прочностью литой стали и высокими литейными свойствами серого чугуна. Из него изготовляют детали, подвергаемые ударам, воздействию переменных напряжений и интенсивному износу, например коленчатые валы легковых автомобилей.

4. Высокопрочный чугун

Отличительной особенностью высокопрочного чугуна являются его высокие механические свойства, обусловленные наличием в структуре шаровидного графита, который в меньшей степени, чем пластинчатый графит в сером чугуне, ослабляет рабочее сечение металлической основы и, что еще важнее, не оказывает на нее сильного надрезающего действия, благодаря чему вокруг включений графита в меньшей степени создаются концентраторы напряжений. Чугун с шаровидным графитом обладает не только высокой прочностью, но и пластичностью.

Получение шаровидного графита в чугуне достигается модифицированием расплава присадками, содержащими Mg, Са, Се и другие редкоземельные металлы (РЗМ).

Химический состав и свойства высокопрочных чугунов регламентируются ГОСТ 7293-85 и маркируются буквами «В» — высокопрочный, «Ч» — чугун и числом, обозначающим среднее значение предела прочности чугуна при растяжении. Например, ВЧ 100 — высокопрочный чугун, предел прочности при растяжении 1000 МПа (или 100 кг/мм 2 ).

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом является наиболее перспективным литейным сплавом, с помощью которого можно успешно решать проблему снижения массы конструкций при сохранении их высокой надежности и долговечности.

Высокопрочный чугун используют для изготовления ответственных деталей в автомобилестроении (коленчатые валы, зубчатые колеса, цилиндры и др.).

5. Белый и ковкий чугун

Белые чугуны характеризуются тем, что у них весь углерод находится в химически связанном состоянии — в виде цементита. Излом такого чугуна имеет матово-белый цвет. Наличие большого количества цементита придает белому чугуну высокие твердости, хрупкость и очень плохую 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. Однако белый чугун применяют главным образом для отливки деталей с последующим отжигом на ковкий чугун.

Ковкий чугун получают путем отжига белого чугуна определенного химического состава, отличающегося пониженным содержанием графитизирующих элементов (2,4—2,9 % С и 1,0—1,6 % Si), так как в литом состоянии необходимо получить полностью отбеленный чугун по всему сечению отливки, что обеспечивает формирование хлопьевидного графита в процессе отжига (см.рис)

Механические свойства и рекомендуемый химический состав ковкого чугуна регламентирует ГОСТ 1215-79. Ковкие чугуны маркируют буквами «К» — ковкий, «Ч» _ Чугун и цифрами. Первая группа цифр показывает предел прочности чугуна при растяжении, вторая — относительное его удлинение при разрыве. Например, КЧ 33-8 означает: ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 33 кг/мм 2 (330 МПа) и относительным удлинением при разрыве 8 %.

Различают черносердечный ковкий чугун, получаемый в результате графитизирующего отжига, и белосердечный, получаемый путем обезуглероживающего отжига в окислительной среде. В России применяют только черносердечный ковкий чугун. Матрица чугуна может быть перлитной, ферритной, или перлитно-ферритной в зависимости от режима отжига.

Для ускорения процесса отжига КЧ используют различные приемы: повышают температуру выдержки в период П2, модифицируют и микролегируют чугун присадками алюминия, бора, титана или висмута. Все эти приемы способствуют увеличению числа центров кристаллизации, снижению устойчивости цементита.

Ковкий чугун используют для изготовления мелких и средних тонкостенных отливок ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок (детали приводных механизмов, коробок передач,

тормозных колодок, шестерен, ступиц и т. п.). Однако ковкий чугун — малоперспективный материал из-за сложной технологии получения и длительности производственного цикла изготовления деталей из него.

6. Легированные чугуны

В зависимости от назначения различают износостойкие, антифрикционные, жаростойкие и коррозионно-стойкие легированные чугуны.

Химический состав, механические свойства при нормальных температурах и рекомендуемые виды термической обработки легированных чугунов регламентируются ГОСТ 7769-82. В обозначении марок легированных чугунов буквы и цифры, соответствующие содержанию легирующих элементов, те же, что и в марках стали.

Износостойкие чугуны, легированные никелем (до 5 %) и хромом (0,8 %), применяют для изготовления деталей, работающих в абразивных средах. Чугуны (до 0,6 % Сг и 2,5 % Ni) с добавлением титана, меди, ванадия, молибдена обладают повышенной износостойкостью в условиях трения без смазочного материала. Их используют для изготовления тормозных барабанов автомобилей, дисков сцепления, гильз цилиндров и др.

Жаростойкие легированные чугуны ЧХ 2, ЧХ 3 применяют для изготовления деталей контактных аппаратов химического оборудования, турбокомпрессоров, эксплуатируемых при температуре 600°С (ЧХ 2) и 700°С (ЧХ 3).

Жаропрочные легированные чугуны ЧНМШ, ЧНИГ7Х2Ш с шаровидным графитом работоспособны при температурах 500—600°С и применяются для изготовления деталей дизелей, компрессоров и др.

Коррозионно-стойкие легированные чугуны марок ЧХ 1, ЧНХТ, ЧНХМД, ЧН2Х (низколегированные) обладают повышенной коррозионной стойкостью в газовой, воздушной и щелочной средах. Их применяют для изготовления деталей узлов трения, работающих при повышенных температурах (поршневых колец, блоков и головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания, деталей дизелей, компрессоров и т. д.).

Антифрикционные чугуны используются в качестве подшипниковых сплавов, так как представляют группу специальных сплавов, структура которых удовлетворяет правилу Шарпи (включения твердой фазы в мягкой основе), способных работать в условиях трения как подшипники скольжения.

Для легирования антифрикционных чугунов используют хром, медь, никель, титан.

ГОСТ 1585-85 включает шесть марок антифрикционного серого чугуна (АЧС-1 — АЧС-6) с пластинчатым графитом, две марки высокопрочного (АЧВ-1, АЧВ-2) и две марки ковкого (АЧК-1, АЧК-2) чугунов. Этим стандартом регламентируются химический состав, структура, режимы работы, в нем также содержатся рекомендации по применению антифрикционных чугунов.

Различают перлитные и перлитно-ферритные антифрикционные чугуны. Антифрикционные перлитные чугуны (АЧС-1, АЧС-2) и перлитно-ферритный (АЧС-3) применяют при давлении в зоне контакта фрикционных пар до 50 МПа. Чугуны с шаровидным графитом АЧВ-1 (перлитный) и АЧВ-2 (перлитно-ферритный) применяют при повышенных нагрузках (до 120 МПа).