Каким образом получают ковкий чугун

Графитизирующий отжиг

Каким образом получают ковкий чугун

/ Теория термической обработки металлов / Отжиг второго рода / Отжиг чугунов / Графитизирующий отжиг

22 июля 2011

Графитизирующему отжигу подвергают белые, серые и высокопрочные (модифицированные) чугуны.

Отжиг белого чугуна на ковкий

Белый чугун тверд и очень хрупок из-за большого количества эвтектического цементита в его структуре. Современный способ получения ковкого чугуна графитизирующим отжигом белого был изобретен в начале XIX в.

В настоящее время ковкий чугун — это широко применяемый машиностроительный материал, сочетающий простоту и дешевизну получения отливки фасонных деталей с высокими механическими свойствами.

Для производства ковкого чугуна используют отливки из доэвтектического белого чугуна, содержащего 2,2 — 3,1 % С; 0,7 — 1,5% Si; 0,3 — 1,0% Mn и до 0,08% Cr. в шихте кремния, облегчающего графитизацию, и марганца с хромом, затрудняющих ее, регулируют таким образом, чтобы подавить кристаллизацию графита из расплава и обеспечить возможно более быстрое прохождение графитизации при отжиге.

Напомним, что при кристаллизации серого чугуна графит растет из расплава в неблагоприятной для механических свойств форме разветвленных крабовидных розеток, сечения которых на шлифе имеют вид изогнутых пластин.

График отжига белого чугуна на ковкий

График отжига белого чугуна на ковкий: I и II — первая
и вторая стадии графитизации.

При отжиге белого чугуна графит называемый углеродом отжига, образуется в значительно более компактной, благоприятной для механических свойств форме. Хотя ковкий чугун и не куют, но относительное удлинение у него находится в пределах 2 — 20% (в зависимости от структуры), в то время как у белого чугуна относительное удлинение не превышает 0,2%, а у серого — не более 1,2%.

Микроструктура ковкого чугуна на ферритной основе

Х120.

Исходный фазовый состав белого чугуна такой же, как у стали — феррит и цементит, и поэтому механизм его аустенитизации аналогичен рассмотренному в Образование аустенита при нагревании. При нагревании вначале происходит перлито-аустенитное превращение, затем растворение вторичного цементита и гомогенизации аустенита по С и Si.

Первая стадия графитизации

Во время выдержки при 900 — 4050 °С проходит первая стадия графитизации, по окончании которой весь цементит эвтектического происхождения и остатки вторичного цементита заменяются графитом и структура из аустенито-цементитной превращается в аустенитографитную.

Предположение о разложении цементита с непосредственным выделением из него графита по реакции Fe3C — 3Fe + C не согласуется со многими фактами. В частности, форма углерода отжига в ковком чугуне не соответствует форме исходных кристаллов цементита. 

Доказано, что графнтнзация белого чугуна на первой стадии состоит в зарождении графита на границе А/Ц и вдали от цементитных кристаллов и росте графита при одновременном растворении цементита в аустените путем переноса атомов углерода через аустенит от границы А/Ц к границе А/Г.

Удельный объем графита в несколько раз больше, чем у аустенита, и поэтому его гомогенное зарождение в плотной металлической матрице маловероятно — слишком велика упругая составляющая ∆Fyпp в формуле. Дислокации, субграницы и высокоугловые граниты мало эффективны в качестве мест гетерогенного зарождения графита из-за большой величины ∆Fyпp.

Как известно, серое олово, удельный объем которого на одну четверть больше, чем у белого, зарождается предпочтительно на открытой поверхности образца белого олова. Естественно, что при графитизации, когда удельный объем новой фазы еще более резко отличается от удельного объема исходной фазы, зародыши также преимущественно возникают на свободной поверхности аустенита.

В объеме отливки местами гетерогенного зарождения графита служат несплошности, скопления вакансий, усадочные и газовые микропустоты, микротрещины, разрывы на границе аустенита с неметаллическими включениями из-за разности их термического расширения. Местами зарождения графита могут быть диффузионные поры, возникающие при гомогенизации аустенита.

Например, при выравнивании состава аустенита после ухода атомов кремния из обогащенных им участков остается избыток вакансий, образующих поры. Этим предположительно можно объяснить ускорение графитизации под действием кремния, которое происходит, несмотря на то, что кремний замедляет диффузию углерода в аустените.

После образования центров графитизации в аустените существует градиент концентрации углерода, так какпредельная растворимость цементита в нем выше, чем графита (на диаграмме состояния рисунка Диаграмма состояния Fe — С линия ES находится правее линии E´S´). Например, если первая стадия графитизации проходит при температуре t*, то состав аустенита на границе с цементитом изображается точкой b, на границе с графитом — точкой а.

Участок диаграммы

Участок диаграммы состояния Fe — С со сплошными линиями стабильного и пунктирными линиями метастабильного

равновесия (схема).

Выравнивание концентрации углерода в аустените делает его ненасыщенным по отношению к цементиту (на границе А/Ц состав аустенита сдви гается влево от точки b) и пересыщенным по отношению к графи ту (на границе А/Г состав сдвигается вправо от точки a). В результате непрерывно, вплоть до исчезновения, растворяется цементит и растет графит.

Кроме переноса атомов углерода через твердый раствор, для графитизации необходим еще один процесс — эвакуация атомов железа от поверхности растущего графита, чтобы освободить графиту «жизненное» пространство. К. П. Бунин доказывает, что именно этот диффузионный процесс, а не приток атомов углерода, контролирует скорость роста графитных включений в аустените, так как диффузионная подвижность атомов железа намного меньше, чем у углерода.

Форма графита зависит от температуры отжига и состава чугуна. Углерод отжига быстрее разрастается вдоль высокоугловых границ и субграниц, так как по ним быстрее отводятся атомы железа. Такое нежелательное разветвление графита усиливается с ростом температуры и после отжига при температурах выше 1050 — 1070 °С механические свойства чугуна оказываются очень низкими. Этим определяется верхняя температурная граница первой стадии графитизации.

Добавки и примеси оказывают сложное влияние на рост углерода отжига, изменяя скорости диффузии железа и углерода и другие параметры. Например, малые добавки магния ( ~0,1%) обеспечивают рост углерода отжига в компактной форме. Регулируя температуру отжига и состав белого чугуна, можно получать ковкий чугун с весьма компактными включениями углерода отжига.

При охлаждении чугуна после окончания первой стадии графитизации состав аустенита изменяется по линии ES и из него выделяется вторичный графит. Эту стадию графитизации называют промежуточной. Вторичный графит наслаивается на включения углерода отжига и обычно самостоятельной структурной составляющей не дает.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Отжиг для устранения отбела

В тонких сечениях отливок из серого чугуна и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом из-за ускоренного охлаждения кристаллизуется ледебурит, т. е. чугун получается белым. При литье в кокиль вся поверхность может получиться отбеленной. Для улучшения обрабатываемости резанием и повышения пластичности проводят графитизирующий отжиг, устраняющий отбел отливок. Так как серый и высокопрочный чугуны содержат больше кремния, чем

Упрочняющая термическая обработка серого чугуна не получила такого широкого распространения, как термообработка стали. Это объясняется тем, что пластинчатый графит, действуя как внутренние надрезы, сильно снижает прочность и пластичность металлической основы. Поэтому изменение ее строения при термической обработке не дает большого эффекта упрочнения и часто нерентабельно. Эффективнее термообработка серых чугунов с более благоприятной формой графита, в

Вторая стадия графитизации

Металлическая матрица ковкого чугуна формируется при эвтектоидном распаде аустенита. Для получения чисто ферритной матрицы охлаждение в интервале температур эвтектоидного распада должно быть медленным (смотрите рисунок График отжига белого чугуна на ковкий). Здесь проходит вторая стадия графитизации — аустенит распадается по схеме А → Ф + Г.  Диаграмма изотермических превращений аустенита Диаграмма изотермических превращений аустенита в

Источник: https://www.ktovdome.ru/teoriya_termicheskoy_obrabotki_materialov/355/82/10957.html

Из какого чугуна получают ковкий чугун?

Каким образом получают ковкий чугун

Ковкий чугун получается при длительном термическом отжиге заготовок белого чугуна. В результате термообработки цементит распадается на железо и углерод в виде графита компактной хлопьевидной формы.

Материал с такими графитовыми включениями характеризуется высокими прочностными параметрами, пластичностью и стойкостью к ударным нагрузкам.

Виды чугунов

Чугун – это сплав железа с углеродом, где содержание последнего более 2,14%. В состав такого сплава могут входить и другие элементы. Их содержание определяет многие параметры и свойства материала.

В железоуглеродистом сплаве содержится цементит, графит и графит с цементитом. Цементитом называют соединение углерода с железом состава Fe3C. Графит – это одна из аллотропных модификаций углерода со слоистой структурой.

В зависимости от содержания указанных соединений меняется цвет изделия. Когда преобладает цементит, материал приобретает светлый отблеск. Отсюда и получилось название «белый».

Графит обладает темной окраской, которую он придает и отливкам. Именно структура графитовых включений определяет пластические свойства материала.

Исходя из этого сплав разделяют на:

  • серый;
  • ковкий;
  • высокопрочный;
  • особого назначения.

К первому типу материалов относится сплав железа с углеродом в графитовой модификации хлопьевидной, пластинчатой или глобулярной формы. Он обладает высокими литейными свойствами. Благодаря им часто используется для получения деталей сложной формы.

В то же время хрупкость сплава ограничивает его применение в изделиях, подвергающихся растяжению или изгибу. Сплав с графитом глобулярной формы характеризуется высокими прочностными свойствами. Его относят к одному из подвидов серого чугуна.

Формирование графита указанной формы достигается благодаря добавкам магния и церия. Другие же формы получаются вследствие разных скоростей охлаждения.

Ковкий чугун содержит углерод в интервале концентраций от 2,4–2,8%. Кроме того, в сплаве могут содержаться: кремний, марганец, сера и фосфор. Указанные элементы влияют на конечные свойства изделий.

Особенности производства ковкого чугуна

Форма графитовых включений и металлическая основа.

Чтобы получить ковкий чугун, необходимо следовать технологии, основанной на термическом отжиге заготовок при определенной температуре. В результате данного процесса происходит распад цементита и аустенита. Таким образом, получают углерод, кристаллизующийся в графите хлопьевидной формы.

Аустенитом называют железо с гранецентрированным типом решетки. Данная модификация является высокотемпературной. В железоуглеродистых сталях он может формироваться при температурах более 727 градусов, а в чистом железе при 910 градусах.

Окончательный процесс формирования графита происходит при более низких температурах – в диапазоне 720-760 градусов. Именно углерод в такой модификации определяет такие характеристики, как пластичность и прочность ковкого чугуна.

Метод предусматривает термообработку ковких чугунов в два этапа. Вначале материал подвергают воздействию температуры до 1000 градусов. Выдержка отливок в указанных условиях приводит к распаду ледебурита на графит и аустенит.

После отжига при высокой температуре изделие охлаждают до 720-760 градусов. В результате формируется перлит, распадающийся в дальнейшем на феррит и графит.

Плавку материала для изготовления чугуна осуществляют в вагранках, пламенных и электропечах. Иногда этот процесс осуществляют в комбинированных печах. Исходные отливки могут содержать различное количество углерода.

При изготовлении ферритного сплава необходимо использовать заготовки с меньшей концентрацией углерода. Такие изделия обладают высокой температурой плавления, поэтому требуют повышенную температуру перегрева.

Обычно для плавки в данной ситуации используют две печи. В вагранке происходит расплавление, а в электродуговой печи перегрев. Описанная технология плавки называется дуплекс-процессом.

Для производства перлитного сплава используют заготовки с большим содержанием «С». Для плавки такого материала достаточно вагранки.

Особенностью производства форм для отливок является повышенная усадка белого сплава. Из-за этого процесса возникает необходимость установки боковых прибылей у каждого местного утолщения отливки. Это позволяет избежать формирования раковин.

Для того, чтобы увеличить скорость охлаждения более толстых мест отливки используются металлические холодильники.

Влияние углерода и кремния на структуру чугуна и зависимость структуры от толщины чугуна.

Название данного материала обусловлено лишь его более высокими пластичными свойствами. На самом деле его нельзя подвергать ковке. Данный тип сплава используется так же, как и другие его виды.

Преимуществом ковкого чугуна, по сравнению с белым, является высокая антикоррозионная стойкость. По этому свойству материал занимает более высокие позиции, чем углеродистые стали. По механическим свойствам он уступает сталям, однако превосходит белый чугун.

Разновидности ковкого чугуна

В зависимости от процесса производства ковкий чугун бывает ферритным и перлитным. В первом случае изготовление осуществляется в нейтральной среде. Такой материал отличается ферритной структурой с остаточным углеродом отжига.

В состав сплава до термообработки входит 2,2-2,99 процента углерода, а также добавки других элементов, содержание которых не превышает одного процента. Уменьшение концентрации «С» сопровождается увеличением прочностных характеристик материала. Однако его литейные свойства снижаются.

Данный материал широко применяется при изготовлении деталей для машин и сельхоз техники, где необходима стойкость к постоянным нагрузкам и напряжениям.

Данный сплав отличается более низкими пластическими свойствами. В связи с этим его используют в задачах, не требующих стойкости к серьезным пластическим и химическим нагрузкам.

Свойства ковких чугунов

Ковкий чугун обладает механическими свойствами, зависящими от содержания кремния углерода в графитовой аллотропной модификации. Для белосердечного материала влияние оказывают также хром и марганец.

Различие структуры изделий определяет и различие свойств. Так, черносердечный сплав характеризуется большей пластичностью, но меньшей твердостью, чем перлитный тип.

Высокие прочностные характеристики данных сплавов обеспечиваются графитом хлопьевидной формы. Несмотря на свое название, данные изделия не поддаются ковке. Они изготавливаются путем отливки деталей в заданные формы.

Главным достоинством ковкого сплава является однородность свойств по сечению материала, а также отсутствие напряжений.

С точки зрения других характеристик они отличаются:

  • хорошей текучестью при литье;
  • поглощением вибраций;
  • высокой износостойкостью;
  • хорошей коррозионной стойкостью к влаге и многим агрессивным химическим соединениям;
  • высокой стойкостью к ударным нагрузкам.

Маркировка изделий

Марки ковкого чугуна начинаются с букв «КЧ», после которых следуют цифры. Первые числа соответствуют уменьшенному в десять раз пределу прочности материала. Вторая пара – это показатель относительного удлинения.

Согласно принятым стандартам ковкие чугуны имеют одиннадцать типов маркировки. 4 соответствуют ферритному, а 7 марок – перлитному.

Сферы использования материала

Механические свойства и химический состав чугуна.

Применение ковкого чугуна нашлось в машиностроении, автомобилестроении, в производстве ж/д вагонов, изготовлении сельхоз оборудования.

Лучшими свойствами для отмеченных сфер применения является перлитный тип. Однако, несмотря на более высокие характеристики, чаше используется черносердечный сплав. Это обусловлено меньшими затратами на его производство.

Только для изготовления деталей, подвергающихся высоким нагрузкам, используют белосердечный материал. К таким изделиям относятся рессоры, детали двигателей и т.д.

Итог

Ковкие чугуны нашли широкое применение в различных областях человеческой жизнедеятельности благодаря своим высоким прочностным свойствам и хорошей коррозионной стойкости.

Они используются для изготовления различных деталей, которые должны выдерживать значительные постоянные и периодические нагрузки.

В зависимости от задач, может использоваться либо ферритный, либо перлитный тип материала. Каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками, описанными в данной статье.

Источник: https://varimtutru.com/iz-kakogo-chuguna-poluchayut-kovkiy-chugun/

Говорят, что бой Конор – Серроне – договорняк. Разбираем нокаут и объясняем, почему это не так

Каким образом получают ковкий чугун

Макгрегор пытался пробить Хабибу такой же хайкик.

Конор очень эпично вернулся: на UFC 246 в Лас-Вегасе он нокаутировал Дональда Серроне за 40 секунд. На пресс-конференции после турнира президент промоушена Дэйна Уайт заявил, что дальше для Макгрегора – бой с Хабибом. При этом реванш против ирландца анонсировал еще и Флойд Мэйвезер.

Но пока все разбираются в следующих соперниках Конора, Нэйт Диас и соцсети бушуют, что поединок против Ковбоя куплен. 

Но если внимательно пересмотреть эти 40 секунд, то будет все меньше оснований согласиться с Диасом. В логике боя нет вообще ничего удивительного.

Серроне говорил, что волнуется перед выходом в клетку – Хабиб назвал это «мышлением очкошника». Естественно, что перед боем с Макгрегором мандраж еще больше. Конор мощнее всего проводит первый раунд – у него это сильная сторона, у Дональда – слабая.

Поэтому с первой секунды ирландец обескуражил сокращением расстояния (этого от него сложно ожидать – он всегда работает на дистанции, а тут пошел в клинч).

Нанес три удара плечами – и разбил нос сопернику.

Разорвал дистанцию, заблокировал удар и поджимал к клетке.

На 20-й секунде пробил левый хайкик.

Точно такой же эпизод был в бою с Хабибом, только на 12-й секунде. Конор поддавливал и пробил ногой в голову. Разница в том, что Нурмагомедов успешно этот выстрел заблокировал, а Серроне поймал удар челюстью. 

Колено – абсолютно актуальное при сопернике в нокдауне у клетки. После чего Конор заходит слева – оттуда по нему сложнее попасть, оттуда ему удобнее работать левой рукой.

Добивание в партере. Опять же – акцентированные удары левой.

Победа Конора – хороший тайминг, домашние заготовки и работа исходя из своей сильной стороны и слабой стороны соперника. Но, конечно, гораздо проще поверить в теорию заговора.

Ведь каждая победа Конора – договорняк.

Мендес, Альдо и Альварес – Макгрегора обвиняли в купленных боях в трех титульниках из четырех

Про покупные бои Конора говорят с 2014 года (в UFC он попал в 2013-м). Тогда он впервые нокаутировал топового соперника, разобравшись за 106 секунд с Дастином Порье. Через один бой у Макгрегора был поединок за временный титул – против Чеда Мендеса. И это – первый случай, когда ирландца начали подозревать не только в соцсетях.

«Это фальшивый бой. Мы превращаемся в рестлинг. Мне очень жаль», – сказал Вандерлей Силва. Пообещал предоставить доказательства, но потом извинился.

Конора обвинили в договорняке против бойца, который готовился всего 2 недели и просто вышел на замену, чтобы спасти турнир. Аргументы: борец Мендес вместо контроля в партере попробовал выйти на удушающий, не уничтожал Макгрегора на земле, а потом упал от одного удара в печень.

Все так, но:

• Выход на сабмишен – это попытка скорее закончить бой, зная, что дальше у тебя может не хватит функционалки, ведь ты готовился две недели.

• Отсутствие большого количества ударов в партере – по той же причине. Тратить силы и сдыхать раньше времени?

• Невероятно, но факт: от ударов в печень действительно падают.

После Мендеса был Жозе Альдо, который упал за 13 секунд. И снова обвинения. Но правда ли боец, который доминировал в полулегком весе 10 лет и наслушался много дерьма от соперника, способен сдать? И если да, то почему так – наглухо и нокаутом?

«Этот бой не может быть договорным. Мой папа учил меня жить честно. Я никогда не продам себя», – отвечал Альдо.

Потом у Конора был наконец-то настоящий бой – когда он проиграл Нэйту Диасу. Если Макгрегора побеждают, значит, все было честно, в противном случае – нет. Правда, странно, что бойца с легендарным наследием (Альдо) можно подкупить, а не заботящегося о рекорде (Диаса) нет.

К счастью для Конора, к реваншу против Нэйта до судей боя дошел транш, поэтому он победил решением большинства. Совершенно не важно, что он несколько раз при этом ронял Диаса и сам не падал в кровавых разменах.

Бой за титул легкого веса против Эдди Альвареса – самый громкий повод обвинить Конора в договорняке. Слишком сладкий сценарий: Макгрегор стал первым в истории одновременным чемпионом в двух дивизионах, а Альварес за этим наблюдал, пока не оказался в нокауте во втором раунде.

Действительно, с виду Эдди был пассивен. 12 точных попаданий за 8 минут боя должны в этом якобы убедить, но статистика поспорит:

• Альварес всего нанес 46 ударов, то есть процент точности – 26. Каждый четвертый удар в цель – не так плохо. Плюс проблема не только в Эдди: Конор не из тех ребят, которые привыкли блокировать удары головой.

• Конор нанес 90 ударов (40 дошли до цели). То есть перебил соперника ровно в два раза с процентом точности 44. При этом Макгрегор постоянно шел вперед, попадал даже на контратаках (уклон-удар), и как боец он быстрее – потому что пришел из полулегкого веса.

• Из 90 ударов Конора 12 были нанесены в партере во время добивания. То есть на дистанции 78-46 в его пользу – а это не много.

Хабиб тогда написал, что за Альвареса и весь главный бой UFC 205 стыдно. В октябре 2018-го Нурмагомедов показал, как сделать так, чтобы за мейн ивент и чемпиона дивизиона не было стыдно. Главное, повторить это в реванше. 

Свойства и сферы применения ковкого чугуна

Свойства и сферы применения ковкого чугуна

Свойства и сферы применения ковкого чугуна

Чугун является одни из популярнейших сплавов металлов. Он применяется в различных сферах жизнедеятельности человека. Помимо основного сплава, существуют отдельные разновидности этого материала, например, ковкий чугун. У каждого вида чугуна свой состав и характеристики.

Основные характеристики металла

Ковкий чугун

Ковкий чугун

Ковкий чугун

пер.Каштановый 8/14 51100 пгт.Магдалиновка

Nikolaenko Dmitrij

Ковкий чугун Ковкий чугун (1 голос, в среднем: 5 из 5)

Ковкий чугун — другими словами это название мягкого вязкого сплава, который производится путем отливки из белого чугуна. Процесс производства включает в себя также отжиг в специальных печах с продолжительностью времени 20 — 100 часов при температуре 950 – 970 градусов Цельсия, затем следует термическая обработка. В технологии производства данного сплава применяется долгий отжиг, при котором цементит распадается и образуется графит

Ковкий чугун имеет сталистую основу, имеет в себе углерод в виде графита. В силу того, что графит имеет форму хлопьев, такой чугун немного вязкий и пластичный. Произвести ковкий чугун не так быстро и довольно дорого. Поэтому в промышленности его применение ограничено.

Марки ковкого чугуна

Термическая обработка белого чугуна (получение ковкого чугуна)

Термическая обработка белого чугуна (получение ковкого чугуна)

Термическая обработка белого чугуна (получение ковкого чугуна)

Белый чугун в литом виде вследствие своей высокой твердости ихрупкостине находит широкого применения. Изделияиз белого чугунаявляются исходным продуктом для получения ковкого чугуна с помощью термической обработки.

Для этой цели используют белый чугун, который содержит 2,5—3,2% С, 0,6—0,9% Si, 0,3—0,4% Мп, 0,1-0,2% Р и 0,06—0,1% S.

Исходная структура белого чугуна —перлит и ледебурит.

Ковкий чугун | Агентство Литьё++

Ковкий чугун | Агентство Литьё++

Ковкий чугун | Агентство Литьё++

Ковкий чугун (malleable iron castings) получают графитизирующим отжигом белого чугуна определенного химического состава, что обеспечивает формирование в процессе отжига компактного графита, который придает ковкому чугуну повышенные механические свойства (предел прочности при растяжении σB, относительное удлинение δ и ударная вязкость αH).

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна характеризуется пониженным содержанием графитизирующих элементов C=2,4-2,9%; Si=1,0-1,6%; C+Si=3,6-4,2%, что обусловлено необходимостью получения отливок из ковкого чугуна в литом состоянии со 100% отбелом по всему сечению отливки, по той простой причине, что при наличии в литой структуре чугуна пластинчатого графита, в процессе последующего проведения отжига будет формироваться пластинчатый графит (т.е. серый чугун), а не компактный, присущий ковкому чугуну.

Принято различать черносердечный ковкий чугун, получаемый графитизирующим отжигом (технология используемая в Украине) и белосердечный ковкий чугун, получаемый обезуглероживающим отжигом в окислительной среде (обычно отливки располагают в контейнерах в перемешку с железной рудой, t=1000-1050°C, τ=60-70 ч). Тонкостенные отливки из белосердечного ковкого чугуна производят во Франции, Германии, Италии и др. странах, основные достоинства такого чугуна — повышенная вязкость и пригодность для проведения сварки без предварительной и последующей термической обработки.

Термическая обработка

Графитизирующий отжиг является неотъемлемой технологической операцией процесса получения ковкого чугуна. Основное назначение — проведение графитизации, т.е. выделения графита из цементита, при этом протекание процесса возможно по 2-м вариантам: полная графитизация цементита, с получением ферритной металлической матрицы и частичная графитизация первичного и ледебуритного цементита, с получением перлитной или перлито-ферритной металлической матрицы.

Независимо от выбранного варианта, графитизирующий отжиг проводят в две стадии:

Рис. 1: Схема графитизирующего отжига ковкого чугуна

  1. стадия предусматривает:  нагрев до температуры 930-1050°C со скоростью 200-300°C/ч; выдержку в течение ~10 ч. На данной стадии происходит разложение первичного и ледебуритного цементита, в результате чего образуется аустенитная матрица с включениями хлопьевидного (компактного) графита (см. рис. 1). Затем следует снижение температуры до ~760°C (со скоростью 50-65°C/ч), т.е. до температуры немногим выше начала эвтектоидного превращения.
  2. стадия предусматривает медленное охлаждение со скоростью не выше 5°C/ч во всем интервале эвтектоидного превращения, вплоть до ~700°C. На данной стадии происходит распад цементита, входящего в перлит. Окончательная микроструктура чугуна зависит от параметров второй стадии: кратковременная выдержка (~5 ч) влечет за собой образование перлитной структуры металлической матрицы с включениями компактного графита, вокруг которых располагается оторочка феррита; длительная выдержка в течение 20-40 ч, ведет к образованию ферритной металлической матрицы с включениями компактного графита, что хорошо показано на рис. 1.

Основной недостаток техпроцесса получения ковкого чугуна — длительный процесс термической обработки, что при нынешних высоких ценах на электроэнергию, ведет к значительным затратам. Для снижения длительности отжига ковкий чугун подвергают модифицированию и микролегированию алюминием (0,01%), бором (0,003%), титаном (0,03%), висмутом (0,003%), что ведет к увеличению в расплаве центров графитизации и снижению стабильности цементита.

Достоинства ковкого чугуна:

  1. Сочетание высоких механических свойств с высокой обрабатываемостью резанием (компактный графит способствует ломкости стружки и является смазывающим материалом)
  2. Однородная структура по всему сечению отливки
  3. Отсутствие внутренних напряжений в отливках
  4. Способность воспринимать высокие знакопеременные нагрузки
  5. Высокая коррозионная стойкость

Ковкий чугун используют для производства мелких тонкостенных отливок (3-50 мм) ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок в автомобилестроении, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении для изготовления коробок передач, деталей приводных механизмов, шасси, рычагов, коленчатых и распределительных валов, деталей сцепления, поршни дизельных двигателей, коромысла клапанов, фитинги и т.д.

Стандарты

Производство чугуна. Марки чугуна. Технология производства :

Производство чугуна. Марки чугуна. Технология производства :

Производство чугуна. Марки чугуна. Технология производства :

В настоящее время основной способ получения чугуна — плавка железных руд в доменных печах. Для плавки необходим ряд сырых материалов, таких как флюсы, железные или марганцовые руды, а также топливо.

В качестве топлива используется кокс, который, по сути, является каменным углем. Роль кокса – обеспечить процесс восстановительной энергией и определенным количеством тепла. Давайте рассмотрим производство чугуна более подробно.

Так как это сложный и длительный процесс, то его описание займет много времени.

Топливо для плавки

Графитизирующий отжиг

Каким образом получают ковкий чугун

/ Теория термической обработки металлов / Отжиг второго рода / Отжиг чугунов / Графитизирующий отжиг

22 июля 2011

Графитизирующему отжигу подвергают белые, серые и высокопрочные (модифицированные) чугуны.

Отжиг белого чугуна на ковкий

Из какого чугуна получают ковкий чугун?

Каким образом получают ковкий чугун

Ковкий чугун получается при длительном термическом отжиге заготовок белого чугуна. В результате термообработки цементит распадается на железо и углерод в виде графита компактной хлопьевидной формы.

Материал с такими графитовыми включениями характеризуется высокими прочностными параметрами, пластичностью и стойкостью к ударным нагрузкам.

Виды чугунов

Говорят, что бой Конор – Серроне – договорняк. Разбираем нокаут и объясняем, почему это не так

Каким образом получают ковкий чугун

Макгрегор пытался пробить Хабибу такой же хайкик.

Конор очень эпично вернулся: на UFC 246 в Лас-Вегасе он нокаутировал Дональда Серроне за 40 секунд. На пресс-конференции после турнира президент промоушена Дэйна Уайт заявил, что дальше для Макгрегора – бой с Хабибом. При этом реванш против ирландца анонсировал еще и Флойд Мэйвезер.

Но пока все разбираются в следующих соперниках Конора, Нэйт Диас и соцсети бушуют, что поединок против Ковбоя куплен. 

Но если внимательно пересмотреть эти 40 секунд, то будет все меньше оснований согласиться с Диасом. В логике боя нет вообще ничего удивительного.

Серроне говорил, что волнуется перед выходом в клетку – Хабиб назвал это «мышлением очкошника». Естественно, что перед боем с Макгрегором мандраж еще больше. Конор мощнее всего проводит первый раунд – у него это сильная сторона, у Дональда – слабая.

Поэтому с первой секунды ирландец обескуражил сокращением расстояния (этого от него сложно ожидать – он всегда работает на дистанции, а тут пошел в клинч).

Нанес три удара плечами – и разбил нос сопернику.

Разорвал дистанцию, заблокировал удар и поджимал к клетке.

На 20-й секунде пробил левый хайкик.

Точно такой же эпизод был в бою с Хабибом, только на 12-й секунде. Конор поддавливал и пробил ногой в голову. Разница в том, что Нурмагомедов успешно этот выстрел заблокировал, а Серроне поймал удар челюстью. 

Колено – абсолютно актуальное при сопернике в нокдауне у клетки. После чего Конор заходит слева – оттуда по нему сложнее попасть, оттуда ему удобнее работать левой рукой.

Добивание в партере. Опять же – акцентированные удары левой.

Победа Конора – хороший тайминг, домашние заготовки и работа исходя из своей сильной стороны и слабой стороны соперника. Но, конечно, гораздо проще поверить в теорию заговора.

Ведь каждая победа Конора – договорняк.

Мендес, Альдо и Альварес – Макгрегора обвиняли в купленных боях в трех титульниках из четырех

Свойства и сферы применения ковкого чугуна

Чугун является одни из популярнейших сплавов металлов. Он применяется в различных сферах жизнедеятельности человека. Помимо основного сплава, существуют отдельные разновидности этого материала, например, ковкий чугун. У каждого вида чугуна свой состав и характеристики.

Основные характеристики металла

Основные характеристики металла напрямую зависит от процентного содержания углерода в его составе. Структура ковкого чугуна представляет собой кристаллическую решётку, в которой присутствуют частицы углерода в форме графита. Дополнительно в составе содержится небольшое количество кремния, марганца и хрома.

Строение ковкого материала влияет на изготавливаемые из него детали и заготовки. Например, ферритная разновидность материала обладает более низким показателем прочности, нежели перлитная. При использовании частиц графита хлопьевидной формы материал становится более прочным и пластичным. Детали, изготавливаемые из ковкого чугуна, могут изменять размер и форму при длительном воздействии комнатной температуры и уровня влажности.

Однако по названию материал нельзя говорить о способах обработки. Этот вид чугуна по стандартам, указанных в ГОСТах, не производится с помощью ковочного оборудования. Для этого применяется технология литья. Благодаря этому в готовом металле нет внутренних и поверхностных напряжений. Характеристики:

  1. Высокий показатель текучести и прочности.
  2. Устойчивость к коррозийным процессам.
  3. Металл выдерживает длительное воздействие кислот и щелочей.

Однако характеристики этого материала быстро снижаются при воздействии низких температур. Он становится хрупким и разрушается от ударов.

Разновидности

Ковкий чугун

пер.Каштановый 8/14 51100 пгт.Магдалиновка

Nikolaenko Dmitrij

Ковкий чугун Ковкий чугун (1 голос, в среднем: 5 из 5)

Ковкий чугун — другими словами это название мягкого вязкого сплава, который производится путем отливки из белого чугуна. Процесс производства включает в себя также отжиг в специальных печах с продолжительностью времени 20 — 100 часов при температуре 950 – 970 градусов Цельсия, затем следует термическая обработка. В технологии производства данного сплава применяется долгий отжиг, при котором цементит распадается и образуется графит

Ковкий чугун имеет сталистую основу, имеет в себе углерод в виде графита. В силу того, что графит имеет форму хлопьев, такой чугун немного вязкий и пластичный. Произвести ковкий чугун не так быстро и довольно дорого. Поэтому в промышленности его применение ограничено.

Марки ковкого чугуна

Марки ковкого чугуна классифицируются следующим образом: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10. Принцип данной маркировки чугунных сплавов построен следующим образом: буквы «КЧ» означают ковкий чугун, после букв первые две цифры показывают допуск прочности при растяжении, за ними две цифры — удлинение, небольшое при растяжении.

Марки ковкого чугуна определяются согласно нормам ГОСТ, которые содержат стандартизированные характеристики для каждого из сплавов. Процентное содержание добавок контролируется и задается при выплавке металла и указывается в документах, а также непосредственно на самой продукции при ее подготовке к отправке заказчику.

В отдельных случаях, при больших объемах заказываемой продукции возможны некоторые отклонения от установленных стандартов, если это требуется для удовлетворения необходимого запроса потребителя.

Для удобства пользователей некоторые данные об отдельных марках сплава собраны в следующую таблицу.

Ковкий чугун применение

Термическая обработка белого чугуна (получение ковкого чугуна)

Белый чугун в литом виде вследствие своей высокой твердости ихрупкостине находит широкого применения. Изделияиз белого чугунаявляются исходным продуктом для получения ковкого чугуна с помощью термической обработки.

Для этой цели используют белый чугун, который содержит 2,5—3,2% С, 0,6—0,9% Si, 0,3—0,4% Мп, 0,1-0,2% Р и 0,06—0,1% S.

Исходная структура белого чугуна —перлит и ледебурит.

Структура ледебурита встречается во всех белых чугунах, т.е. в железоуглеродистых сплавах с содержанием углерода более 2%, который присутствует в сплаве в форме цементита.

Ледебурит при комнатной температуре представляет механическую смесь перлита и цементита.

Напоминаем, что перлит представляет собой тоже механическую смесь, но феррита и цементита, причем перлит — более мелкая смесь, чем ледебурит.

Описываемый отжиг на ковкий чугунпроизводят в нейтральной среде (N2или Н2) для защиты от обезуглероживания и окисления, в специально предназначенных для этой цели печах непрерывного действия .

Детали укладывают на специальные поддоны, которые размещаются на роликовом поду.

Поддоны проталкиваются с определенной скоростью по роликам. Длина камер нагрева первой и второй стадии отжига назначается с таким расчетом, чтобы детали находились в камерах необходимое для данной температуры время.

Отжиг на ковкий чугун производится по режиму, показанному на рис. 76.

  1. Первая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав ледебурита; в перлите цементит сохраняется.

  2. Вторая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав перлита.

В результате прохождения только одной стадии отжига получают ковкий чугун со структурой перлит+феррит+углерод отжига.

Такой чугун называютперлитным(перлитно-ферритным, рис. 77,а).

Он обладает хорошими прочностными свойствами, но невысокой пластичностью. Чугун с такой структурой используется в деталях, работающих на изгиб и трение.

Для повышения прочности чугун можно подвергать закалке и высокому отпуску, что улучшает его механические свойства.

После полного цикла отжига структура чугуна состоит из феррита и углерода отжига, т.е. образуетсяферритный ковкий чугун (рис. 77, б).

Из ковкого чугуна изготовляют мелкие детали сложной формы, которые трудно обработать резанием

Ковкий чугун | Агентство Литьё++

Ковкий чугун (malleable iron castings) получают графитизирующим отжигом белого чугуна определенного химического состава, что обеспечивает формирование в процессе отжига компактного графита, который придает ковкому чугуну повышенные механические свойства (предел прочности при растяжении σB, относительное удлинение δ и ударная вязкость αH).

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна характеризуется пониженным содержанием графитизирующих элементов C=2,4-2,9%; Si=1,0-1,6%; C+Si=3,6-4,2%, что обусловлено необходимостью получения отливок из ковкого чугуна в литом состоянии со 100% отбелом по всему сечению отливки, по той простой причине, что при наличии в литой структуре чугуна пластинчатого графита, в процессе последующего проведения отжига будет формироваться пластинчатый графит (т.е. серый чугун), а не компактный, присущий ковкому чугуну.

Принято различать черносердечный ковкий чугун, получаемый графитизирующим отжигом (технология используемая в Украине) и белосердечный ковкий чугун, получаемый обезуглероживающим отжигом в окислительной среде (обычно отливки располагают в контейнерах в перемешку с железной рудой, t=1000-1050°C, τ=60-70 ч). Тонкостенные отливки из белосердечного ковкого чугуна производят во Франции, Германии, Италии и др. странах, основные достоинства такого чугуна — повышенная вязкость и пригодность для проведения сварки без предварительной и последующей термической обработки.

Термическая обработка

Графитизирующий отжиг является неотъемлемой технологической операцией процесса получения ковкого чугуна. Основное назначение — проведение графитизации, т.е. выделения графита из цементита, при этом протекание процесса возможно по 2-м вариантам: полная графитизация цементита, с получением ферритной металлической матрицы и частичная графитизация первичного и ледебуритного цементита, с получением перлитной или перлито-ферритной металлической матрицы.

Независимо от выбранного варианта, графитизирующий отжиг проводят в две стадии:

Рис. 1: Схема графитизирующего отжига ковкого чугуна

  1. стадия предусматривает:  нагрев до температуры 930-1050°C со скоростью 200-300°C/ч; выдержку в течение ~10 ч. На данной стадии происходит разложение первичного и ледебуритного цементита, в результате чего образуется аустенитная матрица с включениями хлопьевидного (компактного) графита (см. рис. 1). Затем следует снижение температуры до ~760°C (со скоростью 50-65°C/ч), т.е. до температуры немногим выше начала эвтектоидного превращения.
  2. стадия предусматривает медленное охлаждение со скоростью не выше 5°C/ч во всем интервале эвтектоидного превращения, вплоть до ~700°C. На данной стадии происходит распад цементита, входящего в перлит. Окончательная микроструктура чугуна зависит от параметров второй стадии: кратковременная выдержка (~5 ч) влечет за собой образование перлитной структуры металлической матрицы с включениями компактного графита, вокруг которых располагается оторочка феррита; длительная выдержка в течение 20-40 ч, ведет к образованию ферритной металлической матрицы с включениями компактного графита, что хорошо показано на рис. 1.

Основной недостаток техпроцесса получения ковкого чугуна — длительный процесс термической обработки, что при нынешних высоких ценах на электроэнергию, ведет к значительным затратам. Для снижения длительности отжига ковкий чугун подвергают модифицированию и микролегированию алюминием (0,01%), бором (0,003%), титаном (0,03%), висмутом (0,003%), что ведет к увеличению в расплаве центров графитизации и снижению стабильности цементита.

Достоинства ковкого чугуна:

  1. Сочетание высоких механических свойств с высокой обрабатываемостью резанием (компактный графит способствует ломкости стружки и является смазывающим материалом)
  2. Однородная структура по всему сечению отливки
  3. Отсутствие внутренних напряжений в отливках
  4. Способность воспринимать высокие знакопеременные нагрузки
  5. Высокая коррозионная стойкость

Ковкий чугун используют для производства мелких тонкостенных отливок (3-50 мм) ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок в автомобилестроении, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении для изготовления коробок передач, деталей приводных механизмов, шасси, рычагов, коленчатых и распределительных валов, деталей сцепления, поршни дизельных двигателей, коромысла клапанов, фитинги и т.д.

Стандарты

Технические характеристики ковкого чугуна для изготовления отливок, в Украине регламентируется ГОСТ 1215-79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия».

Маркировка

Производство чугуна. Марки чугуна. Технология производства :

В настоящее время основной способ получения чугуна — плавка железных руд в доменных печах. Для плавки необходим ряд сырых материалов, таких как флюсы, железные или марганцовые руды, а также топливо.

В качестве топлива используется кокс, который, по сути, является каменным углем. Роль кокса – обеспечить процесс восстановительной энергией и определенным количеством тепла. Давайте рассмотрим производство чугуна более подробно.

Так как это сложный и длительный процесс, то его описание займет много времени.

Топливо для плавки

Как было отмечено выше, в качестве топлива используют кокс. Но, помимо этого, допустимо использование мазута, угольной пыли и природного, а также коксового газов. Тем не менее практически всегда в качестве основного горючего применяют именно кокс. Это вещество, которое образуется при удалении летучих газов из угля при температуре от 900 до 1 200 градусов.

Сегодня это единственный вид твердого топлива, который сохраняет свою исходную форму во время движения от колошника к горну. В принципе, к этому материалу выдвигаются жесткие требования, которые касаются механической прочности и жесткости, что нужно для восприятия больших нагрузок в нижней части доменной печи. Крайне важно выдерживать фракцию кокса. Слишком мелкие частицы способствуют газопроницаемости шихты, а слишком большие разрушаются и образуют мелкую фракцию.

Помимо этого, необходимо соблюдать определенный процент влажности, что нужно для поддержания теплового режима.

Руды для плавки

Графитизирующий отжиг

Каким образом получают ковкий чугун

/ Теория термической обработки металлов / Отжиг второго рода / Отжиг чугунов / Графитизирующий отжиг

22 июля 2011

Графитизирующему отжигу подвергают белые, серые и высокопрочные (модифицированные) чугуны.

Отжиг белого чугуна на ковкий

Белый чугун тверд и очень хрупок из-за большого количества эвтектического цементита в его структуре. Современный способ получения ковкого чугуна графитизирующим отжигом белого был изобретен в начале XIX в.

В настоящее время ковкий чугун — это широко применяемый машиностроительный материал, сочетающий простоту и дешевизну получения отливки фасонных деталей с высокими механическими свойствами.

Для производства ковкого чугуна используют отливки из доэвтектического белого чугуна, содержащего 2,2 — 3,1 % С; 0,7 — 1,5% Si; 0,3 — 1,0% Mn и до 0,08% Cr. в шихте кремния, облегчающего графитизацию, и марганца с хромом, затрудняющих ее, регулируют таким образом, чтобы подавить кристаллизацию графита из расплава и обеспечить возможно более быстрое прохождение графитизации при отжиге.

Напомним, что при кристаллизации серого чугуна графит растет из расплава в неблагоприятной для механических свойств форме разветвленных крабовидных розеток, сечения которых на шлифе имеют вид изогнутых пластин.

График отжига белого чугуна на ковкий

График отжига белого чугуна на ковкий: I и II — первая
и вторая стадии графитизации.

При отжиге белого чугуна графит называемый углеродом отжига, образуется в значительно более компактной, благоприятной для механических свойств форме. Хотя ковкий чугун и не куют, но относительное удлинение у него находится в пределах 2 — 20% (в зависимости от структуры), в то время как у белого чугуна относительное удлинение не превышает 0,2%, а у серого — не более 1,2%.

Микроструктура ковкого чугуна на ферритной основе

Х120.

Исходный фазовый состав белого чугуна такой же, как у стали — феррит и цементит, и поэтому механизм его аустенитизации аналогичен рассмотренному в Образование аустенита при нагревании. При нагревании вначале происходит перлито-аустенитное превращение, затем растворение вторичного цементита и гомогенизации аустенита по С и Si.

Первая стадия графитизации

Во время выдержки при 900 — 4050 °С проходит первая стадия графитизации, по окончании которой весь цементит эвтектического происхождения и остатки вторичного цементита заменяются графитом и структура из аустенито-цементитной превращается в аустенитографитную.

Предположение о разложении цементита с непосредственным выделением из него графита по реакции Fe3C — 3Fe + C не согласуется со многими фактами. В частности, форма углерода отжига в ковком чугуне не соответствует форме исходных кристаллов цементита. 

Доказано, что графнтнзация белого чугуна на первой стадии состоит в зарождении графита на границе А/Ц и вдали от цементитных кристаллов и росте графита при одновременном растворении цементита в аустените путем переноса атомов углерода через аустенит от границы А/Ц к границе А/Г.

Удельный объем графита в несколько раз больше, чем у аустенита, и поэтому его гомогенное зарождение в плотной металлической матрице маловероятно — слишком велика упругая составляющая ∆Fyпp в формуле. Дислокации, субграницы и высокоугловые граниты мало эффективны в качестве мест гетерогенного зарождения графита из-за большой величины ∆Fyпp.

Как известно, серое олово, удельный объем которого на одну четверть больше, чем у белого, зарождается предпочтительно на открытой поверхности образца белого олова. Естественно, что при графитизации, когда удельный объем новой фазы еще более резко отличается от удельного объема исходной фазы, зародыши также преимущественно возникают на свободной поверхности аустенита.

В объеме отливки местами гетерогенного зарождения графита служат несплошности, скопления вакансий, усадочные и газовые микропустоты, микротрещины, разрывы на границе аустенита с неметаллическими включениями из-за разности их термического расширения. Местами зарождения графита могут быть диффузионные поры, возникающие при гомогенизации аустенита.

Например, при выравнивании состава аустенита после ухода атомов кремния из обогащенных им участков остается избыток вакансий, образующих поры. Этим предположительно можно объяснить ускорение графитизации под действием кремния, которое происходит, несмотря на то, что кремний замедляет диффузию углерода в аустените.

После образования центров графитизации в аустените существует градиент концентрации углерода, так какпредельная растворимость цементита в нем выше, чем графита (на диаграмме состояния рисунка Диаграмма состояния Fe — С линия ES находится правее линии E´S´). Например, если первая стадия графитизации проходит при температуре t*, то состав аустенита на границе с цементитом изображается точкой b, на границе с графитом — точкой а.

Участок диаграммы

Участок диаграммы состояния Fe — С со сплошными линиями стабильного и пунктирными линиями метастабильного

равновесия (схема).

Выравнивание концентрации углерода в аустените делает его ненасыщенным по отношению к цементиту (на границе А/Ц состав аустенита сдви гается влево от точки b) и пересыщенным по отношению к графи ту (на границе А/Г состав сдвигается вправо от точки a). В результате непрерывно, вплоть до исчезновения, растворяется цементит и растет графит.

Кроме переноса атомов углерода через твердый раствор, для графитизации необходим еще один процесс — эвакуация атомов железа от поверхности растущего графита, чтобы освободить графиту «жизненное» пространство. К. П. Бунин доказывает, что именно этот диффузионный процесс, а не приток атомов углерода, контролирует скорость роста графитных включений в аустените, так как диффузионная подвижность атомов железа намного меньше, чем у углерода.

Форма графита зависит от температуры отжига и состава чугуна. Углерод отжига быстрее разрастается вдоль высокоугловых границ и субграниц, так как по ним быстрее отводятся атомы железа. Такое нежелательное разветвление графита усиливается с ростом температуры и после отжига при температурах выше 1050 — 1070 °С механические свойства чугуна оказываются очень низкими. Этим определяется верхняя температурная граница первой стадии графитизации.

Добавки и примеси оказывают сложное влияние на рост углерода отжига, изменяя скорости диффузии железа и углерода и другие параметры. Например, малые добавки магния ( ~0,1%) обеспечивают рост углерода отжига в компактной форме. Регулируя температуру отжига и состав белого чугуна, можно получать ковкий чугун с весьма компактными включениями углерода отжига.

При охлаждении чугуна после окончания первой стадии графитизации состав аустенита изменяется по линии ES и из него выделяется вторичный графит. Эту стадию графитизации называют промежуточной. Вторичный графит наслаивается на включения углерода отжига и обычно самостоятельной структурной составляющей не дает.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Отжиг для устранения отбела

В тонких сечениях отливок из серого чугуна и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом из-за ускоренного охлаждения кристаллизуется ледебурит, т. е. чугун получается белым. При литье в кокиль вся поверхность может получиться отбеленной. Для улучшения обрабатываемости резанием и повышения пластичности проводят графитизирующий отжиг, устраняющий отбел отливок. Так как серый и высокопрочный чугуны содержат больше кремния, чем

Упрочняющая термическая обработка серого чугуна не получила такого широкого распространения, как термообработка стали. Это объясняется тем, что пластинчатый графит, действуя как внутренние надрезы, сильно снижает прочность и пластичность металлической основы. Поэтому изменение ее строения при термической обработке не дает большого эффекта упрочнения и часто нерентабельно. Эффективнее термообработка серых чугунов с более благоприятной формой графита, в

Вторая стадия графитизации

Металлическая матрица ковкого чугуна формируется при эвтектоидном распаде аустенита. Для получения чисто ферритной матрицы охлаждение в интервале температур эвтектоидного распада должно быть медленным (смотрите рисунок График отжига белого чугуна на ковкий). Здесь проходит вторая стадия графитизации — аустенит распадается по схеме А → Ф + Г.  Диаграмма изотермических превращений аустенита Диаграмма изотермических превращений аустенита в

Источник: https://www.ktovdome.ru/teoriya_termicheskoy_obrabotki_materialov/355/82/10957.html

Из какого чугуна получают ковкий чугун?

Каким образом получают ковкий чугун

Ковкий чугун получается при длительном термическом отжиге заготовок белого чугуна. В результате термообработки цементит распадается на железо и углерод в виде графита компактной хлопьевидной формы.

Материал с такими графитовыми включениями характеризуется высокими прочностными параметрами, пластичностью и стойкостью к ударным нагрузкам.

Виды чугунов

Чугун – это сплав железа с углеродом, где содержание последнего более 2,14%. В состав такого сплава могут входить и другие элементы. Их содержание определяет многие параметры и свойства материала.

В железоуглеродистом сплаве содержится цементит, графит и графит с цементитом. Цементитом называют соединение углерода с железом состава Fe3C. Графит – это одна из аллотропных модификаций углерода со слоистой структурой.

В зависимости от содержания указанных соединений меняется цвет изделия. Когда преобладает цементит, материал приобретает светлый отблеск. Отсюда и получилось название «белый».

Графит обладает темной окраской, которую он придает и отливкам. Именно структура графитовых включений определяет пластические свойства материала.

Исходя из этого сплав разделяют на:

  • серый;
  • ковкий;
  • высокопрочный;
  • особого назначения.

К первому типу материалов относится сплав железа с углеродом в графитовой модификации хлопьевидной, пластинчатой или глобулярной формы. Он обладает высокими литейными свойствами. Благодаря им часто используется для получения деталей сложной формы.

В то же время хрупкость сплава ограничивает его применение в изделиях, подвергающихся растяжению или изгибу. Сплав с графитом глобулярной формы характеризуется высокими прочностными свойствами. Его относят к одному из подвидов серого чугуна.

Формирование графита указанной формы достигается благодаря добавкам магния и церия. Другие же формы получаются вследствие разных скоростей охлаждения.

Ковкий чугун содержит углерод в интервале концентраций от 2,4–2,8%. Кроме того, в сплаве могут содержаться: кремний, марганец, сера и фосфор. Указанные элементы влияют на конечные свойства изделий.

Особенности производства ковкого чугуна

Форма графитовых включений и металлическая основа.

Чтобы получить ковкий чугун, необходимо следовать технологии, основанной на термическом отжиге заготовок при определенной температуре. В результате данного процесса происходит распад цементита и аустенита. Таким образом, получают углерод, кристаллизующийся в графите хлопьевидной формы.

Аустенитом называют железо с гранецентрированным типом решетки. Данная модификация является высокотемпературной. В железоуглеродистых сталях он может формироваться при температурах более 727 градусов, а в чистом железе при 910 градусах.

Окончательный процесс формирования графита происходит при более низких температурах – в диапазоне 720-760 градусов. Именно углерод в такой модификации определяет такие характеристики, как пластичность и прочность ковкого чугуна.

Метод предусматривает термообработку ковких чугунов в два этапа. Вначале материал подвергают воздействию температуры до 1000 градусов. Выдержка отливок в указанных условиях приводит к распаду ледебурита на графит и аустенит.

После отжига при высокой температуре изделие охлаждают до 720-760 градусов. В результате формируется перлит, распадающийся в дальнейшем на феррит и графит.

Плавку материала для изготовления чугуна осуществляют в вагранках, пламенных и электропечах. Иногда этот процесс осуществляют в комбинированных печах. Исходные отливки могут содержать различное количество углерода.

При изготовлении ферритного сплава необходимо использовать заготовки с меньшей концентрацией углерода. Такие изделия обладают высокой температурой плавления, поэтому требуют повышенную температуру перегрева.

Обычно для плавки в данной ситуации используют две печи. В вагранке происходит расплавление, а в электродуговой печи перегрев. Описанная технология плавки называется дуплекс-процессом.

Для производства перлитного сплава используют заготовки с большим содержанием «С». Для плавки такого материала достаточно вагранки.

Особенностью производства форм для отливок является повышенная усадка белого сплава. Из-за этого процесса возникает необходимость установки боковых прибылей у каждого местного утолщения отливки. Это позволяет избежать формирования раковин.

Для того, чтобы увеличить скорость охлаждения более толстых мест отливки используются металлические холодильники.

Влияние углерода и кремния на структуру чугуна и зависимость структуры от толщины чугуна.

Название данного материала обусловлено лишь его более высокими пластичными свойствами. На самом деле его нельзя подвергать ковке. Данный тип сплава используется так же, как и другие его виды.

Преимуществом ковкого чугуна, по сравнению с белым, является высокая антикоррозионная стойкость. По этому свойству материал занимает более высокие позиции, чем углеродистые стали. По механическим свойствам он уступает сталям, однако превосходит белый чугун.

Разновидности ковкого чугуна

В зависимости от процесса производства ковкий чугун бывает ферритным и перлитным. В первом случае изготовление осуществляется в нейтральной среде. Такой материал отличается ферритной структурой с остаточным углеродом отжига.

В состав сплава до термообработки входит 2,2-2,99 процента углерода, а также добавки других элементов, содержание которых не превышает одного процента. Уменьшение концентрации «С» сопровождается увеличением прочностных характеристик материала. Однако его литейные свойства снижаются.

Данный материал широко применяется при изготовлении деталей для машин и сельхоз техники, где необходима стойкость к постоянным нагрузкам и напряжениям.

Данный сплав отличается более низкими пластическими свойствами. В связи с этим его используют в задачах, не требующих стойкости к серьезным пластическим и химическим нагрузкам.

Свойства ковких чугунов

Ковкий чугун обладает механическими свойствами, зависящими от содержания кремния углерода в графитовой аллотропной модификации. Для белосердечного материала влияние оказывают также хром и марганец.

Различие структуры изделий определяет и различие свойств. Так, черносердечный сплав характеризуется большей пластичностью, но меньшей твердостью, чем перлитный тип.

Высокие прочностные характеристики данных сплавов обеспечиваются графитом хлопьевидной формы. Несмотря на свое название, данные изделия не поддаются ковке. Они изготавливаются путем отливки деталей в заданные формы.

Главным достоинством ковкого сплава является однородность свойств по сечению материала, а также отсутствие напряжений.

С точки зрения других характеристик они отличаются:

  • хорошей текучестью при литье;
  • поглощением вибраций;
  • высокой износостойкостью;
  • хорошей коррозионной стойкостью к влаге и многим агрессивным химическим соединениям;
  • высокой стойкостью к ударным нагрузкам.

Маркировка изделий

Марки ковкого чугуна начинаются с букв «КЧ», после которых следуют цифры. Первые числа соответствуют уменьшенному в десять раз пределу прочности материала. Вторая пара – это показатель относительного удлинения.

Согласно принятым стандартам ковкие чугуны имеют одиннадцать типов маркировки. 4 соответствуют ферритному, а 7 марок – перлитному.

Сферы использования материала

Механические свойства и химический состав чугуна.

Применение ковкого чугуна нашлось в машиностроении, автомобилестроении, в производстве ж/д вагонов, изготовлении сельхоз оборудования.

Лучшими свойствами для отмеченных сфер применения является перлитный тип. Однако, несмотря на более высокие характеристики, чаше используется черносердечный сплав. Это обусловлено меньшими затратами на его производство.

Только для изготовления деталей, подвергающихся высоким нагрузкам, используют белосердечный материал. К таким изделиям относятся рессоры, детали двигателей и т.д.

Итог

Ковкие чугуны нашли широкое применение в различных областях человеческой жизнедеятельности благодаря своим высоким прочностным свойствам и хорошей коррозионной стойкости.

Они используются для изготовления различных деталей, которые должны выдерживать значительные постоянные и периодические нагрузки.

В зависимости от задач, может использоваться либо ферритный, либо перлитный тип материала. Каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками, описанными в данной статье.

Источник: https://varimtutru.com/iz-kakogo-chuguna-poluchayut-kovkiy-chugun/

Говорят, что бой Конор – Серроне – договорняк. Разбираем нокаут и объясняем, почему это не так

Каким образом получают ковкий чугун

Макгрегор пытался пробить Хабибу такой же хайкик.

Конор очень эпично вернулся: на UFC 246 в Лас-Вегасе он нокаутировал Дональда Серроне за 40 секунд. На пресс-конференции после турнира президент промоушена Дэйна Уайт заявил, что дальше для Макгрегора – бой с Хабибом. При этом реванш против ирландца анонсировал еще и Флойд Мэйвезер.

Но пока все разбираются в следующих соперниках Конора, Нэйт Диас и соцсети бушуют, что поединок против Ковбоя куплен. 

Но если внимательно пересмотреть эти 40 секунд, то будет все меньше оснований согласиться с Диасом. В логике боя нет вообще ничего удивительного.

Серроне говорил, что волнуется перед выходом в клетку – Хабиб назвал это «мышлением очкошника». Естественно, что перед боем с Макгрегором мандраж еще больше. Конор мощнее всего проводит первый раунд – у него это сильная сторона, у Дональда – слабая.

Поэтому с первой секунды ирландец обескуражил сокращением расстояния (этого от него сложно ожидать – он всегда работает на дистанции, а тут пошел в клинч).

Нанес три удара плечами – и разбил нос сопернику.

Разорвал дистанцию, заблокировал удар и поджимал к клетке.

На 20-й секунде пробил левый хайкик.

Точно такой же эпизод был в бою с Хабибом, только на 12-й секунде. Конор поддавливал и пробил ногой в голову. Разница в том, что Нурмагомедов успешно этот выстрел заблокировал, а Серроне поймал удар челюстью. 

Колено – абсолютно актуальное при сопернике в нокдауне у клетки. После чего Конор заходит слева – оттуда по нему сложнее попасть, оттуда ему удобнее работать левой рукой.

Добивание в партере. Опять же – акцентированные удары левой.

Победа Конора – хороший тайминг, домашние заготовки и работа исходя из своей сильной стороны и слабой стороны соперника. Но, конечно, гораздо проще поверить в теорию заговора.

Ведь каждая победа Конора – договорняк.

Мендес, Альдо и Альварес – Макгрегора обвиняли в купленных боях в трех титульниках из четырех

Про покупные бои Конора говорят с 2014 года (в UFC он попал в 2013-м). Тогда он впервые нокаутировал топового соперника, разобравшись за 106 секунд с Дастином Порье. Через один бой у Макгрегора был поединок за временный титул – против Чеда Мендеса. И это – первый случай, когда ирландца начали подозревать не только в соцсетях.

«Это фальшивый бой. Мы превращаемся в рестлинг. Мне очень жаль», – сказал Вандерлей Силва. Пообещал предоставить доказательства, но потом извинился.

Конора обвинили в договорняке против бойца, который готовился всего 2 недели и просто вышел на замену, чтобы спасти турнир. Аргументы: борец Мендес вместо контроля в партере попробовал выйти на удушающий, не уничтожал Макгрегора на земле, а потом упал от одного удара в печень.

Все так, но:

• Выход на сабмишен – это попытка скорее закончить бой, зная, что дальше у тебя может не хватит функционалки, ведь ты готовился две недели.

• Отсутствие большого количества ударов в партере – по той же причине. Тратить силы и сдыхать раньше времени?

• Невероятно, но факт: от ударов в печень действительно падают.

После Мендеса был Жозе Альдо, который упал за 13 секунд. И снова обвинения. Но правда ли боец, который доминировал в полулегком весе 10 лет и наслушался много дерьма от соперника, способен сдать? И если да, то почему так – наглухо и нокаутом?

«Этот бой не может быть договорным. Мой папа учил меня жить честно. Я никогда не продам себя», – отвечал Альдо.

Потом у Конора был наконец-то настоящий бой – когда он проиграл Нэйту Диасу. Если Макгрегора побеждают, значит, все было честно, в противном случае – нет. Правда, странно, что бойца с легендарным наследием (Альдо) можно подкупить, а не заботящегося о рекорде (Диаса) нет.

К счастью для Конора, к реваншу против Нэйта до судей боя дошел транш, поэтому он победил решением большинства. Совершенно не важно, что он несколько раз при этом ронял Диаса и сам не падал в кровавых разменах.

Бой за титул легкого веса против Эдди Альвареса – самый громкий повод обвинить Конора в договорняке. Слишком сладкий сценарий: Макгрегор стал первым в истории одновременным чемпионом в двух дивизионах, а Альварес за этим наблюдал, пока не оказался в нокауте во втором раунде.

Действительно, с виду Эдди был пассивен. 12 точных попаданий за 8 минут боя должны в этом якобы убедить, но статистика поспорит:

• Альварес всего нанес 46 ударов, то есть процент точности – 26. Каждый четвертый удар в цель – не так плохо. Плюс проблема не только в Эдди: Конор не из тех ребят, которые привыкли блокировать удары головой.

• Конор нанес 90 ударов (40 дошли до цели). То есть перебил соперника ровно в два раза с процентом точности 44. При этом Макгрегор постоянно шел вперед, попадал даже на контратаках (уклон-удар), и как боец он быстрее – потому что пришел из полулегкого веса.

ЭТО ИНТЕРЕСНО:  Что не реагирует с медью

• Из 90 ударов Конора 12 были нанесены в партере во время добивания. То есть на дистанции 78-46 в его пользу – а это не много.

Хабиб тогда написал, что за Альвареса и весь главный бой UFC 205 стыдно. В октябре 2018-го Нурмагомедов показал, как сделать так, чтобы за мейн ивент и чемпиона дивизиона не было стыдно. Главное, повторить это в реванше. 

Источник: https://www.sports.ru/tribuna/blogs/mmardoboi/2701530.html

Свойства и сферы применения ковкого чугуна

Свойства и сферы применения ковкого чугуна

Чугун является одни из популярнейших сплавов металлов. Он применяется в различных сферах жизнедеятельности человека. Помимо основного сплава, существуют отдельные разновидности этого материала, например, ковкий чугун. У каждого вида чугуна свой состав и характеристики.

Основные характеристики металла

Основные характеристики металла

Основные характеристики металла напрямую зависит от процентного содержания углерода в его составе. Структура ковкого чугуна представляет собой кристаллическую решётку, в которой присутствуют частицы углерода в форме графита. Дополнительно в составе содержится небольшое количество кремния, марганца и хрома.

Строение ковкого материала влияет на изготавливаемые из него детали и заготовки. Например, ферритная разновидность материала обладает более низким показателем прочности, нежели перлитная. При использовании частиц графита хлопьевидной формы материал становится более прочным и пластичным. Детали, изготавливаемые из ковкого чугуна, могут изменять размер и форму при длительном воздействии комнатной температуры и уровня влажности.

Однако по названию материал нельзя говорить о способах обработки. Этот вид чугуна по стандартам, указанных в ГОСТах, не производится с помощью ковочного оборудования. Для этого применяется технология литья. Благодаря этому в готовом металле нет внутренних и поверхностных напряжений. Характеристики:

  1. Высокий показатель текучести и прочности.
  2. Устойчивость к коррозийным процессам.
  3. Металл выдерживает длительное воздействие кислот и щелочей.

Однако характеристики этого материала быстро снижаются при воздействии низких температур. Он становится хрупким и разрушается от ударов.

Разновидности

Разновидности

При изготовлении высокопрочных чугунных сплавов, создаются разные условия, при которых проводится процедура отжига. В зависимости от изменений технологического процесса, получается три вида ковкого чугуна:

  1. Перлитный — в состав этого материала входят частицы графита хлопьевидной формы.
  2. Ферритный — этот материал включается в себя феррит и частицы углерода хлопьевидной формы.
  3. Ферритно-перлитный. Смесь двух предыдущих видов ковкого чугуна.

В зависимости от температуры отжига и легирующих добавок характеристики готового материала изменяются.

Свойства

Свойства

Механические свойства чугуна напрямую зависят от того, сколько в его составе содержится углерода и в какой форме представлен этот компонент. Характеристики могут изменяться от добавления легирующих примесей. К ним относится кремний, марганец, сера, фосфор и хром. Изготавливают этот материал из белого чугуна, после проведения отжига при высоких температурах. Свойства ковкого материала:

  1. Высокий показатель прочности и пластичности.
  2. Хорошая вязкость.
  3. Материал обладает высокой износостойкостью.

Ковкий чугун является лучшей разновидностью основного сплава. Из него изготавливаются массивные конструкции, отдельные части которых соединяются с помощью сварочного оборудования.

Маркировка

Маркировка

Как и другие металла или их сплавы, ковкий чугун имеет определённую маркировку. Он обозначается в сокращении КЧ. После букв, обозначающих материал, идут цифры. Первые две обозначают предел прочности на разрыв. Третья цифра указывает на показатель удлинения в процентах.

По ГОСТу 1215–79 существует 11 разновидностей ковкого чугуна, которые имеют собственную маркировку. Их можно найти в справочниках по литью металлов и сплавов или таблицах в интернете.

Особенности производства

Особенности производства

При изготовлении ковкого чугуна существует ряд особенностей и тонкостей. В первую очередь необходимо понимать, что основой для изготовления этого материала является БЧ (белый чугун). Этот сплав обладает плохими показателями для литья. При остывании происходит процесс усадки, во время которого материал сильно теряет в размере. Во время литья белого чугуна часто образовываются дефекты, из-за которых заготовки бракуются.

Чтобы добиться желаемого результата и обойти все недостатки этого материала, необходимо нагревать его до критических температур и при этом учитывать то, насколько измениться форма заготовки во время процессов томления и усадки. Томление металла должно проходить при температуре в 1400 градусов по Цельсию. Во время этого процесса заготовки располагаются в специальных горшках, изготавливаемых из тугоплавких металлов. В одну емкость для томления укладывается до 300 отливок.

При укладке заготовок в горшки их располагают как можно плотнее друг к другу. Сверху их засыпают рудой или песком. Таким образом материал защищается от процессов окисления и деформации.

Чтобы сделать ковкий чугун, используют электрические печи. Специальное оборудование позволяет регулировать температуру томления. Наиболее эффективными являются печи, в которых можно регулировать воздушные смеси. Самыми популярными печами для изготовления ковкого материала являются муфельные. Они позволяют уберечь емкости с заготовками от соприкосновения с продуктами сгорания топлива.

Готовые отливки проходят несколько этапов очистки. На первом этапе с них счищаются остатки формовочной смеси. Чтобы провести грубую очистку применяется промышленное пескоструйное оборудование. Далее идёт второй этап очистки, на котором с отливки удаляются остатки питателей. Для этого применяются шлифовальные машины.

В ГОСТах указаны требования и правила, которые позволяют уберечь детали из КЧ от появления различных дефектов. К ним могут относиться трещины, сколы, недоливы и раковины. Ковка чугуна не проводится ни на одном этапе производства. Исправить большинство дефектов термической обработкой невозможно.

Сферы использования

Сферы использования

Благодаря характеристикам ковкий чугун получил широкое применение в различных сферах промышленности:

  1. Производство изделий и деталей, которые будут подвергаться серьёзным нагрузкам в процессе эксплуатации.
  2. Машиностроение.
  3. Сельскохозяйственная промышленность.
  4. Изготовления деталей для промышленного оборудования и станков.

Из ковкого чугуна делают механизмы, конструкции и детали, которые используются при эксплуатации железнодорожного транспорта. Яркий пример использования этого материала в машиностроении — изготовление коленчатых валов, которые устанавливаются в дизельных тракторах и автомобилях. Низкая цена и характеристики этого металла позволяют использовать его, как аналог разным видам сталей.

Ковкий чугун представляет сплав железа и углерода. Изготавливают его из БЧ в процессе отжига. В итоге получается уникальный материал со своими характеристиками. Используется в машиностроении, строительстве, изготовлении деталей для поездов и износоустойчивого оборудования, станков.

Источник: https://metalloy.ru/splavy/kovkij-chugun

Ковкий чугун

Ковкий чугун

пер.Каштановый 8/14 51100 пгт.Магдалиновка

Nikolaenko Dmitrij

Ковкий чугун Ковкий чугун (1 голос, в среднем: 5 из 5)

Ковкий чугун — другими словами это название мягкого вязкого сплава, который производится путем отливки из белого чугуна. Процесс производства включает в себя также отжиг в специальных печах с продолжительностью времени 20 — 100 часов при температуре 950 – 970 градусов Цельсия, затем следует термическая обработка. В технологии производства данного сплава применяется долгий отжиг, при котором цементит распадается и образуется графит

Ковкий чугун имеет сталистую основу, имеет в себе углерод в виде графита. В силу того, что графит имеет форму хлопьев, такой чугун немного вязкий и пластичный. Произвести ковкий чугун не так быстро и довольно дорого. Поэтому в промышленности его применение ограничено.

Марки ковкого чугуна

Марки ковкого чугуна

Марки ковкого чугуна классифицируются следующим образом: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10. Принцип данной маркировки чугунных сплавов построен следующим образом: буквы «КЧ» означают ковкий чугун, после букв первые две цифры показывают допуск прочности при растяжении, за ними две цифры — удлинение, небольшое при растяжении.

Марки ковкого чугуна определяются согласно нормам ГОСТ, которые содержат стандартизированные характеристики для каждого из сплавов. Процентное содержание добавок контролируется и задается при выплавке металла и указывается в документах, а также непосредственно на самой продукции при ее подготовке к отправке заказчику.

В отдельных случаях, при больших объемах заказываемой продукции возможны некоторые отклонения от установленных стандартов, если это требуется для удовлетворения необходимого запроса потребителя.

Для удобства пользователей некоторые данные об отдельных марках сплава собраны в следующую таблицу.

Ковкий чугун применение

Ковкий чугун применение

Ковкий чугун применение нашел в разных отраслях промышленности, хотя и не производится в таких объемах как легированный или литейный. Главным образом сплав используют для получения тонкостенного литья. Применяют в разных отраслях машиностроения. Это очень практично, потому что механические свойства литья ковкого чугуна достаточно высокие.

К примеру, постоянными потребителями этого сплава являются такие отрасли, как автомобилестроение, тракторостроение, сельхозмашиностроение, электропромышленность, станкостроение, тяжелое машиностроение.

Ковкий чугун применение в этих отраслях нашел благодаря хорошим механическим свойствам, высокой способностью выдерживать ударные нагрузки, хорошим показателям износостойкости и возможностью его производства в достаточном количестве, хотя и имеет относительно высокую себестоимость.

Еще статьи из этого раздела: Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь  — это сталь, которая содержит повышенное количество углерода,

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Антифрикционный чугун, его свойства, особенности, разновидности и технические характеристики

Антифрикционный чугун — это чугун для отливок, который используется в ответственных

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Легированная сталь

Легированная сталь — это сталь, включающая в себя разные легирующие

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Чугун передельный

Чугун, который предназначен для последующего передела в сталь или переплавки

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Чугун литейный

Чугун литейный — это сплав железа, в состав которого входит

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Чугун

Чугун – это железоуглеродистые сплавы. Процент содержания углерода (С) в

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Углеродистая сталь

Углеродистая сталь — это инструментальная сталь, содержащая 0,04- 2% углерода

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Металлы и все о металлах

Металлы – это группа элементов, которые схожи рядом свойств и

(1 голос, в среднем: 4 из 5)

Источник: https://metallsmaster.ru/kovkij-chugun/

Термическая обработка белого чугуна (получение ковкого чугуна)

Термическая обработка белого чугуна (получение ковкого чугуна)

Белый чугун в литом виде вследствие своей высокой твердости ихрупкостине находит широкого применения. Изделияиз белого чугунаявляются исходным продуктом для получения ковкого чугуна с помощью термической обработки.

Для этой цели используют белый чугун, который содержит 2,5—3,2% С, 0,6—0,9% Si, 0,3—0,4% Мп, 0,1-0,2% Р и 0,06—0,1% S.

Исходная структура белого чугуна —перлит и ледебурит.

Исходная структура белого чугуна —перлит и ледебурит.

Структура ледебурита встречается во всех белых чугунах, т.е. в железоуглеродистых сплавах с содержанием углерода более 2%, который присутствует в сплаве в форме цементита.

Ледебурит при комнатной температуре представляет механическую смесь перлита и цементита.

Напоминаем, что перлит представляет собой тоже механическую смесь, но феррита и цементита, причем перлит — более мелкая смесь, чем ледебурит.

Описываемый отжиг на ковкий чугунпроизводят в нейтральной среде (N2или Н2) для защиты от обезуглероживания и окисления, в специально предназначенных для этой цели печах непрерывного действия .

Детали укладывают на специальные поддоны, которые размещаются на роликовом поду.

Поддоны проталкиваются с определенной скоростью по роликам. Длина камер нагрева первой и второй стадии отжига назначается с таким расчетом, чтобы детали находились в камерах необходимое для данной температуры время.

Отжиг на ковкий чугун производится по режиму, показанному на рис. 76.

  1. Первая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав ледебурита; в перлите цементит сохраняется.

  2. Вторая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав перлита.

В результате прохождения только одной стадии отжига получают ковкий чугун со структурой перлит+феррит+углерод отжига.

Такой чугун называютперлитным(перлитно-ферритным, рис. 77,а).

Он обладает хорошими прочностными свойствами, но невысокой пластичностью. Чугун с такой структурой используется в деталях, работающих на изгиб и трение.

Для повышения прочности чугун можно подвергать закалке и высокому отпуску, что улучшает его механические свойства.

После полного цикла отжига структура чугуна состоит из феррита и углерода отжига, т.е. образуетсяферритный ковкий чугун (рис. 77, б).

Из ковкого чугуна изготовляют мелкие детали сложной формы, которые трудно обработать резанием

Из ковкого чугуна изготовляют мелкие детали сложной формы, которые трудно обработать резанием

Такие детали хорошо отливаются из белого чугуна, а последующая термическая обработка обеспечивает им хорошиепластические и прочностныесвойства.

Применяют и другой способ получения ковкого чугуна.

Нагрев изделий производится в окислительной среде, вследствие чего происходит выгорание углерода с поверхности, вызывающее снижение твердости и некоторое повышение пластических свойств, а также улучшение обрабатываемости.

В центре такой чугун сохраняет структуру белого чугуна. Полученный этим методом чугун называют белосердечным в отличие от черносердечного, получаемого при отжиге в нейтральной среде по вышеописанному способу.

При таком способе детали из белого чугуна загружают в ящики, пересыпают окалиной или рудой и нагревают в обычных камерных печах.

Отжиг ковкого чугуна является весьма длительной операцией. В настоящее время разработано много способов ускоренного отжига ковкого чугуна — предварительная закалка, отжиг в расплавленных солях при очень высоких температурах 1050—1100° и др.

Все эти мероприятия сокращают длительность отжига на ковкий чугун.

§

Источник: http://www.Conatem.ru/tehnologiya_metallov/termicheskaya-obrabotka-belogo-chuguna-poluchenie-kovkogo-chuguna.html

Ковкий чугун | Агентство Литьё++

Ковкий чугун | Агентство Литьё++

Ковкий чугун (malleable iron castings) получают графитизирующим отжигом белого чугуна определенного химического состава, что обеспечивает формирование в процессе отжига компактного графита, который придает ковкому чугуну повышенные механические свойства (предел прочности при растяжении σB, относительное удлинение δ и ударная вязкость αH).

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна характеризуется пониженным содержанием графитизирующих элементов C=2,4-2,9%; Si=1,0-1,6%; C+Si=3,6-4,2%, что обусловлено необходимостью получения отливок из ковкого чугуна в литом состоянии со 100% отбелом по всему сечению отливки, по той простой причине, что при наличии в литой структуре чугуна пластинчатого графита, в процессе последующего проведения отжига будет формироваться пластинчатый графит (т.е. серый чугун), а не компактный, присущий ковкому чугуну.

Принято различать черносердечный ковкий чугун, получаемый графитизирующим отжигом (технология используемая в Украине) и белосердечный ковкий чугун, получаемый обезуглероживающим отжигом в окислительной среде (обычно отливки располагают в контейнерах в перемешку с железной рудой, t=1000-1050°C, τ=60-70 ч). Тонкостенные отливки из белосердечного ковкого чугуна производят во Франции, Германии, Италии и др. странах, основные достоинства такого чугуна — повышенная вязкость и пригодность для проведения сварки без предварительной и последующей термической обработки.

Термическая обработка

Графитизирующий отжиг является неотъемлемой технологической операцией процесса получения ковкого чугуна. Основное назначение — проведение графитизации, т.е. выделения графита из цементита, при этом протекание процесса возможно по 2-м вариантам: полная графитизация цементита, с получением ферритной металлической матрицы и частичная графитизация первичного и ледебуритного цементита, с получением перлитной или перлито-ферритной металлической матрицы.

Независимо от выбранного варианта, графитизирующий отжиг проводят в две стадии:

Рис. 1: Схема графитизирующего отжига ковкого чугуна

  1. стадия предусматривает:  нагрев до температуры 930-1050°C со скоростью 200-300°C/ч; выдержку в течение ~10 ч. На данной стадии происходит разложение первичного и ледебуритного цементита, в результате чего образуется аустенитная матрица с включениями хлопьевидного (компактного) графита (см. рис. 1). Затем следует снижение температуры до ~760°C (со скоростью 50-65°C/ч), т.е. до температуры немногим выше начала эвтектоидного превращения.
  2. стадия предусматривает медленное охлаждение со скоростью не выше 5°C/ч во всем интервале эвтектоидного превращения, вплоть до ~700°C. На данной стадии происходит распад цементита, входящего в перлит. Окончательная микроструктура чугуна зависит от параметров второй стадии: кратковременная выдержка (~5 ч) влечет за собой образование перлитной структуры металлической матрицы с включениями компактного графита, вокруг которых располагается оторочка феррита; длительная выдержка в течение 20-40 ч, ведет к образованию ферритной металлической матрицы с включениями компактного графита, что хорошо показано на рис. 1.

Основной недостаток техпроцесса получения ковкого чугуна — длительный процесс термической обработки, что при нынешних высоких ценах на электроэнергию, ведет к значительным затратам. Для снижения длительности отжига ковкий чугун подвергают модифицированию и микролегированию алюминием (0,01%), бором (0,003%), титаном (0,03%), висмутом (0,003%), что ведет к увеличению в расплаве центров графитизации и снижению стабильности цементита.

Достоинства ковкого чугуна:

  1. Сочетание высоких механических свойств с высокой обрабатываемостью резанием (компактный графит способствует ломкости стружки и является смазывающим материалом)
  2. Однородная структура по всему сечению отливки
  3. Отсутствие внутренних напряжений в отливках
  4. Способность воспринимать высокие знакопеременные нагрузки
  5. Высокая коррозионная стойкость

Ковкий чугун используют для производства мелких тонкостенных отливок (3-50 мм) ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок в автомобилестроении, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении для изготовления коробок передач, деталей приводных механизмов, шасси, рычагов, коленчатых и распределительных валов, деталей сцепления, поршни дизельных двигателей, коромысла клапанов, фитинги и т.д.

Стандарты

Стандарты

Технические характеристики ковкого чугуна для изготовления отливок, в Украине регламентируется ГОСТ 1215-79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия».

Маркировка

Маркировка

Ковкий чугун маркируют буквами КЧ, за которыми следуют две цифры, отображающие предел прочности при растяжении σB (в кгс/мм2), а за ними, через дефиз, следует одна или две цифры, отображающие относительное удлинение δ (в %), через дефиз заканчивают маркировку буквы Ф или П, отобраражающие класс чугуна ферритный или перлитный. К примеру, КЧ 37-12-Ф означает — ковкий чугун ферритного класса с пределом прочности на растяжение не ниже — 37 кг/мм2 и относительным удлинением не ниже — 12%.

Классификация ковкого чугуна

Классификация ковкого чугуна

В зависимости от микроструктуры металлической матрицы ковкий чугун подразделяют на ферритный (Ф) и перлитный (П):

  • Ковкий чугун ферритного класса с ферритной или феррито-перлитной микроструктурой металлической матрицы, производят следующих марок: КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10, КЧ 37-12
  • Ковкий чугун перлитного класса с перлитной микроструктурой металлической матрицы, производят следующих марок: КЧ 45-7, КЧ 50-5, КЧ 55-4, КЧ 60-3, КЧ 65-3, КЧ 70-2, КЧ 80-1,5

Механические свойства

Механические свойства

Механические свойства материала отливок из ковкого чугуна ферритного и перлитного классов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1215-79, приведенным в табл. 1.

Таблица 1: Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Марка Временное сопротивлениеразрыву, МПа, (кгс/мм2) Относительноеудлинение, % Твердость поБринеллю, НВ
не менее
КЧ 30-6 294 (30) 6 100-163
КЧ 33-8 323 (33) 8 100-163
КЧ 35-10 333 (35) 10 100-163
КЧ 37-12 362 (37) 12 110-163
КЧ 45-7 441 (45) 7* 150-207
КЧ 50-5 490 (50) 5* 170-230
КЧ 55-4 539 (55) 4* 192-241
КЧ 60-3 588 (60) 3 200-269
КЧ 65-3 637 (65) 3 212-269
КЧ 70-2 686 (70) 2 241-285
КЧ 80-1,5 784 (80) 1,5 270-320

Примечание: * По согласованию изготовителя с потребителем допускается понижение на 1%.

Химический состав

Химический состав

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна согласно ГОСТ 1215-79, приведен в табл. 2.

Таблица 2: Химический состав ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Марка Массовая доля, %
Основные компоненты Примеси, не более
C Si C+Si Mn P S Cr
Ферритного класса
КЧ 30-6 2,6-2,9 1,0-1,6 3,7-4,2 0,4-0,6 0,18 0,20 0,08
КЧ 33-8 2,6-2,9 1,0-1,6 3,7-4,2 0,4-0,6 0,18 0,20 0,08
КЧ 35-10 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-4,0 0,3-0,6 0,12 0,20 0,06
КЧ 37-12 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-4,0 0,2-0,4 0,12 0,06 0,06
Перлитного класса
КЧ 45-7 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 50-5 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 55-4 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 60-3 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 65-3 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08
КЧ 70-2 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08
КЧ 80-1,5 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08

Производители литья из ковкого чугуна

Производители литья из ковкого чугуна

Литература

Литература

  1. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. Бобылев А.В. М., «Металлургия», 1980. 296 с.
  2. Воздвиженский В.М. и др. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1984. — 432 с., ил
  3. Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. М. Машиностроение, 1988. — 272 с.: ил.
  4. Энциклопедия неорганических материалов. В двух томах. К.: Высшая школа, 1977.
  5. ГОСТ 1215-79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия».
  6. Колачев Б.Ф., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Металлургия, 1981. 416 с.
  7. Справочник по чугунному литью./Под ред. д-ра техн. наук Н.Г. Гиршовича.- Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978.- 758 с., ил

Источник: https://on-v.com.ua/novosti/texnologii-i-nauka/kovkij-chugun/

Производство чугуна. Марки чугуна. Технология производства :

Производство чугуна. Марки чугуна. Технология производства :

В настоящее время основной способ получения чугуна — плавка железных руд в доменных печах. Для плавки необходим ряд сырых материалов, таких как флюсы, железные или марганцовые руды, а также топливо.

В качестве топлива используется кокс, который, по сути, является каменным углем. Роль кокса – обеспечить процесс восстановительной энергией и определенным количеством тепла. Давайте рассмотрим производство чугуна более подробно.

Так как это сложный и длительный процесс, то его описание займет много времени.

Топливо для плавки

Топливо для плавки

Как было отмечено выше, в качестве топлива используют кокс. Но, помимо этого, допустимо использование мазута, угольной пыли и природного, а также коксового газов. Тем не менее практически всегда в качестве основного горючего применяют именно кокс. Это вещество, которое образуется при удалении летучих газов из угля при температуре от 900 до 1 200 градусов.

Сегодня это единственный вид твердого топлива, который сохраняет свою исходную форму во время движения от колошника к горну. В принципе, к этому материалу выдвигаются жесткие требования, которые касаются механической прочности и жесткости, что нужно для восприятия больших нагрузок в нижней части доменной печи. Крайне важно выдерживать фракцию кокса. Слишком мелкие частицы способствуют газопроницаемости шихты, а слишком большие разрушаются и образуют мелкую фракцию.

Помимо этого, необходимо соблюдать определенный процент влажности, что нужно для поддержания теплового режима.

Руды для плавки

Руды для плавки

В земной коре довольно много железа, однако в чистом виде оно не встречается, его всегда добывают с горными породами в виде различных соединений. Железной рудой можно называть только те породы, из которых с экономической точки зрения выгодно добывать железо посредством плавления в печи.

В природе существуют богатые и бедные железные руды. Если говорить с точки зрения металлургической промышленности, то в руде есть ряд полезных добавок, которые необходимы при получении чугуна, – это хром, никель, марганец и другие. Есть и вредные включения: сера, фосфор, медь и т.п.

Кроме того, железная руда может делиться на несколько групп в зависимости от минерала:

  • красный железняк – 70% железа, 30% кислорода;
  • магнитный железняк – 72,4% железа, 27,6% кислорода;
  • бурый железняк – до 60% железа;
  • шпатовый железняк – до 48,3 % железа.

Логично было бы сделать вывод, что доменное производство чугуна должно предусматривать использование руды из второй группы. Но самой распространенной является первая, поэтому ее чаще и применяют.

Подготовка руды к плавке

Подготовка руды к плавке

Нельзя добыть железную руду из земли и тут же забросить ее в загрузочное устройство доменной печи. Сначала необходимо несколько улучшить технико-экономические показатели, что позволит использовать для получения чугуна относительно бедные руды, которых в земной коре значительно больше. К примеру, увеличение железа в руде всего на 1% приводит к экономии кокса на 2% и к увеличению производительности ДП на 2,5%.

На первом этапе руда дробится на фракции, а дальше проходит грохочение. Последнее мероприятие необходимо для разделения железной руды по крупности. Дальше идет усреднение, где выравнивается химический состав. Один из самых важных и сложных этапов – обогащение. Суть процесса заключается в удалении пустых пород с целью увеличения содержания в руде железа. Обычно обогащение проходит в два этапа.

Заключительным этапом является окускование, которое нужно для улучшения протекания плавки в доменной печи.

Технология производства

Технология производства

Доменный процесс – это совокупность механических, физических и химико-физических процессов, которые протекают в функционирующей ДП. Загружаемые флюсы, руды и кокс в процессе плавки превращаются в чугун. С точки зрения химии, это окислительно-восстановительный процесс. По сути, из оксидов восстанавливается железо, а восстановители окисляются. Но процесс принято называть восстановительным, так как конечная цель – получить металл.

Основным агрегатом для реализации процесса плавки служит печь (шахтная). Крайне важно обеспечить встречное движение шихтовых материалов, а также их взаимодействие с газами, которые образуются во время плавки. Для улучшения процесса горения используется дополнительная подача кислорода, природного газа и водяного пара, что в совокупности называется дутьем.

Еще о доменном процессе

Еще о доменном процессе

Кокс, поступающий непосредственно в горн, имеет температуру порядка 1 500 градусов. В результате в зоне горения образуется смесь газов температурой 2 000 градусов. Он поднимается в верх доменной печи и нагревает опускающиеся к горну материалы. При этом температура газа несколько понижается, примерно до 1700-1600 градусов.

Шихта грузится в колошник порционно. Распространение в ДП происходит слоями. Обычно загружают одну порцию в 5 минут. Перерыв нужен для освобождения места в колошнике. Науглероживание проходит еще в твердом состоянии железа, после температура падает до 1 100 градусов. В этот период заканчивается восстановление железа и начинается окисление кремния, марганца и фосфора.

В результате мы имеем науглероженное железо, которое содержит не более 4% углерода. Оно плавится и стекает в горн. Туда же попадает и шлак, но так как удельные массы материалов различные, то они не соединяются. Через чугунную летку выпускают чугун, а через шлаковые летки – шлак. В принципе, это и вся технология производства, описанная вкратце.

Сейчас рассмотрим еще один интересный вопрос.

Основные марки чугуна

Основные марки чугуна

Чугун – сплав железа с углеродом. последнего элемента не должно быть меньше 2,14%. Помимо этого, присутствуют и другие элементы, такие как кремний, фосфор, сера и др. Углерод обычно находится или в связанном состоянии (цементит), или же в свободном (графит). Чугун можно поделить на следующие виды:

  • Литейный – имеет маркировку Л1-Л6 и ЛР1-ЛР7.
  • Передельный чугун – маркируется как П1 и П2. Если материал предназначается для отливок, то это ПЛ1 и ПЛ2. Металл с большим содержанием фосфора обозначается как ПФ1,ПФ2, ПФ3. Помимо этого, есть и высококачественный передельный чугун – ПВК1, ПВК2 и ПВК3.
  • Серый – СЧ10, СЧ15, СЧ20,СЧ25, СЧ30 и СЧ35.
  • Ковкий чугун – КЧ30-6, ЧК45-7,КЧ65-3 и др. Если после букв стоят цифры, то они обозначают временное усилие на разрыв.
  • Легированный чугун, имеющий специальные свойства, обозначается буквой «Ч»;
  • Антифрикционный (серый) – АЧС.

Можно говорить о том, что любой вид чугуна имеет свое дальнейшее назначение. К примеру, передельный используется для переделки в сталь и для производства отливок. В это же время марки ПЛ1 и ПЛ2 отправятся в литейный цех, а П1 и П2 будут использованы в сталеплавильном производстве.

Влияние различных соединений на свойства

Влияние различных соединений на свойства

Независимо от вида и марки чугуна есть ряд элементов, которые значительно влияют на его свойства и технические характеристики. В качестве примера возьмем серый чугун.

Повышенное содержание кремния способствует понижению температуры плавления и значительно улучшает его технологические и литейные свойства. По этой простой причине в литейный цех обычно отправляют чугун с большим содержанием этого элемента.

А вот марганец – это своего рода противоположность кремнию. Однако он является полезным химическим элементом, так как увеличивает прочность и твердость изделия.

Сера – одно из самых вредных включений, которое существенно снижает жидкотекучесть и тугоплавкость чугуна. Фосфор может оказывать как вредное влияние, так и полезное. В первом случае изготавливают изделия сложной формы, тонкостенные и не требующие большой прочности. А вот марки чугуна с большим содержанием фосфора недопустимо использовать в машиностроении, где нужно добиться большой прочности изделия.

Про науглероживание железа

Про науглероживание железа

Восстановленное в ДП железо поглощает в себя самые различные химические элементы и углерод в том числе. Как результат, образуется полноценный чугун. Как только он появляется в твердой форме, сразу же начинается его науглероживание. Сам процесс заметен при относительно невысоких температурах в 400-500 градусов.

Кроме того, стоит отметить, что чем больше углерода в составе железа, тем ниже температура плавления. Однако когда металл находится уже в жидком состоянии, процесс протекает несколько интенсивней. Нужно понимать, что после того, как в чугуне будет окончательное количество углерода, изменить это уже будет невозможно.

Такие элементы, как марганец и хром, способствуют увеличению содержания углерода, а кремний и фосфор уменьшают его количество.

Немного о литейном производстве

Немного о литейном производстве

Литье известно человеку уже довольно давно, примерно несколько тысяч лет. Это технологический процесс, позволяющий получить заготовку необходимой формы. Обычно таким способом изготавливают только фасонные детали и заготовки. Суть метода заключается в том, что расплавленный металл или другой материал (пластмасса) выливается в форму, полость которой имеет необходимую конфигурацию будущей детали.

Через некоторое время металл застывает и получается заготовка. Она проходит механическую обработку, которая заключается в улучшении качества посадочных поверхностей, получении необходимой шероховатости и т.п. Интересно то, что литейное производство чугуна для промышленного оборудования осуществляется в земле. Для этого изготавливается разовая песчаная форма и подбирается соответствующее оборудование.

Еще кое-что интересное

Еще кое-что интересное

Стоит обратить ваше внимание на то, что литейное производство использует металл, который был получен в доменной печи. По сути, при вторичной плавке получают изделия с требуемыми свойствами, которые изменяются в плавильной печи.

В это же время отливки, химический состав которых оставляют неизменным в литейном производстве, изготавливают крайне редко. В частности это касается чугуна. Когда нужно получить деталь из черного металла, помимо чугуна, в печь загружают ряд модификаторов, флюсов, раскислителей, а также стальной лом и штыковой чугун.

Последний нужен для получения стальных и чугунных отливок. Сам же процесс производства чугуна мало чем отличается от доменного производства.

Заключение

Графитизирующий отжиг

Каким образом получают ковкий чугун

/ Теория термической обработки металлов / Отжиг второго рода / Отжиг чугунов / Графитизирующий отжиг

22 июля 2011

Графитизирующему отжигу подвергают белые, серые и высокопрочные (модифицированные) чугуны.

Отжиг белого чугуна на ковкий

Белый чугун тверд и очень хрупок из-за большого количества эвтектического цементита в его структуре. Современный способ получения ковкого чугуна графитизирующим отжигом белого был изобретен в начале XIX в.

В настоящее время ковкий чугун — это широко применяемый машиностроительный материал, сочетающий простоту и дешевизну получения отливки фасонных деталей с высокими механическими свойствами.

Для производства ковкого чугуна используют отливки из доэвтектического белого чугуна, содержащего 2,2 — 3,1 % С; 0,7 — 1,5% Si; 0,3 — 1,0% Mn и до 0,08% Cr. в шихте кремния, облегчающего графитизацию, и марганца с хромом, затрудняющих ее, регулируют таким образом, чтобы подавить кристаллизацию графита из расплава и обеспечить возможно более быстрое прохождение графитизации при отжиге.

Напомним, что при кристаллизации серого чугуна графит растет из расплава в неблагоприятной для механических свойств форме разветвленных крабовидных розеток, сечения которых на шлифе имеют вид изогнутых пластин.

График отжига белого чугуна на ковкий

График отжига белого чугуна на ковкий: I и II — первая
и вторая стадии графитизации.

При отжиге белого чугуна графит называемый углеродом отжига, образуется в значительно более компактной, благоприятной для механических свойств форме. Хотя ковкий чугун и не куют, но относительное удлинение у него находится в пределах 2 — 20% (в зависимости от структуры), в то время как у белого чугуна относительное удлинение не превышает 0,2%, а у серого — не более 1,2%.

Микроструктура ковкого чугуна на ферритной основе

Х120.

Исходный фазовый состав белого чугуна такой же, как у стали — феррит и цементит, и поэтому механизм его аустенитизации аналогичен рассмотренному в Образование аустенита при нагревании. При нагревании вначале происходит перлито-аустенитное превращение, затем растворение вторичного цементита и гомогенизации аустенита по С и Si.

Первая стадия графитизации

Во время выдержки при 900 — 4050 °С проходит первая стадия графитизации, по окончании которой весь цементит эвтектического происхождения и остатки вторичного цементита заменяются графитом и структура из аустенито-цементитной превращается в аустенитографитную.

Предположение о разложении цементита с непосредственным выделением из него графита по реакции Fe3C — 3Fe + C не согласуется со многими фактами. В частности, форма углерода отжига в ковком чугуне не соответствует форме исходных кристаллов цементита. 

Доказано, что графнтнзация белого чугуна на первой стадии состоит в зарождении графита на границе А/Ц и вдали от цементитных кристаллов и росте графита при одновременном растворении цементита в аустените путем переноса атомов углерода через аустенит от границы А/Ц к границе А/Г.

Удельный объем графита в несколько раз больше, чем у аустенита, и поэтому его гомогенное зарождение в плотной металлической матрице маловероятно — слишком велика упругая составляющая ∆Fyпp в формуле. Дислокации, субграницы и высокоугловые граниты мало эффективны в качестве мест гетерогенного зарождения графита из-за большой величины ∆Fyпp.

Как известно, серое олово, удельный объем которого на одну четверть больше, чем у белого, зарождается предпочтительно на открытой поверхности образца белого олова. Естественно, что при графитизации, когда удельный объем новой фазы еще более резко отличается от удельного объема исходной фазы, зародыши также преимущественно возникают на свободной поверхности аустенита.

В объеме отливки местами гетерогенного зарождения графита служат несплошности, скопления вакансий, усадочные и газовые микропустоты, микротрещины, разрывы на границе аустенита с неметаллическими включениями из-за разности их термического расширения. Местами зарождения графита могут быть диффузионные поры, возникающие при гомогенизации аустенита.

Например, при выравнивании состава аустенита после ухода атомов кремния из обогащенных им участков остается избыток вакансий, образующих поры. Этим предположительно можно объяснить ускорение графитизации под действием кремния, которое происходит, несмотря на то, что кремний замедляет диффузию углерода в аустените.

После образования центров графитизации в аустените существует градиент концентрации углерода, так какпредельная растворимость цементита в нем выше, чем графита (на диаграмме состояния рисунка Диаграмма состояния Fe — С линия ES находится правее линии E´S´). Например, если первая стадия графитизации проходит при температуре t*, то состав аустенита на границе с цементитом изображается точкой b, на границе с графитом — точкой а.

Участок диаграммы

Участок диаграммы состояния Fe — С со сплошными линиями стабильного и пунктирными линиями метастабильного

равновесия (схема).

Выравнивание концентрации углерода в аустените делает его ненасыщенным по отношению к цементиту (на границе А/Ц состав аустенита сдви гается влево от точки b) и пересыщенным по отношению к графи ту (на границе А/Г состав сдвигается вправо от точки a). В результате непрерывно, вплоть до исчезновения, растворяется цементит и растет графит.

Кроме переноса атомов углерода через твердый раствор, для графитизации необходим еще один процесс — эвакуация атомов железа от поверхности растущего графита, чтобы освободить графиту «жизненное» пространство. К. П. Бунин доказывает, что именно этот диффузионный процесс, а не приток атомов углерода, контролирует скорость роста графитных включений в аустените, так как диффузионная подвижность атомов железа намного меньше, чем у углерода.

Форма графита зависит от температуры отжига и состава чугуна. Углерод отжига быстрее разрастается вдоль высокоугловых границ и субграниц, так как по ним быстрее отводятся атомы железа. Такое нежелательное разветвление графита усиливается с ростом температуры и после отжига при температурах выше 1050 — 1070 °С механические свойства чугуна оказываются очень низкими. Этим определяется верхняя температурная граница первой стадии графитизации.

Добавки и примеси оказывают сложное влияние на рост углерода отжига, изменяя скорости диффузии железа и углерода и другие параметры. Например, малые добавки магния ( ~0,1%) обеспечивают рост углерода отжига в компактной форме. Регулируя температуру отжига и состав белого чугуна, можно получать ковкий чугун с весьма компактными включениями углерода отжига.

При охлаждении чугуна после окончания первой стадии графитизации состав аустенита изменяется по линии ES и из него выделяется вторичный графит. Эту стадию графитизации называют промежуточной. Вторичный графит наслаивается на включения углерода отжига и обычно самостоятельной структурной составляющей не дает.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Отжиг для устранения отбела

В тонких сечениях отливок из серого чугуна и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом из-за ускоренного охлаждения кристаллизуется ледебурит, т. е. чугун получается белым. При литье в кокиль вся поверхность может получиться отбеленной. Для улучшения обрабатываемости резанием и повышения пластичности проводят графитизирующий отжиг, устраняющий отбел отливок. Так как серый и высокопрочный чугуны содержат больше кремния, чем

Упрочняющая термическая обработка серого чугуна не получила такого широкого распространения, как термообработка стали. Это объясняется тем, что пластинчатый графит, действуя как внутренние надрезы, сильно снижает прочность и пластичность металлической основы. Поэтому изменение ее строения при термической обработке не дает большого эффекта упрочнения и часто нерентабельно. Эффективнее термообработка серых чугунов с более благоприятной формой графита, в

Вторая стадия графитизации

Металлическая матрица ковкого чугуна формируется при эвтектоидном распаде аустенита. Для получения чисто ферритной матрицы охлаждение в интервале температур эвтектоидного распада должно быть медленным (смотрите рисунок График отжига белого чугуна на ковкий). Здесь проходит вторая стадия графитизации — аустенит распадается по схеме А → Ф + Г.  Диаграмма изотермических превращений аустенита Диаграмма изотермических превращений аустенита в

Источник: https://www.ktovdome.ru/teoriya_termicheskoy_obrabotki_materialov/355/82/10957.html

Из какого чугуна получают ковкий чугун?

Каким образом получают ковкий чугун

Ковкий чугун получается при длительном термическом отжиге заготовок белого чугуна. В результате термообработки цементит распадается на железо и углерод в виде графита компактной хлопьевидной формы.

Материал с такими графитовыми включениями характеризуется высокими прочностными параметрами, пластичностью и стойкостью к ударным нагрузкам.

Виды чугунов

Чугун – это сплав железа с углеродом, где содержание последнего более 2,14%. В состав такого сплава могут входить и другие элементы. Их содержание определяет многие параметры и свойства материала.

В железоуглеродистом сплаве содержится цементит, графит и графит с цементитом. Цементитом называют соединение углерода с железом состава Fe3C. Графит – это одна из аллотропных модификаций углерода со слоистой структурой.

В зависимости от содержания указанных соединений меняется цвет изделия. Когда преобладает цементит, материал приобретает светлый отблеск. Отсюда и получилось название «белый».

Графит обладает темной окраской, которую он придает и отливкам. Именно структура графитовых включений определяет пластические свойства материала.

Исходя из этого сплав разделяют на:

  • серый;
  • ковкий;
  • высокопрочный;
  • особого назначения.

К первому типу материалов относится сплав железа с углеродом в графитовой модификации хлопьевидной, пластинчатой или глобулярной формы. Он обладает высокими литейными свойствами. Благодаря им часто используется для получения деталей сложной формы.

В то же время хрупкость сплава ограничивает его применение в изделиях, подвергающихся растяжению или изгибу. Сплав с графитом глобулярной формы характеризуется высокими прочностными свойствами. Его относят к одному из подвидов серого чугуна.

Формирование графита указанной формы достигается благодаря добавкам магния и церия. Другие же формы получаются вследствие разных скоростей охлаждения.

Ковкий чугун содержит углерод в интервале концентраций от 2,4–2,8%. Кроме того, в сплаве могут содержаться: кремний, марганец, сера и фосфор. Указанные элементы влияют на конечные свойства изделий.

Особенности производства ковкого чугуна

Форма графитовых включений и металлическая основа.

Чтобы получить ковкий чугун, необходимо следовать технологии, основанной на термическом отжиге заготовок при определенной температуре. В результате данного процесса происходит распад цементита и аустенита. Таким образом, получают углерод, кристаллизующийся в графите хлопьевидной формы.

Аустенитом называют железо с гранецентрированным типом решетки. Данная модификация является высокотемпературной. В железоуглеродистых сталях он может формироваться при температурах более 727 градусов, а в чистом железе при 910 градусах.

Окончательный процесс формирования графита происходит при более низких температурах – в диапазоне 720-760 градусов. Именно углерод в такой модификации определяет такие характеристики, как пластичность и прочность ковкого чугуна.

Метод предусматривает термообработку ковких чугунов в два этапа. Вначале материал подвергают воздействию температуры до 1000 градусов. Выдержка отливок в указанных условиях приводит к распаду ледебурита на графит и аустенит.

После отжига при высокой температуре изделие охлаждают до 720-760 градусов. В результате формируется перлит, распадающийся в дальнейшем на феррит и графит.

Плавку материала для изготовления чугуна осуществляют в вагранках, пламенных и электропечах. Иногда этот процесс осуществляют в комбинированных печах. Исходные отливки могут содержать различное количество углерода.

При изготовлении ферритного сплава необходимо использовать заготовки с меньшей концентрацией углерода. Такие изделия обладают высокой температурой плавления, поэтому требуют повышенную температуру перегрева.

Обычно для плавки в данной ситуации используют две печи. В вагранке происходит расплавление, а в электродуговой печи перегрев. Описанная технология плавки называется дуплекс-процессом.

Для производства перлитного сплава используют заготовки с большим содержанием «С». Для плавки такого материала достаточно вагранки.

Особенностью производства форм для отливок является повышенная усадка белого сплава. Из-за этого процесса возникает необходимость установки боковых прибылей у каждого местного утолщения отливки. Это позволяет избежать формирования раковин.

Для того, чтобы увеличить скорость охлаждения более толстых мест отливки используются металлические холодильники.

Влияние углерода и кремния на структуру чугуна и зависимость структуры от толщины чугуна.

Название данного материала обусловлено лишь его более высокими пластичными свойствами. На самом деле его нельзя подвергать ковке. Данный тип сплава используется так же, как и другие его виды.

Преимуществом ковкого чугуна, по сравнению с белым, является высокая антикоррозионная стойкость. По этому свойству материал занимает более высокие позиции, чем углеродистые стали. По механическим свойствам он уступает сталям, однако превосходит белый чугун.

Разновидности ковкого чугуна

В зависимости от процесса производства ковкий чугун бывает ферритным и перлитным. В первом случае изготовление осуществляется в нейтральной среде. Такой материал отличается ферритной структурой с остаточным углеродом отжига.

В состав сплава до термообработки входит 2,2-2,99 процента углерода, а также добавки других элементов, содержание которых не превышает одного процента. Уменьшение концентрации «С» сопровождается увеличением прочностных характеристик материала. Однако его литейные свойства снижаются.

Данный материал широко применяется при изготовлении деталей для машин и сельхоз техники, где необходима стойкость к постоянным нагрузкам и напряжениям.

Данный сплав отличается более низкими пластическими свойствами. В связи с этим его используют в задачах, не требующих стойкости к серьезным пластическим и химическим нагрузкам.

Свойства ковких чугунов

Ковкий чугун обладает механическими свойствами, зависящими от содержания кремния углерода в графитовой аллотропной модификации. Для белосердечного материала влияние оказывают также хром и марганец.

Различие структуры изделий определяет и различие свойств. Так, черносердечный сплав характеризуется большей пластичностью, но меньшей твердостью, чем перлитный тип.

Высокие прочностные характеристики данных сплавов обеспечиваются графитом хлопьевидной формы. Несмотря на свое название, данные изделия не поддаются ковке. Они изготавливаются путем отливки деталей в заданные формы.

Главным достоинством ковкого сплава является однородность свойств по сечению материала, а также отсутствие напряжений.

С точки зрения других характеристик они отличаются:

  • хорошей текучестью при литье;
  • поглощением вибраций;
  • высокой износостойкостью;
  • хорошей коррозионной стойкостью к влаге и многим агрессивным химическим соединениям;
  • высокой стойкостью к ударным нагрузкам.

Маркировка изделий

Марки ковкого чугуна начинаются с букв «КЧ», после которых следуют цифры. Первые числа соответствуют уменьшенному в десять раз пределу прочности материала. Вторая пара – это показатель относительного удлинения.

Согласно принятым стандартам ковкие чугуны имеют одиннадцать типов маркировки. 4 соответствуют ферритному, а 7 марок – перлитному.

Сферы использования материала

Механические свойства и химический состав чугуна.

Применение ковкого чугуна нашлось в машиностроении, автомобилестроении, в производстве ж/д вагонов, изготовлении сельхоз оборудования.

Лучшими свойствами для отмеченных сфер применения является перлитный тип. Однако, несмотря на более высокие характеристики, чаше используется черносердечный сплав. Это обусловлено меньшими затратами на его производство.

Только для изготовления деталей, подвергающихся высоким нагрузкам, используют белосердечный материал. К таким изделиям относятся рессоры, детали двигателей и т.д.

Итог

Ковкие чугуны нашли широкое применение в различных областях человеческой жизнедеятельности благодаря своим высоким прочностным свойствам и хорошей коррозионной стойкости.

Они используются для изготовления различных деталей, которые должны выдерживать значительные постоянные и периодические нагрузки.

В зависимости от задач, может использоваться либо ферритный, либо перлитный тип материала. Каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками, описанными в данной статье.

Источник: https://varimtutru.com/iz-kakogo-chuguna-poluchayut-kovkiy-chugun/

Говорят, что бой Конор – Серроне – договорняк. Разбираем нокаут и объясняем, почему это не так

Каким образом получают ковкий чугун

Макгрегор пытался пробить Хабибу такой же хайкик.

Конор очень эпично вернулся: на UFC 246 в Лас-Вегасе он нокаутировал Дональда Серроне за 40 секунд. На пресс-конференции после турнира президент промоушена Дэйна Уайт заявил, что дальше для Макгрегора – бой с Хабибом. При этом реванш против ирландца анонсировал еще и Флойд Мэйвезер.

Но пока все разбираются в следующих соперниках Конора, Нэйт Диас и соцсети бушуют, что поединок против Ковбоя куплен. 

Но если внимательно пересмотреть эти 40 секунд, то будет все меньше оснований согласиться с Диасом. В логике боя нет вообще ничего удивительного.

Серроне говорил, что волнуется перед выходом в клетку – Хабиб назвал это «мышлением очкошника». Естественно, что перед боем с Макгрегором мандраж еще больше. Конор мощнее всего проводит первый раунд – у него это сильная сторона, у Дональда – слабая.

Поэтому с первой секунды ирландец обескуражил сокращением расстояния (этого от него сложно ожидать – он всегда работает на дистанции, а тут пошел в клинч).

Нанес три удара плечами – и разбил нос сопернику.

Разорвал дистанцию, заблокировал удар и поджимал к клетке.

На 20-й секунде пробил левый хайкик.

Точно такой же эпизод был в бою с Хабибом, только на 12-й секунде. Конор поддавливал и пробил ногой в голову. Разница в том, что Нурмагомедов успешно этот выстрел заблокировал, а Серроне поймал удар челюстью. 

Колено – абсолютно актуальное при сопернике в нокдауне у клетки. После чего Конор заходит слева – оттуда по нему сложнее попасть, оттуда ему удобнее работать левой рукой.

Добивание в партере. Опять же – акцентированные удары левой.

Победа Конора – хороший тайминг, домашние заготовки и работа исходя из своей сильной стороны и слабой стороны соперника. Но, конечно, гораздо проще поверить в теорию заговора.

Ведь каждая победа Конора – договорняк.

Мендес, Альдо и Альварес – Макгрегора обвиняли в купленных боях в трех титульниках из четырех

Про покупные бои Конора говорят с 2014 года (в UFC он попал в 2013-м). Тогда он впервые нокаутировал топового соперника, разобравшись за 106 секунд с Дастином Порье. Через один бой у Макгрегора был поединок за временный титул – против Чеда Мендеса. И это – первый случай, когда ирландца начали подозревать не только в соцсетях.

«Это фальшивый бой. Мы превращаемся в рестлинг. Мне очень жаль», – сказал Вандерлей Силва. Пообещал предоставить доказательства, но потом извинился.

Конора обвинили в договорняке против бойца, который готовился всего 2 недели и просто вышел на замену, чтобы спасти турнир. Аргументы: борец Мендес вместо контроля в партере попробовал выйти на удушающий, не уничтожал Макгрегора на земле, а потом упал от одного удара в печень.

Все так, но:

• Выход на сабмишен – это попытка скорее закончить бой, зная, что дальше у тебя может не хватит функционалки, ведь ты готовился две недели.

• Отсутствие большого количества ударов в партере – по той же причине. Тратить силы и сдыхать раньше времени?

• Невероятно, но факт: от ударов в печень действительно падают.

После Мендеса был Жозе Альдо, который упал за 13 секунд. И снова обвинения. Но правда ли боец, который доминировал в полулегком весе 10 лет и наслушался много дерьма от соперника, способен сдать? И если да, то почему так – наглухо и нокаутом?

«Этот бой не может быть договорным. Мой папа учил меня жить честно. Я никогда не продам себя», – отвечал Альдо.

Потом у Конора был наконец-то настоящий бой – когда он проиграл Нэйту Диасу. Если Макгрегора побеждают, значит, все было честно, в противном случае – нет. Правда, странно, что бойца с легендарным наследием (Альдо) можно подкупить, а не заботящегося о рекорде (Диаса) нет.

К счастью для Конора, к реваншу против Нэйта до судей боя дошел транш, поэтому он победил решением большинства. Совершенно не важно, что он несколько раз при этом ронял Диаса и сам не падал в кровавых разменах.

Бой за титул легкого веса против Эдди Альвареса – самый громкий повод обвинить Конора в договорняке. Слишком сладкий сценарий: Макгрегор стал первым в истории одновременным чемпионом в двух дивизионах, а Альварес за этим наблюдал, пока не оказался в нокауте во втором раунде.

Действительно, с виду Эдди был пассивен. 12 точных попаданий за 8 минут боя должны в этом якобы убедить, но статистика поспорит:

• Альварес всего нанес 46 ударов, то есть процент точности – 26. Каждый четвертый удар в цель – не так плохо. Плюс проблема не только в Эдди: Конор не из тех ребят, которые привыкли блокировать удары головой.

• Конор нанес 90 ударов (40 дошли до цели). То есть перебил соперника ровно в два раза с процентом точности 44. При этом Макгрегор постоянно шел вперед, попадал даже на контратаках (уклон-удар), и как боец он быстрее – потому что пришел из полулегкого веса.

• Из 90 ударов Конора 12 были нанесены в партере во время добивания. То есть на дистанции 78-46 в его пользу – а это не много.

Хабиб тогда написал, что за Альвареса и весь главный бой UFC 205 стыдно. В октябре 2018-го Нурмагомедов показал, как сделать так, чтобы за мейн ивент и чемпиона дивизиона не было стыдно. Главное, повторить это в реванше. 

Источник: https://www.sports.ru/tribuna/blogs/mmardoboi/2701530.html

Свойства и сферы применения ковкого чугуна

Чугун является одни из популярнейших сплавов металлов. Он применяется в различных сферах жизнедеятельности человека. Помимо основного сплава, существуют отдельные разновидности этого материала, например, ковкий чугун. У каждого вида чугуна свой состав и характеристики.

Основные характеристики металла

Основные характеристики металла напрямую зависит от процентного содержания углерода в его составе. Структура ковкого чугуна представляет собой кристаллическую решётку, в которой присутствуют частицы углерода в форме графита. Дополнительно в составе содержится небольшое количество кремния, марганца и хрома.

Строение ковкого материала влияет на изготавливаемые из него детали и заготовки. Например, ферритная разновидность материала обладает более низким показателем прочности, нежели перлитная. При использовании частиц графита хлопьевидной формы материал становится более прочным и пластичным. Детали, изготавливаемые из ковкого чугуна, могут изменять размер и форму при длительном воздействии комнатной температуры и уровня влажности.

Однако по названию материал нельзя говорить о способах обработки. Этот вид чугуна по стандартам, указанных в ГОСТах, не производится с помощью ковочного оборудования. Для этого применяется технология литья. Благодаря этому в готовом металле нет внутренних и поверхностных напряжений. Характеристики:

  1. Высокий показатель текучести и прочности.
  2. Устойчивость к коррозийным процессам.
  3. Металл выдерживает длительное воздействие кислот и щелочей.

Однако характеристики этого материала быстро снижаются при воздействии низких температур. Он становится хрупким и разрушается от ударов.

Разновидности

При изготовлении высокопрочных чугунных сплавов, создаются разные условия, при которых проводится процедура отжига. В зависимости от изменений технологического процесса, получается три вида ковкого чугуна:

  1. Перлитный — в состав этого материала входят частицы графита хлопьевидной формы.
  2. Ферритный — этот материал включается в себя феррит и частицы углерода хлопьевидной формы.
  3. Ферритно-перлитный. Смесь двух предыдущих видов ковкого чугуна.

В зависимости от температуры отжига и легирующих добавок характеристики готового материала изменяются.

Свойства

Механические свойства чугуна напрямую зависят от того, сколько в его составе содержится углерода и в какой форме представлен этот компонент. Характеристики могут изменяться от добавления легирующих примесей. К ним относится кремний, марганец, сера, фосфор и хром. Изготавливают этот материал из белого чугуна, после проведения отжига при высоких температурах. Свойства ковкого материала:

  1. Высокий показатель прочности и пластичности.
  2. Хорошая вязкость.
  3. Материал обладает высокой износостойкостью.

Ковкий чугун является лучшей разновидностью основного сплава. Из него изготавливаются массивные конструкции, отдельные части которых соединяются с помощью сварочного оборудования.

Маркировка

Как и другие металла или их сплавы, ковкий чугун имеет определённую маркировку. Он обозначается в сокращении КЧ. После букв, обозначающих материал, идут цифры. Первые две обозначают предел прочности на разрыв. Третья цифра указывает на показатель удлинения в процентах.

По ГОСТу 1215–79 существует 11 разновидностей ковкого чугуна, которые имеют собственную маркировку. Их можно найти в справочниках по литью металлов и сплавов или таблицах в интернете.

Особенности производства

При изготовлении ковкого чугуна существует ряд особенностей и тонкостей. В первую очередь необходимо понимать, что основой для изготовления этого материала является БЧ (белый чугун). Этот сплав обладает плохими показателями для литья. При остывании происходит процесс усадки, во время которого материал сильно теряет в размере. Во время литья белого чугуна часто образовываются дефекты, из-за которых заготовки бракуются.

Чтобы добиться желаемого результата и обойти все недостатки этого материала, необходимо нагревать его до критических температур и при этом учитывать то, насколько измениться форма заготовки во время процессов томления и усадки. Томление металла должно проходить при температуре в 1400 градусов по Цельсию. Во время этого процесса заготовки располагаются в специальных горшках, изготавливаемых из тугоплавких металлов. В одну емкость для томления укладывается до 300 отливок.

При укладке заготовок в горшки их располагают как можно плотнее друг к другу. Сверху их засыпают рудой или песком. Таким образом материал защищается от процессов окисления и деформации.

Чтобы сделать ковкий чугун, используют электрические печи. Специальное оборудование позволяет регулировать температуру томления. Наиболее эффективными являются печи, в которых можно регулировать воздушные смеси. Самыми популярными печами для изготовления ковкого материала являются муфельные. Они позволяют уберечь емкости с заготовками от соприкосновения с продуктами сгорания топлива.

Готовые отливки проходят несколько этапов очистки. На первом этапе с них счищаются остатки формовочной смеси. Чтобы провести грубую очистку применяется промышленное пескоструйное оборудование. Далее идёт второй этап очистки, на котором с отливки удаляются остатки питателей. Для этого применяются шлифовальные машины.

В ГОСТах указаны требования и правила, которые позволяют уберечь детали из КЧ от появления различных дефектов. К ним могут относиться трещины, сколы, недоливы и раковины. Ковка чугуна не проводится ни на одном этапе производства. Исправить большинство дефектов термической обработкой невозможно.

Сферы использования

Благодаря характеристикам ковкий чугун получил широкое применение в различных сферах промышленности:

  1. Производство изделий и деталей, которые будут подвергаться серьёзным нагрузкам в процессе эксплуатации.
  2. Машиностроение.
  3. Сельскохозяйственная промышленность.
  4. Изготовления деталей для промышленного оборудования и станков.

Из ковкого чугуна делают механизмы, конструкции и детали, которые используются при эксплуатации железнодорожного транспорта. Яркий пример использования этого материала в машиностроении — изготовление коленчатых валов, которые устанавливаются в дизельных тракторах и автомобилях. Низкая цена и характеристики этого металла позволяют использовать его, как аналог разным видам сталей.

Ковкий чугун представляет сплав железа и углерода. Изготавливают его из БЧ в процессе отжига. В итоге получается уникальный материал со своими характеристиками. Используется в машиностроении, строительстве, изготовлении деталей для поездов и износоустойчивого оборудования, станков.

Источник: https://metalloy.ru/splavy/kovkij-chugun

Ковкий чугун

пер.Каштановый 8/14 51100 пгт.Магдалиновка

Nikolaenko Dmitrij

Ковкий чугун Ковкий чугун (1 голос, в среднем: 5 из 5)

Ковкий чугун — другими словами это название мягкого вязкого сплава, который производится путем отливки из белого чугуна. Процесс производства включает в себя также отжиг в специальных печах с продолжительностью времени 20 — 100 часов при температуре 950 – 970 градусов Цельсия, затем следует термическая обработка. В технологии производства данного сплава применяется долгий отжиг, при котором цементит распадается и образуется графит

Ковкий чугун имеет сталистую основу, имеет в себе углерод в виде графита. В силу того, что графит имеет форму хлопьев, такой чугун немного вязкий и пластичный. Произвести ковкий чугун не так быстро и довольно дорого. Поэтому в промышленности его применение ограничено.

Марки ковкого чугуна

Марки ковкого чугуна классифицируются следующим образом: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10. Принцип данной маркировки чугунных сплавов построен следующим образом: буквы «КЧ» означают ковкий чугун, после букв первые две цифры показывают допуск прочности при растяжении, за ними две цифры — удлинение, небольшое при растяжении.

Марки ковкого чугуна определяются согласно нормам ГОСТ, которые содержат стандартизированные характеристики для каждого из сплавов. Процентное содержание добавок контролируется и задается при выплавке металла и указывается в документах, а также непосредственно на самой продукции при ее подготовке к отправке заказчику.

В отдельных случаях, при больших объемах заказываемой продукции возможны некоторые отклонения от установленных стандартов, если это требуется для удовлетворения необходимого запроса потребителя.

Для удобства пользователей некоторые данные об отдельных марках сплава собраны в следующую таблицу.

Ковкий чугун применение

Ковкий чугун применение нашел в разных отраслях промышленности, хотя и не производится в таких объемах как легированный или литейный. Главным образом сплав используют для получения тонкостенного литья. Применяют в разных отраслях машиностроения. Это очень практично, потому что механические свойства литья ковкого чугуна достаточно высокие.

К примеру, постоянными потребителями этого сплава являются такие отрасли, как автомобилестроение, тракторостроение, сельхозмашиностроение, электропромышленность, станкостроение, тяжелое машиностроение.

Ковкий чугун применение в этих отраслях нашел благодаря хорошим механическим свойствам, высокой способностью выдерживать ударные нагрузки, хорошим показателям износостойкости и возможностью его производства в достаточном количестве, хотя и имеет относительно высокую себестоимость.

Еще статьи из этого раздела: Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь  — это сталь, которая содержит повышенное количество углерода,

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Антифрикционный чугун, его свойства, особенности, разновидности и технические характеристики

Антифрикционный чугун — это чугун для отливок, который используется в ответственных

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Легированная сталь

Легированная сталь — это сталь, включающая в себя разные легирующие

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Чугун передельный

Чугун, который предназначен для последующего передела в сталь или переплавки

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Чугун литейный

Чугун литейный — это сплав железа, в состав которого входит

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Чугун

Чугун – это железоуглеродистые сплавы. Процент содержания углерода (С) в

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Углеродистая сталь

Углеродистая сталь — это инструментальная сталь, содержащая 0,04- 2% углерода

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Металлы и все о металлах

Металлы – это группа элементов, которые схожи рядом свойств и

(1 голос, в среднем: 4 из 5)

Источник: https://metallsmaster.ru/kovkij-chugun/

Термическая обработка белого чугуна (получение ковкого чугуна)

Белый чугун в литом виде вследствие своей высокой твердости ихрупкостине находит широкого применения. Изделияиз белого чугунаявляются исходным продуктом для получения ковкого чугуна с помощью термической обработки.

Для этой цели используют белый чугун, который содержит 2,5—3,2% С, 0,6—0,9% Si, 0,3—0,4% Мп, 0,1-0,2% Р и 0,06—0,1% S.

Исходная структура белого чугуна —перлит и ледебурит.

Структура ледебурита встречается во всех белых чугунах, т.е. в железоуглеродистых сплавах с содержанием углерода более 2%, который присутствует в сплаве в форме цементита.

Ледебурит при комнатной температуре представляет механическую смесь перлита и цементита.

Напоминаем, что перлит представляет собой тоже механическую смесь, но феррита и цементита, причем перлит — более мелкая смесь, чем ледебурит.

Описываемый отжиг на ковкий чугунпроизводят в нейтральной среде (N2или Н2) для защиты от обезуглероживания и окисления, в специально предназначенных для этой цели печах непрерывного действия .

Детали укладывают на специальные поддоны, которые размещаются на роликовом поду.

Поддоны проталкиваются с определенной скоростью по роликам. Длина камер нагрева первой и второй стадии отжига назначается с таким расчетом, чтобы детали находились в камерах необходимое для данной температуры время.

Отжиг на ковкий чугун производится по режиму, показанному на рис. 76.

  1. Первая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав ледебурита; в перлите цементит сохраняется.

  2. Вторая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав перлита.

В результате прохождения только одной стадии отжига получают ковкий чугун со структурой перлит+феррит+углерод отжига.

Такой чугун называютперлитным(перлитно-ферритным, рис. 77,а).

Он обладает хорошими прочностными свойствами, но невысокой пластичностью. Чугун с такой структурой используется в деталях, работающих на изгиб и трение.

Для повышения прочности чугун можно подвергать закалке и высокому отпуску, что улучшает его механические свойства.

После полного цикла отжига структура чугуна состоит из феррита и углерода отжига, т.е. образуетсяферритный ковкий чугун (рис. 77, б).

Из ковкого чугуна изготовляют мелкие детали сложной формы, которые трудно обработать резанием

Такие детали хорошо отливаются из белого чугуна, а последующая термическая обработка обеспечивает им хорошиепластические и прочностныесвойства.

Применяют и другой способ получения ковкого чугуна.

Нагрев изделий производится в окислительной среде, вследствие чего происходит выгорание углерода с поверхности, вызывающее снижение твердости и некоторое повышение пластических свойств, а также улучшение обрабатываемости.

В центре такой чугун сохраняет структуру белого чугуна. Полученный этим методом чугун называют белосердечным в отличие от черносердечного, получаемого при отжиге в нейтральной среде по вышеописанному способу.

При таком способе детали из белого чугуна загружают в ящики, пересыпают окалиной или рудой и нагревают в обычных камерных печах.

Отжиг ковкого чугуна является весьма длительной операцией. В настоящее время разработано много способов ускоренного отжига ковкого чугуна — предварительная закалка, отжиг в расплавленных солях при очень высоких температурах 1050—1100° и др.

Все эти мероприятия сокращают длительность отжига на ковкий чугун.

§

Источник: http://www.Conatem.ru/tehnologiya_metallov/termicheskaya-obrabotka-belogo-chuguna-poluchenie-kovkogo-chuguna.html

Ковкий чугун | Агентство Литьё++

Ковкий чугун (malleable iron castings) получают графитизирующим отжигом белого чугуна определенного химического состава, что обеспечивает формирование в процессе отжига компактного графита, который придает ковкому чугуну повышенные механические свойства (предел прочности при растяжении σB, относительное удлинение δ и ударная вязкость αH).

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна характеризуется пониженным содержанием графитизирующих элементов C=2,4-2,9%; Si=1,0-1,6%; C+Si=3,6-4,2%, что обусловлено необходимостью получения отливок из ковкого чугуна в литом состоянии со 100% отбелом по всему сечению отливки, по той простой причине, что при наличии в литой структуре чугуна пластинчатого графита, в процессе последующего проведения отжига будет формироваться пластинчатый графит (т.е. серый чугун), а не компактный, присущий ковкому чугуну.

Принято различать черносердечный ковкий чугун, получаемый графитизирующим отжигом (технология используемая в Украине) и белосердечный ковкий чугун, получаемый обезуглероживающим отжигом в окислительной среде (обычно отливки располагают в контейнерах в перемешку с железной рудой, t=1000-1050°C, τ=60-70 ч). Тонкостенные отливки из белосердечного ковкого чугуна производят во Франции, Германии, Италии и др. странах, основные достоинства такого чугуна — повышенная вязкость и пригодность для проведения сварки без предварительной и последующей термической обработки.

Термическая обработка

Графитизирующий отжиг является неотъемлемой технологической операцией процесса получения ковкого чугуна. Основное назначение — проведение графитизации, т.е. выделения графита из цементита, при этом протекание процесса возможно по 2-м вариантам: полная графитизация цементита, с получением ферритной металлической матрицы и частичная графитизация первичного и ледебуритного цементита, с получением перлитной или перлито-ферритной металлической матрицы.

Независимо от выбранного варианта, графитизирующий отжиг проводят в две стадии:

Рис. 1: Схема графитизирующего отжига ковкого чугуна

  1. стадия предусматривает:  нагрев до температуры 930-1050°C со скоростью 200-300°C/ч; выдержку в течение ~10 ч. На данной стадии происходит разложение первичного и ледебуритного цементита, в результате чего образуется аустенитная матрица с включениями хлопьевидного (компактного) графита (см. рис. 1). Затем следует снижение температуры до ~760°C (со скоростью 50-65°C/ч), т.е. до температуры немногим выше начала эвтектоидного превращения.
  2. стадия предусматривает медленное охлаждение со скоростью не выше 5°C/ч во всем интервале эвтектоидного превращения, вплоть до ~700°C. На данной стадии происходит распад цементита, входящего в перлит. Окончательная микроструктура чугуна зависит от параметров второй стадии: кратковременная выдержка (~5 ч) влечет за собой образование перлитной структуры металлической матрицы с включениями компактного графита, вокруг которых располагается оторочка феррита; длительная выдержка в течение 20-40 ч, ведет к образованию ферритной металлической матрицы с включениями компактного графита, что хорошо показано на рис. 1.

Основной недостаток техпроцесса получения ковкого чугуна — длительный процесс термической обработки, что при нынешних высоких ценах на электроэнергию, ведет к значительным затратам. Для снижения длительности отжига ковкий чугун подвергают модифицированию и микролегированию алюминием (0,01%), бором (0,003%), титаном (0,03%), висмутом (0,003%), что ведет к увеличению в расплаве центров графитизации и снижению стабильности цементита.

Достоинства ковкого чугуна:

  1. Сочетание высоких механических свойств с высокой обрабатываемостью резанием (компактный графит способствует ломкости стружки и является смазывающим материалом)
  2. Однородная структура по всему сечению отливки
  3. Отсутствие внутренних напряжений в отливках
  4. Способность воспринимать высокие знакопеременные нагрузки
  5. Высокая коррозионная стойкость

Ковкий чугун используют для производства мелких тонкостенных отливок (3-50 мм) ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок в автомобилестроении, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении для изготовления коробок передач, деталей приводных механизмов, шасси, рычагов, коленчатых и распределительных валов, деталей сцепления, поршни дизельных двигателей, коромысла клапанов, фитинги и т.д.

Стандарты

Технические характеристики ковкого чугуна для изготовления отливок, в Украине регламентируется ГОСТ 1215-79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия».

Маркировка

Ковкий чугун маркируют буквами КЧ, за которыми следуют две цифры, отображающие предел прочности при растяжении σB (в кгс/мм2), а за ними, через дефиз, следует одна или две цифры, отображающие относительное удлинение δ (в %), через дефиз заканчивают маркировку буквы Ф или П, отобраражающие класс чугуна ферритный или перлитный. К примеру, КЧ 37-12-Ф означает — ковкий чугун ферритного класса с пределом прочности на растяжение не ниже — 37 кг/мм2 и относительным удлинением не ниже — 12%.

Классификация ковкого чугуна

В зависимости от микроструктуры металлической матрицы ковкий чугун подразделяют на ферритный (Ф) и перлитный (П):

  • Ковкий чугун ферритного класса с ферритной или феррито-перлитной микроструктурой металлической матрицы, производят следующих марок: КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10, КЧ 37-12
  • Ковкий чугун перлитного класса с перлитной микроструктурой металлической матрицы, производят следующих марок: КЧ 45-7, КЧ 50-5, КЧ 55-4, КЧ 60-3, КЧ 65-3, КЧ 70-2, КЧ 80-1,5

Механические свойства

Механические свойства материала отливок из ковкого чугуна ферритного и перлитного классов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1215-79, приведенным в табл. 1.

Таблица 1: Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Марка Временное сопротивлениеразрыву, МПа, (кгс/мм2) Относительноеудлинение, % Твердость поБринеллю, НВ
не менее
КЧ 30-6 294 (30) 6 100-163
КЧ 33-8 323 (33) 8 100-163
КЧ 35-10 333 (35) 10 100-163
КЧ 37-12 362 (37) 12 110-163
КЧ 45-7 441 (45) 7* 150-207
КЧ 50-5 490 (50) 5* 170-230
КЧ 55-4 539 (55) 4* 192-241
КЧ 60-3 588 (60) 3 200-269
КЧ 65-3 637 (65) 3 212-269
КЧ 70-2 686 (70) 2 241-285
КЧ 80-1,5 784 (80) 1,5 270-320

Примечание: * По согласованию изготовителя с потребителем допускается понижение на 1%.

Химический состав

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна согласно ГОСТ 1215-79, приведен в табл. 2.

Таблица 2: Химический состав ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Марка Массовая доля, %
Основные компоненты Примеси, не более
C Si C+Si Mn P S Cr
Ферритного класса
КЧ 30-6 2,6-2,9 1,0-1,6 3,7-4,2 0,4-0,6 0,18 0,20 0,08
КЧ 33-8 2,6-2,9 1,0-1,6 3,7-4,2 0,4-0,6 0,18 0,20 0,08
КЧ 35-10 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-4,0 0,3-0,6 0,12 0,20 0,06
КЧ 37-12 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-4,0 0,2-0,4 0,12 0,06 0,06
Перлитного класса
КЧ 45-7 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 50-5 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 55-4 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 60-3 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 65-3 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08
КЧ 70-2 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08
КЧ 80-1,5 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08

Производители литья из ковкого чугуна

Литература

  1. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. Бобылев А.В. М., «Металлургия», 1980. 296 с.
  2. Воздвиженский В.М. и др. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1984. — 432 с., ил
  3. Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. М. Машиностроение, 1988. — 272 с.: ил.
  4. Энциклопедия неорганических материалов. В двух томах. К.: Высшая школа, 1977.
  5. ГОСТ 1215-79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия».
  6. Колачев Б.Ф., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Металлургия, 1981. 416 с.
  7. Справочник по чугунному литью./Под ред. д-ра техн. наук Н.Г. Гиршовича.- Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978.- 758 с., ил

Источник: https://on-v.com.ua/novosti/texnologii-i-nauka/kovkij-chugun/

Производство чугуна. Марки чугуна. Технология производства :

В настоящее время основной способ получения чугуна — плавка железных руд в доменных печах. Для плавки необходим ряд сырых материалов, таких как флюсы, железные или марганцовые руды, а также топливо.

В качестве топлива используется кокс, который, по сути, является каменным углем. Роль кокса – обеспечить процесс восстановительной энергией и определенным количеством тепла. Давайте рассмотрим производство чугуна более подробно.

Так как это сложный и длительный процесс, то его описание займет много времени.

Топливо для плавки

Как было отмечено выше, в качестве топлива используют кокс. Но, помимо этого, допустимо использование мазута, угольной пыли и природного, а также коксового газов. Тем не менее практически всегда в качестве основного горючего применяют именно кокс. Это вещество, которое образуется при удалении летучих газов из угля при температуре от 900 до 1 200 градусов.

Сегодня это единственный вид твердого топлива, который сохраняет свою исходную форму во время движения от колошника к горну. В принципе, к этому материалу выдвигаются жесткие требования, которые касаются механической прочности и жесткости, что нужно для восприятия больших нагрузок в нижней части доменной печи. Крайне важно выдерживать фракцию кокса. Слишком мелкие частицы способствуют газопроницаемости шихты, а слишком большие разрушаются и образуют мелкую фракцию.

Помимо этого, необходимо соблюдать определенный процент влажности, что нужно для поддержания теплового режима.

Руды для плавки

В земной коре довольно много железа, однако в чистом виде оно не встречается, его всегда добывают с горными породами в виде различных соединений. Железной рудой можно называть только те породы, из которых с экономической точки зрения выгодно добывать железо посредством плавления в печи.

В природе существуют богатые и бедные железные руды. Если говорить с точки зрения металлургической промышленности, то в руде есть ряд полезных добавок, которые необходимы при получении чугуна, – это хром, никель, марганец и другие. Есть и вредные включения: сера, фосфор, медь и т.п.

Кроме того, железная руда может делиться на несколько групп в зависимости от минерала:

  • красный железняк – 70% железа, 30% кислорода;
  • магнитный железняк – 72,4% железа, 27,6% кислорода;
  • бурый железняк – до 60% железа;
  • шпатовый железняк – до 48,3 % железа.

Логично было бы сделать вывод, что доменное производство чугуна должно предусматривать использование руды из второй группы. Но самой распространенной является первая, поэтому ее чаще и применяют.

Подготовка руды к плавке

Нельзя добыть железную руду из земли и тут же забросить ее в загрузочное устройство доменной печи. Сначала необходимо несколько улучшить технико-экономические показатели, что позволит использовать для получения чугуна относительно бедные руды, которых в земной коре значительно больше. К примеру, увеличение железа в руде всего на 1% приводит к экономии кокса на 2% и к увеличению производительности ДП на 2,5%.

На первом этапе руда дробится на фракции, а дальше проходит грохочение. Последнее мероприятие необходимо для разделения железной руды по крупности. Дальше идет усреднение, где выравнивается химический состав. Один из самых важных и сложных этапов – обогащение. Суть процесса заключается в удалении пустых пород с целью увеличения содержания в руде железа. Обычно обогащение проходит в два этапа.

Заключительным этапом является окускование, которое нужно для улучшения протекания плавки в доменной печи.

Технология производства

Доменный процесс – это совокупность механических, физических и химико-физических процессов, которые протекают в функционирующей ДП. Загружаемые флюсы, руды и кокс в процессе плавки превращаются в чугун. С точки зрения химии, это окислительно-восстановительный процесс. По сути, из оксидов восстанавливается железо, а восстановители окисляются. Но процесс принято называть восстановительным, так как конечная цель – получить металл.

Основным агрегатом для реализации процесса плавки служит печь (шахтная). Крайне важно обеспечить встречное движение шихтовых материалов, а также их взаимодействие с газами, которые образуются во время плавки. Для улучшения процесса горения используется дополнительная подача кислорода, природного газа и водяного пара, что в совокупности называется дутьем.

Еще о доменном процессе

Кокс, поступающий непосредственно в горн, имеет температуру порядка 1 500 градусов. В результате в зоне горения образуется смесь газов температурой 2 000 градусов. Он поднимается в верх доменной печи и нагревает опускающиеся к горну материалы. При этом температура газа несколько понижается, примерно до 1700-1600 градусов.

Шихта грузится в колошник порционно. Распространение в ДП происходит слоями. Обычно загружают одну порцию в 5 минут. Перерыв нужен для освобождения места в колошнике. Науглероживание проходит еще в твердом состоянии железа, после температура падает до 1 100 градусов. В этот период заканчивается восстановление железа и начинается окисление кремния, марганца и фосфора.

В результате мы имеем науглероженное железо, которое содержит не более 4% углерода. Оно плавится и стекает в горн. Туда же попадает и шлак, но так как удельные массы материалов различные, то они не соединяются. Через чугунную летку выпускают чугун, а через шлаковые летки – шлак. В принципе, это и вся технология производства, описанная вкратце.

Сейчас рассмотрим еще один интересный вопрос.

Основные марки чугуна

Чугун – сплав железа с углеродом. последнего элемента не должно быть меньше 2,14%. Помимо этого, присутствуют и другие элементы, такие как кремний, фосфор, сера и др. Углерод обычно находится или в связанном состоянии (цементит), или же в свободном (графит). Чугун можно поделить на следующие виды:

  • Литейный – имеет маркировку Л1-Л6 и ЛР1-ЛР7.
  • Передельный чугун – маркируется как П1 и П2. Если материал предназначается для отливок, то это ПЛ1 и ПЛ2. Металл с большим содержанием фосфора обозначается как ПФ1,ПФ2, ПФ3. Помимо этого, есть и высококачественный передельный чугун – ПВК1, ПВК2 и ПВК3.
  • Серый – СЧ10, СЧ15, СЧ20,СЧ25, СЧ30 и СЧ35.
  • Ковкий чугун – КЧ30-6, ЧК45-7,КЧ65-3 и др. Если после букв стоят цифры, то они обозначают временное усилие на разрыв.
  • Легированный чугун, имеющий специальные свойства, обозначается буквой «Ч»;
  • Антифрикционный (серый) – АЧС.

Можно говорить о том, что любой вид чугуна имеет свое дальнейшее назначение. К примеру, передельный используется для переделки в сталь и для производства отливок. В это же время марки ПЛ1 и ПЛ2 отправятся в литейный цех, а П1 и П2 будут использованы в сталеплавильном производстве.

Влияние различных соединений на свойства

Независимо от вида и марки чугуна есть ряд элементов, которые значительно влияют на его свойства и технические характеристики. В качестве примера возьмем серый чугун.

Повышенное содержание кремния способствует понижению температуры плавления и значительно улучшает его технологические и литейные свойства. По этой простой причине в литейный цех обычно отправляют чугун с большим содержанием этого элемента.

А вот марганец – это своего рода противоположность кремнию. Однако он является полезным химическим элементом, так как увеличивает прочность и твердость изделия.

Сера – одно из самых вредных включений, которое существенно снижает жидкотекучесть и тугоплавкость чугуна. Фосфор может оказывать как вредное влияние, так и полезное. В первом случае изготавливают изделия сложной формы, тонкостенные и не требующие большой прочности. А вот марки чугуна с большим содержанием фосфора недопустимо использовать в машиностроении, где нужно добиться большой прочности изделия.

Про науглероживание железа

Восстановленное в ДП железо поглощает в себя самые различные химические элементы и углерод в том числе. Как результат, образуется полноценный чугун. Как только он появляется в твердой форме, сразу же начинается его науглероживание. Сам процесс заметен при относительно невысоких температурах в 400-500 градусов.

Кроме того, стоит отметить, что чем больше углерода в составе железа, тем ниже температура плавления. Однако когда металл находится уже в жидком состоянии, процесс протекает несколько интенсивней. Нужно понимать, что после того, как в чугуне будет окончательное количество углерода, изменить это уже будет невозможно.

Такие элементы, как марганец и хром, способствуют увеличению содержания углерода, а кремний и фосфор уменьшают его количество.

Немного о литейном производстве

Литье известно человеку уже довольно давно, примерно несколько тысяч лет. Это технологический процесс, позволяющий получить заготовку необходимой формы. Обычно таким способом изготавливают только фасонные детали и заготовки. Суть метода заключается в том, что расплавленный металл или другой материал (пластмасса) выливается в форму, полость которой имеет необходимую конфигурацию будущей детали.

Через некоторое время металл застывает и получается заготовка. Она проходит механическую обработку, которая заключается в улучшении качества посадочных поверхностей, получении необходимой шероховатости и т.п. Интересно то, что литейное производство чугуна для промышленного оборудования осуществляется в земле. Для этого изготавливается разовая песчаная форма и подбирается соответствующее оборудование.

Еще кое-что интересное

Стоит обратить ваше внимание на то, что литейное производство использует металл, который был получен в доменной печи. По сути, при вторичной плавке получают изделия с требуемыми свойствами, которые изменяются в плавильной печи.

В это же время отливки, химический состав которых оставляют неизменным в литейном производстве, изготавливают крайне редко. В частности это касается чугуна. Когда нужно получить деталь из черного металла, помимо чугуна, в печь загружают ряд модификаторов, флюсов, раскислителей, а также стальной лом и штыковой чугун.

Последний нужен для получения стальных и чугунных отливок. Сам же процесс производства чугуна мало чем отличается от доменного производства.

Графитизирующий отжиг

Каким образом получают ковкий чугун

/ Теория термической обработки металлов / Отжиг второго рода / Отжиг чугунов / Графитизирующий отжиг

22 июля 2011

Графитизирующему отжигу подвергают белые, серые и высокопрочные (модифицированные) чугуны.

Отжиг белого чугуна на ковкий

Белый чугун тверд и очень хрупок из-за большого количества эвтектического цементита в его структуре. Современный способ получения ковкого чугуна графитизирующим отжигом белого был изобретен в начале XIX в.

В настоящее время ковкий чугун — это широко применяемый машиностроительный материал, сочетающий простоту и дешевизну получения отливки фасонных деталей с высокими механическими свойствами.

Для производства ковкого чугуна используют отливки из доэвтектического белого чугуна, содержащего 2,2 — 3,1 % С; 0,7 — 1,5% Si; 0,3 — 1,0% Mn и до 0,08% Cr. в шихте кремния, облегчающего графитизацию, и марганца с хромом, затрудняющих ее, регулируют таким образом, чтобы подавить кристаллизацию графита из расплава и обеспечить возможно более быстрое прохождение графитизации при отжиге.

Напомним, что при кристаллизации серого чугуна графит растет из расплава в неблагоприятной для механических свойств форме разветвленных крабовидных розеток, сечения которых на шлифе имеют вид изогнутых пластин.

График отжига белого чугуна на ковкий

График отжига белого чугуна на ковкий: I и II — первая
и вторая стадии графитизации.

При отжиге белого чугуна графит называемый углеродом отжига, образуется в значительно более компактной, благоприятной для механических свойств форме. Хотя ковкий чугун и не куют, но относительное удлинение у него находится в пределах 2 — 20% (в зависимости от структуры), в то время как у белого чугуна относительное удлинение не превышает 0,2%, а у серого — не более 1,2%.

Микроструктура ковкого чугуна на ферритной основе

Х120.

Исходный фазовый состав белого чугуна такой же, как у стали — феррит и цементит, и поэтому механизм его аустенитизации аналогичен рассмотренному в Образование аустенита при нагревании. При нагревании вначале происходит перлито-аустенитное превращение, затем растворение вторичного цементита и гомогенизации аустенита по С и Si.

Первая стадия графитизации

Во время выдержки при 900 — 4050 °С проходит первая стадия графитизации, по окончании которой весь цементит эвтектического происхождения и остатки вторичного цементита заменяются графитом и структура из аустенито-цементитной превращается в аустенитографитную.

Предположение о разложении цементита с непосредственным выделением из него графита по реакции Fe3C — 3Fe + C не согласуется со многими фактами. В частности, форма углерода отжига в ковком чугуне не соответствует форме исходных кристаллов цементита. 

Доказано, что графнтнзация белого чугуна на первой стадии состоит в зарождении графита на границе А/Ц и вдали от цементитных кристаллов и росте графита при одновременном растворении цементита в аустените путем переноса атомов углерода через аустенит от границы А/Ц к границе А/Г.

Удельный объем графита в несколько раз больше, чем у аустенита, и поэтому его гомогенное зарождение в плотной металлической матрице маловероятно — слишком велика упругая составляющая ∆Fyпp в формуле. Дислокации, субграницы и высокоугловые граниты мало эффективны в качестве мест гетерогенного зарождения графита из-за большой величины ∆Fyпp.

Как известно, серое олово, удельный объем которого на одну четверть больше, чем у белого, зарождается предпочтительно на открытой поверхности образца белого олова. Естественно, что при графитизации, когда удельный объем новой фазы еще более резко отличается от удельного объема исходной фазы, зародыши также преимущественно возникают на свободной поверхности аустенита.

В объеме отливки местами гетерогенного зарождения графита служат несплошности, скопления вакансий, усадочные и газовые микропустоты, микротрещины, разрывы на границе аустенита с неметаллическими включениями из-за разности их термического расширения. Местами зарождения графита могут быть диффузионные поры, возникающие при гомогенизации аустенита.

Например, при выравнивании состава аустенита после ухода атомов кремния из обогащенных им участков остается избыток вакансий, образующих поры. Этим предположительно можно объяснить ускорение графитизации под действием кремния, которое происходит, несмотря на то, что кремний замедляет диффузию углерода в аустените.

После образования центров графитизации в аустените существует градиент концентрации углерода, так какпредельная растворимость цементита в нем выше, чем графита (на диаграмме состояния рисунка Диаграмма состояния Fe — С линия ES находится правее линии E´S´). Например, если первая стадия графитизации проходит при температуре t*, то состав аустенита на границе с цементитом изображается точкой b, на границе с графитом — точкой а.

Участок диаграммы

Участок диаграммы состояния Fe — С со сплошными линиями стабильного и пунктирными линиями метастабильного

равновесия (схема).

Выравнивание концентрации углерода в аустените делает его ненасыщенным по отношению к цементиту (на границе А/Ц состав аустенита сдви гается влево от точки b) и пересыщенным по отношению к графи ту (на границе А/Г состав сдвигается вправо от точки a). В результате непрерывно, вплоть до исчезновения, растворяется цементит и растет графит.

Кроме переноса атомов углерода через твердый раствор, для графитизации необходим еще один процесс — эвакуация атомов железа от поверхности растущего графита, чтобы освободить графиту «жизненное» пространство. К. П. Бунин доказывает, что именно этот диффузионный процесс, а не приток атомов углерода, контролирует скорость роста графитных включений в аустените, так как диффузионная подвижность атомов железа намного меньше, чем у углерода.

Форма графита зависит от температуры отжига и состава чугуна. Углерод отжига быстрее разрастается вдоль высокоугловых границ и субграниц, так как по ним быстрее отводятся атомы железа. Такое нежелательное разветвление графита усиливается с ростом температуры и после отжига при температурах выше 1050 — 1070 °С механические свойства чугуна оказываются очень низкими. Этим определяется верхняя температурная граница первой стадии графитизации.

Добавки и примеси оказывают сложное влияние на рост углерода отжига, изменяя скорости диффузии железа и углерода и другие параметры. Например, малые добавки магния ( ~0,1%) обеспечивают рост углерода отжига в компактной форме. Регулируя температуру отжига и состав белого чугуна, можно получать ковкий чугун с весьма компактными включениями углерода отжига.

При охлаждении чугуна после окончания первой стадии графитизации состав аустенита изменяется по линии ES и из него выделяется вторичный графит. Эту стадию графитизации называют промежуточной. Вторичный графит наслаивается на включения углерода отжига и обычно самостоятельной структурной составляющей не дает.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Отжиг для устранения отбела

В тонких сечениях отливок из серого чугуна и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом из-за ускоренного охлаждения кристаллизуется ледебурит, т. е. чугун получается белым. При литье в кокиль вся поверхность может получиться отбеленной. Для улучшения обрабатываемости резанием и повышения пластичности проводят графитизирующий отжиг, устраняющий отбел отливок. Так как серый и высокопрочный чугуны содержат больше кремния, чем

Упрочняющая термическая обработка серого чугуна не получила такого широкого распространения, как термообработка стали. Это объясняется тем, что пластинчатый графит, действуя как внутренние надрезы, сильно снижает прочность и пластичность металлической основы. Поэтому изменение ее строения при термической обработке не дает большого эффекта упрочнения и часто нерентабельно. Эффективнее термообработка серых чугунов с более благоприятной формой графита, в

Вторая стадия графитизации

Металлическая матрица ковкого чугуна формируется при эвтектоидном распаде аустенита. Для получения чисто ферритной матрицы охлаждение в интервале температур эвтектоидного распада должно быть медленным (смотрите рисунок График отжига белого чугуна на ковкий). Здесь проходит вторая стадия графитизации — аустенит распадается по схеме А → Ф + Г.  Диаграмма изотермических превращений аустенита Диаграмма изотермических превращений аустенита в

Источник: https://www.ktovdome.ru/teoriya_termicheskoy_obrabotki_materialov/355/82/10957.html

Из какого чугуна получают ковкий чугун?

Каким образом получают ковкий чугун

Ковкий чугун получается при длительном термическом отжиге заготовок белого чугуна. В результате термообработки цементит распадается на железо и углерод в виде графита компактной хлопьевидной формы.

Материал с такими графитовыми включениями характеризуется высокими прочностными параметрами, пластичностью и стойкостью к ударным нагрузкам.

Виды чугунов

Чугун – это сплав железа с углеродом, где содержание последнего более 2,14%. В состав такого сплава могут входить и другие элементы. Их содержание определяет многие параметры и свойства материала.

В железоуглеродистом сплаве содержится цементит, графит и графит с цементитом. Цементитом называют соединение углерода с железом состава Fe3C. Графит – это одна из аллотропных модификаций углерода со слоистой структурой.

В зависимости от содержания указанных соединений меняется цвет изделия. Когда преобладает цементит, материал приобретает светлый отблеск. Отсюда и получилось название «белый».

Графит обладает темной окраской, которую он придает и отливкам. Именно структура графитовых включений определяет пластические свойства материала.

Исходя из этого сплав разделяют на:

  • серый;
  • ковкий;
  • высокопрочный;
  • особого назначения.

К первому типу материалов относится сплав железа с углеродом в графитовой модификации хлопьевидной, пластинчатой или глобулярной формы. Он обладает высокими литейными свойствами. Благодаря им часто используется для получения деталей сложной формы.

В то же время хрупкость сплава ограничивает его применение в изделиях, подвергающихся растяжению или изгибу. Сплав с графитом глобулярной формы характеризуется высокими прочностными свойствами. Его относят к одному из подвидов серого чугуна.

Формирование графита указанной формы достигается благодаря добавкам магния и церия. Другие же формы получаются вследствие разных скоростей охлаждения.

Ковкий чугун содержит углерод в интервале концентраций от 2,4–2,8%. Кроме того, в сплаве могут содержаться: кремний, марганец, сера и фосфор. Указанные элементы влияют на конечные свойства изделий.

Особенности производства ковкого чугуна

Форма графитовых включений и металлическая основа.

Чтобы получить ковкий чугун, необходимо следовать технологии, основанной на термическом отжиге заготовок при определенной температуре. В результате данного процесса происходит распад цементита и аустенита. Таким образом, получают углерод, кристаллизующийся в графите хлопьевидной формы.

Аустенитом называют железо с гранецентрированным типом решетки. Данная модификация является высокотемпературной. В железоуглеродистых сталях он может формироваться при температурах более 727 градусов, а в чистом железе при 910 градусах.

Окончательный процесс формирования графита происходит при более низких температурах – в диапазоне 720-760 градусов. Именно углерод в такой модификации определяет такие характеристики, как пластичность и прочность ковкого чугуна.

Метод предусматривает термообработку ковких чугунов в два этапа. Вначале материал подвергают воздействию температуры до 1000 градусов. Выдержка отливок в указанных условиях приводит к распаду ледебурита на графит и аустенит.

После отжига при высокой температуре изделие охлаждают до 720-760 градусов. В результате формируется перлит, распадающийся в дальнейшем на феррит и графит.

Плавку материала для изготовления чугуна осуществляют в вагранках, пламенных и электропечах. Иногда этот процесс осуществляют в комбинированных печах. Исходные отливки могут содержать различное количество углерода.

При изготовлении ферритного сплава необходимо использовать заготовки с меньшей концентрацией углерода. Такие изделия обладают высокой температурой плавления, поэтому требуют повышенную температуру перегрева.

Обычно для плавки в данной ситуации используют две печи. В вагранке происходит расплавление, а в электродуговой печи перегрев. Описанная технология плавки называется дуплекс-процессом.

Для производства перлитного сплава используют заготовки с большим содержанием «С». Для плавки такого материала достаточно вагранки.

Особенностью производства форм для отливок является повышенная усадка белого сплава. Из-за этого процесса возникает необходимость установки боковых прибылей у каждого местного утолщения отливки. Это позволяет избежать формирования раковин.

Для того, чтобы увеличить скорость охлаждения более толстых мест отливки используются металлические холодильники.

Влияние углерода и кремния на структуру чугуна и зависимость структуры от толщины чугуна.

Название данного материала обусловлено лишь его более высокими пластичными свойствами. На самом деле его нельзя подвергать ковке. Данный тип сплава используется так же, как и другие его виды.

Преимуществом ковкого чугуна, по сравнению с белым, является высокая антикоррозионная стойкость. По этому свойству материал занимает более высокие позиции, чем углеродистые стали. По механическим свойствам он уступает сталям, однако превосходит белый чугун.

Разновидности ковкого чугуна

В зависимости от процесса производства ковкий чугун бывает ферритным и перлитным. В первом случае изготовление осуществляется в нейтральной среде. Такой материал отличается ферритной структурой с остаточным углеродом отжига.

В состав сплава до термообработки входит 2,2-2,99 процента углерода, а также добавки других элементов, содержание которых не превышает одного процента. Уменьшение концентрации «С» сопровождается увеличением прочностных характеристик материала. Однако его литейные свойства снижаются.

Данный материал широко применяется при изготовлении деталей для машин и сельхоз техники, где необходима стойкость к постоянным нагрузкам и напряжениям.

Данный сплав отличается более низкими пластическими свойствами. В связи с этим его используют в задачах, не требующих стойкости к серьезным пластическим и химическим нагрузкам.

Свойства ковких чугунов

Ковкий чугун обладает механическими свойствами, зависящими от содержания кремния углерода в графитовой аллотропной модификации. Для белосердечного материала влияние оказывают также хром и марганец.

Различие структуры изделий определяет и различие свойств. Так, черносердечный сплав характеризуется большей пластичностью, но меньшей твердостью, чем перлитный тип.

Высокие прочностные характеристики данных сплавов обеспечиваются графитом хлопьевидной формы. Несмотря на свое название, данные изделия не поддаются ковке. Они изготавливаются путем отливки деталей в заданные формы.

Главным достоинством ковкого сплава является однородность свойств по сечению материала, а также отсутствие напряжений.

С точки зрения других характеристик они отличаются:

  • хорошей текучестью при литье;
  • поглощением вибраций;
  • высокой износостойкостью;
  • хорошей коррозионной стойкостью к влаге и многим агрессивным химическим соединениям;
  • высокой стойкостью к ударным нагрузкам.

Маркировка изделий

Марки ковкого чугуна начинаются с букв «КЧ», после которых следуют цифры. Первые числа соответствуют уменьшенному в десять раз пределу прочности материала. Вторая пара – это показатель относительного удлинения.

Согласно принятым стандартам ковкие чугуны имеют одиннадцать типов маркировки. 4 соответствуют ферритному, а 7 марок – перлитному.

Сферы использования материала

Механические свойства и химический состав чугуна.

Применение ковкого чугуна нашлось в машиностроении, автомобилестроении, в производстве ж/д вагонов, изготовлении сельхоз оборудования.

Лучшими свойствами для отмеченных сфер применения является перлитный тип. Однако, несмотря на более высокие характеристики, чаше используется черносердечный сплав. Это обусловлено меньшими затратами на его производство.

Только для изготовления деталей, подвергающихся высоким нагрузкам, используют белосердечный материал. К таким изделиям относятся рессоры, детали двигателей и т.д.

Итог

Ковкие чугуны нашли широкое применение в различных областях человеческой жизнедеятельности благодаря своим высоким прочностным свойствам и хорошей коррозионной стойкости.

Они используются для изготовления различных деталей, которые должны выдерживать значительные постоянные и периодические нагрузки.

В зависимости от задач, может использоваться либо ферритный, либо перлитный тип материала. Каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками, описанными в данной статье.

Источник: https://varimtutru.com/iz-kakogo-chuguna-poluchayut-kovkiy-chugun/

Говорят, что бой Конор – Серроне – договорняк. Разбираем нокаут и объясняем, почему это не так

Каким образом получают ковкий чугун

Макгрегор пытался пробить Хабибу такой же хайкик.

Конор очень эпично вернулся: на UFC 246 в Лас-Вегасе он нокаутировал Дональда Серроне за 40 секунд. На пресс-конференции после турнира президент промоушена Дэйна Уайт заявил, что дальше для Макгрегора – бой с Хабибом. При этом реванш против ирландца анонсировал еще и Флойд Мэйвезер.

Но пока все разбираются в следующих соперниках Конора, Нэйт Диас и соцсети бушуют, что поединок против Ковбоя куплен. 

Но если внимательно пересмотреть эти 40 секунд, то будет все меньше оснований согласиться с Диасом. В логике боя нет вообще ничего удивительного.

Серроне говорил, что волнуется перед выходом в клетку – Хабиб назвал это «мышлением очкошника». Естественно, что перед боем с Макгрегором мандраж еще больше. Конор мощнее всего проводит первый раунд – у него это сильная сторона, у Дональда – слабая.

Поэтому с первой секунды ирландец обескуражил сокращением расстояния (этого от него сложно ожидать – он всегда работает на дистанции, а тут пошел в клинч).

Нанес три удара плечами – и разбил нос сопернику.

Разорвал дистанцию, заблокировал удар и поджимал к клетке.

На 20-й секунде пробил левый хайкик.

Точно такой же эпизод был в бою с Хабибом, только на 12-й секунде. Конор поддавливал и пробил ногой в голову. Разница в том, что Нурмагомедов успешно этот выстрел заблокировал, а Серроне поймал удар челюстью. 

Колено – абсолютно актуальное при сопернике в нокдауне у клетки. После чего Конор заходит слева – оттуда по нему сложнее попасть, оттуда ему удобнее работать левой рукой.

Добивание в партере. Опять же – акцентированные удары левой.

Победа Конора – хороший тайминг, домашние заготовки и работа исходя из своей сильной стороны и слабой стороны соперника. Но, конечно, гораздо проще поверить в теорию заговора.

Ведь каждая победа Конора – договорняк.

Мендес, Альдо и Альварес – Макгрегора обвиняли в купленных боях в трех титульниках из четырех

Про покупные бои Конора говорят с 2014 года (в UFC он попал в 2013-м). Тогда он впервые нокаутировал топового соперника, разобравшись за 106 секунд с Дастином Порье. Через один бой у Макгрегора был поединок за временный титул – против Чеда Мендеса. И это – первый случай, когда ирландца начали подозревать не только в соцсетях.

«Это фальшивый бой. Мы превращаемся в рестлинг. Мне очень жаль», – сказал Вандерлей Силва. Пообещал предоставить доказательства, но потом извинился.

Конора обвинили в договорняке против бойца, который готовился всего 2 недели и просто вышел на замену, чтобы спасти турнир. Аргументы: борец Мендес вместо контроля в партере попробовал выйти на удушающий, не уничтожал Макгрегора на земле, а потом упал от одного удара в печень.

Все так, но:

• Выход на сабмишен – это попытка скорее закончить бой, зная, что дальше у тебя может не хватит функционалки, ведь ты готовился две недели.

• Отсутствие большого количества ударов в партере – по той же причине. Тратить силы и сдыхать раньше времени?

• Невероятно, но факт: от ударов в печень действительно падают.

После Мендеса был Жозе Альдо, который упал за 13 секунд. И снова обвинения. Но правда ли боец, который доминировал в полулегком весе 10 лет и наслушался много дерьма от соперника, способен сдать? И если да, то почему так – наглухо и нокаутом?

«Этот бой не может быть договорным. Мой папа учил меня жить честно. Я никогда не продам себя», – отвечал Альдо.

Потом у Конора был наконец-то настоящий бой – когда он проиграл Нэйту Диасу. Если Макгрегора побеждают, значит, все было честно, в противном случае – нет. Правда, странно, что бойца с легендарным наследием (Альдо) можно подкупить, а не заботящегося о рекорде (Диаса) нет.

К счастью для Конора, к реваншу против Нэйта до судей боя дошел транш, поэтому он победил решением большинства. Совершенно не важно, что он несколько раз при этом ронял Диаса и сам не падал в кровавых разменах.

Бой за титул легкого веса против Эдди Альвареса – самый громкий повод обвинить Конора в договорняке. Слишком сладкий сценарий: Макгрегор стал первым в истории одновременным чемпионом в двух дивизионах, а Альварес за этим наблюдал, пока не оказался в нокауте во втором раунде.

Действительно, с виду Эдди был пассивен. 12 точных попаданий за 8 минут боя должны в этом якобы убедить, но статистика поспорит:

• Альварес всего нанес 46 ударов, то есть процент точности – 26. Каждый четвертый удар в цель – не так плохо. Плюс проблема не только в Эдди: Конор не из тех ребят, которые привыкли блокировать удары головой.

• Конор нанес 90 ударов (40 дошли до цели). То есть перебил соперника ровно в два раза с процентом точности 44. При этом Макгрегор постоянно шел вперед, попадал даже на контратаках (уклон-удар), и как боец он быстрее – потому что пришел из полулегкого веса.

• Из 90 ударов Конора 12 были нанесены в партере во время добивания. То есть на дистанции 78-46 в его пользу – а это не много.

Хабиб тогда написал, что за Альвареса и весь главный бой UFC 205 стыдно. В октябре 2018-го Нурмагомедов показал, как сделать так, чтобы за мейн ивент и чемпиона дивизиона не было стыдно. Главное, повторить это в реванше. 

Источник: https://www.sports.ru/tribuna/blogs/mmardoboi/2701530.html

Свойства и сферы применения ковкого чугуна

Свойства и сферы применения ковкого чугуна

Чугун является одни из популярнейших сплавов металлов. Он применяется в различных сферах жизнедеятельности человека. Помимо основного сплава, существуют отдельные разновидности этого материала, например, ковкий чугун. У каждого вида чугуна свой состав и характеристики.

Основные характеристики металла

Основные характеристики металла

Основные характеристики металла напрямую зависит от процентного содержания углерода в его составе. Структура ковкого чугуна представляет собой кристаллическую решётку, в которой присутствуют частицы углерода в форме графита. Дополнительно в составе содержится небольшое количество кремния, марганца и хрома.

Строение ковкого материала влияет на изготавливаемые из него детали и заготовки. Например, ферритная разновидность материала обладает более низким показателем прочности, нежели перлитная. При использовании частиц графита хлопьевидной формы материал становится более прочным и пластичным. Детали, изготавливаемые из ковкого чугуна, могут изменять размер и форму при длительном воздействии комнатной температуры и уровня влажности.

Однако по названию материал нельзя говорить о способах обработки. Этот вид чугуна по стандартам, указанных в ГОСТах, не производится с помощью ковочного оборудования. Для этого применяется технология литья. Благодаря этому в готовом металле нет внутренних и поверхностных напряжений. Характеристики:

  1. Высокий показатель текучести и прочности.
  2. Устойчивость к коррозийным процессам.
  3. Металл выдерживает длительное воздействие кислот и щелочей.

Однако характеристики этого материала быстро снижаются при воздействии низких температур. Он становится хрупким и разрушается от ударов.

Разновидности

Разновидности

При изготовлении высокопрочных чугунных сплавов, создаются разные условия, при которых проводится процедура отжига. В зависимости от изменений технологического процесса, получается три вида ковкого чугуна:

  1. Перлитный — в состав этого материала входят частицы графита хлопьевидной формы.
  2. Ферритный — этот материал включается в себя феррит и частицы углерода хлопьевидной формы.
  3. Ферритно-перлитный. Смесь двух предыдущих видов ковкого чугуна.

В зависимости от температуры отжига и легирующих добавок характеристики готового материала изменяются.

Свойства

Свойства

Механические свойства чугуна напрямую зависят от того, сколько в его составе содержится углерода и в какой форме представлен этот компонент. Характеристики могут изменяться от добавления легирующих примесей. К ним относится кремний, марганец, сера, фосфор и хром. Изготавливают этот материал из белого чугуна, после проведения отжига при высоких температурах. Свойства ковкого материала:

  1. Высокий показатель прочности и пластичности.
  2. Хорошая вязкость.
  3. Материал обладает высокой износостойкостью.

Ковкий чугун является лучшей разновидностью основного сплава. Из него изготавливаются массивные конструкции, отдельные части которых соединяются с помощью сварочного оборудования.

Маркировка

Маркировка

Как и другие металла или их сплавы, ковкий чугун имеет определённую маркировку. Он обозначается в сокращении КЧ. После букв, обозначающих материал, идут цифры. Первые две обозначают предел прочности на разрыв. Третья цифра указывает на показатель удлинения в процентах.

По ГОСТу 1215–79 существует 11 разновидностей ковкого чугуна, которые имеют собственную маркировку. Их можно найти в справочниках по литью металлов и сплавов или таблицах в интернете.

Особенности производства

Особенности производства

При изготовлении ковкого чугуна существует ряд особенностей и тонкостей. В первую очередь необходимо понимать, что основой для изготовления этого материала является БЧ (белый чугун). Этот сплав обладает плохими показателями для литья. При остывании происходит процесс усадки, во время которого материал сильно теряет в размере. Во время литья белого чугуна часто образовываются дефекты, из-за которых заготовки бракуются.

Чтобы добиться желаемого результата и обойти все недостатки этого материала, необходимо нагревать его до критических температур и при этом учитывать то, насколько измениться форма заготовки во время процессов томления и усадки. Томление металла должно проходить при температуре в 1400 градусов по Цельсию. Во время этого процесса заготовки располагаются в специальных горшках, изготавливаемых из тугоплавких металлов. В одну емкость для томления укладывается до 300 отливок.

При укладке заготовок в горшки их располагают как можно плотнее друг к другу. Сверху их засыпают рудой или песком. Таким образом материал защищается от процессов окисления и деформации.

Чтобы сделать ковкий чугун, используют электрические печи. Специальное оборудование позволяет регулировать температуру томления. Наиболее эффективными являются печи, в которых можно регулировать воздушные смеси. Самыми популярными печами для изготовления ковкого материала являются муфельные. Они позволяют уберечь емкости с заготовками от соприкосновения с продуктами сгорания топлива.

Готовые отливки проходят несколько этапов очистки. На первом этапе с них счищаются остатки формовочной смеси. Чтобы провести грубую очистку применяется промышленное пескоструйное оборудование. Далее идёт второй этап очистки, на котором с отливки удаляются остатки питателей. Для этого применяются шлифовальные машины.

В ГОСТах указаны требования и правила, которые позволяют уберечь детали из КЧ от появления различных дефектов. К ним могут относиться трещины, сколы, недоливы и раковины. Ковка чугуна не проводится ни на одном этапе производства. Исправить большинство дефектов термической обработкой невозможно.

Сферы использования

Сферы использования

Благодаря характеристикам ковкий чугун получил широкое применение в различных сферах промышленности:

  1. Производство изделий и деталей, которые будут подвергаться серьёзным нагрузкам в процессе эксплуатации.
  2. Машиностроение.
  3. Сельскохозяйственная промышленность.
  4. Изготовления деталей для промышленного оборудования и станков.

Из ковкого чугуна делают механизмы, конструкции и детали, которые используются при эксплуатации железнодорожного транспорта. Яркий пример использования этого материала в машиностроении — изготовление коленчатых валов, которые устанавливаются в дизельных тракторах и автомобилях. Низкая цена и характеристики этого металла позволяют использовать его, как аналог разным видам сталей.

Ковкий чугун представляет сплав железа и углерода. Изготавливают его из БЧ в процессе отжига. В итоге получается уникальный материал со своими характеристиками. Используется в машиностроении, строительстве, изготовлении деталей для поездов и износоустойчивого оборудования, станков.

Источник: https://metalloy.ru/splavy/kovkij-chugun

Ковкий чугун

Ковкий чугун

пер.Каштановый 8/14 51100 пгт.Магдалиновка

Nikolaenko Dmitrij

Ковкий чугун Ковкий чугун (1 голос, в среднем: 5 из 5)

Ковкий чугун — другими словами это название мягкого вязкого сплава, который производится путем отливки из белого чугуна. Процесс производства включает в себя также отжиг в специальных печах с продолжительностью времени 20 — 100 часов при температуре 950 – 970 градусов Цельсия, затем следует термическая обработка. В технологии производства данного сплава применяется долгий отжиг, при котором цементит распадается и образуется графит

Ковкий чугун имеет сталистую основу, имеет в себе углерод в виде графита. В силу того, что графит имеет форму хлопьев, такой чугун немного вязкий и пластичный. Произвести ковкий чугун не так быстро и довольно дорого. Поэтому в промышленности его применение ограничено.

Марки ковкого чугуна

Марки ковкого чугуна

Марки ковкого чугуна классифицируются следующим образом: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10. Принцип данной маркировки чугунных сплавов построен следующим образом: буквы «КЧ» означают ковкий чугун, после букв первые две цифры показывают допуск прочности при растяжении, за ними две цифры — удлинение, небольшое при растяжении.

Марки ковкого чугуна определяются согласно нормам ГОСТ, которые содержат стандартизированные характеристики для каждого из сплавов. Процентное содержание добавок контролируется и задается при выплавке металла и указывается в документах, а также непосредственно на самой продукции при ее подготовке к отправке заказчику.

В отдельных случаях, при больших объемах заказываемой продукции возможны некоторые отклонения от установленных стандартов, если это требуется для удовлетворения необходимого запроса потребителя.

Для удобства пользователей некоторые данные об отдельных марках сплава собраны в следующую таблицу.

Ковкий чугун применение

Ковкий чугун применение

Ковкий чугун применение нашел в разных отраслях промышленности, хотя и не производится в таких объемах как легированный или литейный. Главным образом сплав используют для получения тонкостенного литья. Применяют в разных отраслях машиностроения. Это очень практично, потому что механические свойства литья ковкого чугуна достаточно высокие.

К примеру, постоянными потребителями этого сплава являются такие отрасли, как автомобилестроение, тракторостроение, сельхозмашиностроение, электропромышленность, станкостроение, тяжелое машиностроение.

Ковкий чугун применение в этих отраслях нашел благодаря хорошим механическим свойствам, высокой способностью выдерживать ударные нагрузки, хорошим показателям износостойкости и возможностью его производства в достаточном количестве, хотя и имеет относительно высокую себестоимость.

Еще статьи из этого раздела: Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь  — это сталь, которая содержит повышенное количество углерода,

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Антифрикционный чугун, его свойства, особенности, разновидности и технические характеристики

Антифрикционный чугун — это чугун для отливок, который используется в ответственных

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Легированная сталь

Легированная сталь — это сталь, включающая в себя разные легирующие

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Чугун передельный

Чугун, который предназначен для последующего передела в сталь или переплавки

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Чугун литейный

Чугун литейный — это сплав железа, в состав которого входит

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Чугун

Чугун – это железоуглеродистые сплавы. Процент содержания углерода (С) в

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Углеродистая сталь

Углеродистая сталь — это инструментальная сталь, содержащая 0,04- 2% углерода

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Металлы и все о металлах

Металлы – это группа элементов, которые схожи рядом свойств и

(1 голос, в среднем: 4 из 5)

Источник: https://metallsmaster.ru/kovkij-chugun/

Термическая обработка белого чугуна (получение ковкого чугуна)

Термическая обработка белого чугуна (получение ковкого чугуна)

Белый чугун в литом виде вследствие своей высокой твердости ихрупкостине находит широкого применения. Изделияиз белого чугунаявляются исходным продуктом для получения ковкого чугуна с помощью термической обработки.

Для этой цели используют белый чугун, который содержит 2,5—3,2% С, 0,6—0,9% Si, 0,3—0,4% Мп, 0,1-0,2% Р и 0,06—0,1% S.

Исходная структура белого чугуна —перлит и ледебурит.

Исходная структура белого чугуна —перлит и ледебурит.

Структура ледебурита встречается во всех белых чугунах, т.е. в железоуглеродистых сплавах с содержанием углерода более 2%, который присутствует в сплаве в форме цементита.

Ледебурит при комнатной температуре представляет механическую смесь перлита и цементита.

Напоминаем, что перлит представляет собой тоже механическую смесь, но феррита и цементита, причем перлит — более мелкая смесь, чем ледебурит.

Описываемый отжиг на ковкий чугунпроизводят в нейтральной среде (N2или Н2) для защиты от обезуглероживания и окисления, в специально предназначенных для этой цели печах непрерывного действия .

Детали укладывают на специальные поддоны, которые размещаются на роликовом поду.

Поддоны проталкиваются с определенной скоростью по роликам. Длина камер нагрева первой и второй стадии отжига назначается с таким расчетом, чтобы детали находились в камерах необходимое для данной температуры время.

Отжиг на ковкий чугун производится по режиму, показанному на рис. 76.

  1. Первая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав ледебурита; в перлите цементит сохраняется.

  2. Вторая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав перлита.

В результате прохождения только одной стадии отжига получают ковкий чугун со структурой перлит+феррит+углерод отжига.

Такой чугун называютперлитным(перлитно-ферритным, рис. 77,а).

Он обладает хорошими прочностными свойствами, но невысокой пластичностью. Чугун с такой структурой используется в деталях, работающих на изгиб и трение.

Для повышения прочности чугун можно подвергать закалке и высокому отпуску, что улучшает его механические свойства.

После полного цикла отжига структура чугуна состоит из феррита и углерода отжига, т.е. образуетсяферритный ковкий чугун (рис. 77, б).

Из ковкого чугуна изготовляют мелкие детали сложной формы, которые трудно обработать резанием

Из ковкого чугуна изготовляют мелкие детали сложной формы, которые трудно обработать резанием

Такие детали хорошо отливаются из белого чугуна, а последующая термическая обработка обеспечивает им хорошиепластические и прочностныесвойства.

Применяют и другой способ получения ковкого чугуна.

Нагрев изделий производится в окислительной среде, вследствие чего происходит выгорание углерода с поверхности, вызывающее снижение твердости и некоторое повышение пластических свойств, а также улучшение обрабатываемости.

В центре такой чугун сохраняет структуру белого чугуна. Полученный этим методом чугун называют белосердечным в отличие от черносердечного, получаемого при отжиге в нейтральной среде по вышеописанному способу.

При таком способе детали из белого чугуна загружают в ящики, пересыпают окалиной или рудой и нагревают в обычных камерных печах.

Отжиг ковкого чугуна является весьма длительной операцией. В настоящее время разработано много способов ускоренного отжига ковкого чугуна — предварительная закалка, отжиг в расплавленных солях при очень высоких температурах 1050—1100° и др.

Все эти мероприятия сокращают длительность отжига на ковкий чугун.

§

Источник: http://www.Conatem.ru/tehnologiya_metallov/termicheskaya-obrabotka-belogo-chuguna-poluchenie-kovkogo-chuguna.html

Ковкий чугун | Агентство Литьё++

Ковкий чугун | Агентство Литьё++

Ковкий чугун (malleable iron castings) получают графитизирующим отжигом белого чугуна определенного химического состава, что обеспечивает формирование в процессе отжига компактного графита, который придает ковкому чугуну повышенные механические свойства (предел прочности при растяжении σB, относительное удлинение δ и ударная вязкость αH).

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна характеризуется пониженным содержанием графитизирующих элементов C=2,4-2,9%; Si=1,0-1,6%; C+Si=3,6-4,2%, что обусловлено необходимостью получения отливок из ковкого чугуна в литом состоянии со 100% отбелом по всему сечению отливки, по той простой причине, что при наличии в литой структуре чугуна пластинчатого графита, в процессе последующего проведения отжига будет формироваться пластинчатый графит (т.е. серый чугун), а не компактный, присущий ковкому чугуну.

Принято различать черносердечный ковкий чугун, получаемый графитизирующим отжигом (технология используемая в Украине) и белосердечный ковкий чугун, получаемый обезуглероживающим отжигом в окислительной среде (обычно отливки располагают в контейнерах в перемешку с железной рудой, t=1000-1050°C, τ=60-70 ч). Тонкостенные отливки из белосердечного ковкого чугуна производят во Франции, Германии, Италии и др. странах, основные достоинства такого чугуна — повышенная вязкость и пригодность для проведения сварки без предварительной и последующей термической обработки.

Термическая обработка

Графитизирующий отжиг является неотъемлемой технологической операцией процесса получения ковкого чугуна. Основное назначение — проведение графитизации, т.е. выделения графита из цементита, при этом протекание процесса возможно по 2-м вариантам: полная графитизация цементита, с получением ферритной металлической матрицы и частичная графитизация первичного и ледебуритного цементита, с получением перлитной или перлито-ферритной металлической матрицы.

Независимо от выбранного варианта, графитизирующий отжиг проводят в две стадии:

Рис. 1: Схема графитизирующего отжига ковкого чугуна

  1. стадия предусматривает:  нагрев до температуры 930-1050°C со скоростью 200-300°C/ч; выдержку в течение ~10 ч. На данной стадии происходит разложение первичного и ледебуритного цементита, в результате чего образуется аустенитная матрица с включениями хлопьевидного (компактного) графита (см. рис. 1). Затем следует снижение температуры до ~760°C (со скоростью 50-65°C/ч), т.е. до температуры немногим выше начала эвтектоидного превращения.
  2. стадия предусматривает медленное охлаждение со скоростью не выше 5°C/ч во всем интервале эвтектоидного превращения, вплоть до ~700°C. На данной стадии происходит распад цементита, входящего в перлит. Окончательная микроструктура чугуна зависит от параметров второй стадии: кратковременная выдержка (~5 ч) влечет за собой образование перлитной структуры металлической матрицы с включениями компактного графита, вокруг которых располагается оторочка феррита; длительная выдержка в течение 20-40 ч, ведет к образованию ферритной металлической матрицы с включениями компактного графита, что хорошо показано на рис. 1.

Основной недостаток техпроцесса получения ковкого чугуна — длительный процесс термической обработки, что при нынешних высоких ценах на электроэнергию, ведет к значительным затратам. Для снижения длительности отжига ковкий чугун подвергают модифицированию и микролегированию алюминием (0,01%), бором (0,003%), титаном (0,03%), висмутом (0,003%), что ведет к увеличению в расплаве центров графитизации и снижению стабильности цементита.

Достоинства ковкого чугуна:

  1. Сочетание высоких механических свойств с высокой обрабатываемостью резанием (компактный графит способствует ломкости стружки и является смазывающим материалом)
  2. Однородная структура по всему сечению отливки
  3. Отсутствие внутренних напряжений в отливках
  4. Способность воспринимать высокие знакопеременные нагрузки
  5. Высокая коррозионная стойкость

Ковкий чугун используют для производства мелких тонкостенных отливок (3-50 мм) ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок в автомобилестроении, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении для изготовления коробок передач, деталей приводных механизмов, шасси, рычагов, коленчатых и распределительных валов, деталей сцепления, поршни дизельных двигателей, коромысла клапанов, фитинги и т.д.

Стандарты

Стандарты

Технические характеристики ковкого чугуна для изготовления отливок, в Украине регламентируется ГОСТ 1215-79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия».

Маркировка

Маркировка

Ковкий чугун маркируют буквами КЧ, за которыми следуют две цифры, отображающие предел прочности при растяжении σB (в кгс/мм2), а за ними, через дефиз, следует одна или две цифры, отображающие относительное удлинение δ (в %), через дефиз заканчивают маркировку буквы Ф или П, отобраражающие класс чугуна ферритный или перлитный. К примеру, КЧ 37-12-Ф означает — ковкий чугун ферритного класса с пределом прочности на растяжение не ниже — 37 кг/мм2 и относительным удлинением не ниже — 12%.

Классификация ковкого чугуна

Классификация ковкого чугуна

В зависимости от микроструктуры металлической матрицы ковкий чугун подразделяют на ферритный (Ф) и перлитный (П):

  • Ковкий чугун ферритного класса с ферритной или феррито-перлитной микроструктурой металлической матрицы, производят следующих марок: КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10, КЧ 37-12
  • Ковкий чугун перлитного класса с перлитной микроструктурой металлической матрицы, производят следующих марок: КЧ 45-7, КЧ 50-5, КЧ 55-4, КЧ 60-3, КЧ 65-3, КЧ 70-2, КЧ 80-1,5

Механические свойства

Механические свойства

Механические свойства материала отливок из ковкого чугуна ферритного и перлитного классов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1215-79, приведенным в табл. 1.

Таблица 1: Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Марка Временное сопротивлениеразрыву, МПа, (кгс/мм2) Относительноеудлинение, % Твердость поБринеллю, НВ
не менее
КЧ 30-6 294 (30) 6 100-163
КЧ 33-8 323 (33) 8 100-163
КЧ 35-10 333 (35) 10 100-163
КЧ 37-12 362 (37) 12 110-163
КЧ 45-7 441 (45) 7* 150-207
КЧ 50-5 490 (50) 5* 170-230
КЧ 55-4 539 (55) 4* 192-241
КЧ 60-3 588 (60) 3 200-269
КЧ 65-3 637 (65) 3 212-269
КЧ 70-2 686 (70) 2 241-285
КЧ 80-1,5 784 (80) 1,5 270-320

Примечание: * По согласованию изготовителя с потребителем допускается понижение на 1%.

Химический состав

Химический состав

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна согласно ГОСТ 1215-79, приведен в табл. 2.

Таблица 2: Химический состав ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Марка Массовая доля, %
Основные компоненты Примеси, не более
C Si C+Si Mn P S Cr
Ферритного класса
КЧ 30-6 2,6-2,9 1,0-1,6 3,7-4,2 0,4-0,6 0,18 0,20 0,08
КЧ 33-8 2,6-2,9 1,0-1,6 3,7-4,2 0,4-0,6 0,18 0,20 0,08
КЧ 35-10 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-4,0 0,3-0,6 0,12 0,20 0,06
КЧ 37-12 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-4,0 0,2-0,4 0,12 0,06 0,06
Перлитного класса
КЧ 45-7 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 50-5 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 55-4 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 60-3 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 65-3 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08
КЧ 70-2 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08
КЧ 80-1,5 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08

Производители литья из ковкого чугуна

Производители литья из ковкого чугуна

Литература

Литература

  1. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. Бобылев А.В. М., «Металлургия», 1980. 296 с.
  2. Воздвиженский В.М. и др. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1984. — 432 с., ил
  3. Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. М. Машиностроение, 1988. — 272 с.: ил.
  4. Энциклопедия неорганических материалов. В двух томах. К.: Высшая школа, 1977.
  5. ГОСТ 1215-79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия».
  6. Колачев Б.Ф., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Металлургия, 1981. 416 с.
  7. Справочник по чугунному литью./Под ред. д-ра техн. наук Н.Г. Гиршовича.- Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978.- 758 с., ил

Источник: https://on-v.com.ua/novosti/texnologii-i-nauka/kovkij-chugun/

Производство чугуна. Марки чугуна. Технология производства :

Производство чугуна. Марки чугуна. Технология производства :

В настоящее время основной способ получения чугуна — плавка железных руд в доменных печах. Для плавки необходим ряд сырых материалов, таких как флюсы, железные или марганцовые руды, а также топливо.

В качестве топлива используется кокс, который, по сути, является каменным углем. Роль кокса – обеспечить процесс восстановительной энергией и определенным количеством тепла. Давайте рассмотрим производство чугуна более подробно.

Так как это сложный и длительный процесс, то его описание займет много времени.

Топливо для плавки

Топливо для плавки

Как было отмечено выше, в качестве топлива используют кокс. Но, помимо этого, допустимо использование мазута, угольной пыли и природного, а также коксового газов. Тем не менее практически всегда в качестве основного горючего применяют именно кокс. Это вещество, которое образуется при удалении летучих газов из угля при температуре от 900 до 1 200 градусов.

Сегодня это единственный вид твердого топлива, который сохраняет свою исходную форму во время движения от колошника к горну. В принципе, к этому материалу выдвигаются жесткие требования, которые касаются механической прочности и жесткости, что нужно для восприятия больших нагрузок в нижней части доменной печи. Крайне важно выдерживать фракцию кокса. Слишком мелкие частицы способствуют газопроницаемости шихты, а слишком большие разрушаются и образуют мелкую фракцию.

Помимо этого, необходимо соблюдать определенный процент влажности, что нужно для поддержания теплового режима.

Руды для плавки

Руды для плавки

В земной коре довольно много железа, однако в чистом виде оно не встречается, его всегда добывают с горными породами в виде различных соединений. Железной рудой можно называть только те породы, из которых с экономической точки зрения выгодно добывать железо посредством плавления в печи.

В природе существуют богатые и бедные железные руды. Если говорить с точки зрения металлургической промышленности, то в руде есть ряд полезных добавок, которые необходимы при получении чугуна, – это хром, никель, марганец и другие. Есть и вредные включения: сера, фосфор, медь и т.п.

Кроме того, железная руда может делиться на несколько групп в зависимости от минерала:

  • красный железняк – 70% железа, 30% кислорода;
  • магнитный железняк – 72,4% железа, 27,6% кислорода;
  • бурый железняк – до 60% железа;
  • шпатовый железняк – до 48,3 % железа.

Логично было бы сделать вывод, что доменное производство чугуна должно предусматривать использование руды из второй группы. Но самой распространенной является первая, поэтому ее чаще и применяют.

Подготовка руды к плавке

Подготовка руды к плавке

Нельзя добыть железную руду из земли и тут же забросить ее в загрузочное устройство доменной печи. Сначала необходимо несколько улучшить технико-экономические показатели, что позволит использовать для получения чугуна относительно бедные руды, которых в земной коре значительно больше. К примеру, увеличение железа в руде всего на 1% приводит к экономии кокса на 2% и к увеличению производительности ДП на 2,5%.

На первом этапе руда дробится на фракции, а дальше проходит грохочение. Последнее мероприятие необходимо для разделения железной руды по крупности. Дальше идет усреднение, где выравнивается химический состав. Один из самых важных и сложных этапов – обогащение. Суть процесса заключается в удалении пустых пород с целью увеличения содержания в руде железа. Обычно обогащение проходит в два этапа.

Заключительным этапом является окускование, которое нужно для улучшения протекания плавки в доменной печи.

Технология производства

Технология производства

Доменный процесс – это совокупность механических, физических и химико-физических процессов, которые протекают в функционирующей ДП. Загружаемые флюсы, руды и кокс в процессе плавки превращаются в чугун. С точки зрения химии, это окислительно-восстановительный процесс. По сути, из оксидов восстанавливается железо, а восстановители окисляются. Но процесс принято называть восстановительным, так как конечная цель – получить металл.

Основным агрегатом для реализации процесса плавки служит печь (шахтная). Крайне важно обеспечить встречное движение шихтовых материалов, а также их взаимодействие с газами, которые образуются во время плавки. Для улучшения процесса горения используется дополнительная подача кислорода, природного газа и водяного пара, что в совокупности называется дутьем.

Еще о доменном процессе

Еще о доменном процессе

Кокс, поступающий непосредственно в горн, имеет температуру порядка 1 500 градусов. В результате в зоне горения образуется смесь газов температурой 2 000 градусов. Он поднимается в верх доменной печи и нагревает опускающиеся к горну материалы. При этом температура газа несколько понижается, примерно до 1700-1600 градусов.

Шихта грузится в колошник порционно. Распространение в ДП происходит слоями. Обычно загружают одну порцию в 5 минут. Перерыв нужен для освобождения места в колошнике. Науглероживание проходит еще в твердом состоянии железа, после температура падает до 1 100 градусов. В этот период заканчивается восстановление железа и начинается окисление кремния, марганца и фосфора.

В результате мы имеем науглероженное железо, которое содержит не более 4% углерода. Оно плавится и стекает в горн. Туда же попадает и шлак, но так как удельные массы материалов различные, то они не соединяются. Через чугунную летку выпускают чугун, а через шлаковые летки – шлак. В принципе, это и вся технология производства, описанная вкратце.

Сейчас рассмотрим еще один интересный вопрос.

Основные марки чугуна

Основные марки чугуна

Чугун – сплав железа с углеродом. последнего элемента не должно быть меньше 2,14%. Помимо этого, присутствуют и другие элементы, такие как кремний, фосфор, сера и др. Углерод обычно находится или в связанном состоянии (цементит), или же в свободном (графит). Чугун можно поделить на следующие виды:

  • Литейный – имеет маркировку Л1-Л6 и ЛР1-ЛР7.
  • Передельный чугун – маркируется как П1 и П2. Если материал предназначается для отливок, то это ПЛ1 и ПЛ2. Металл с большим содержанием фосфора обозначается как ПФ1,ПФ2, ПФ3. Помимо этого, есть и высококачественный передельный чугун – ПВК1, ПВК2 и ПВК3.
  • Серый – СЧ10, СЧ15, СЧ20,СЧ25, СЧ30 и СЧ35.
  • Ковкий чугун – КЧ30-6, ЧК45-7,КЧ65-3 и др. Если после букв стоят цифры, то они обозначают временное усилие на разрыв.
  • Легированный чугун, имеющий специальные свойства, обозначается буквой «Ч»;
  • Антифрикционный (серый) – АЧС.

Можно говорить о том, что любой вид чугуна имеет свое дальнейшее назначение. К примеру, передельный используется для переделки в сталь и для производства отливок. В это же время марки ПЛ1 и ПЛ2 отправятся в литейный цех, а П1 и П2 будут использованы в сталеплавильном производстве.

Влияние различных соединений на свойства

Влияние различных соединений на свойства

Независимо от вида и марки чугуна есть ряд элементов, которые значительно влияют на его свойства и технические характеристики. В качестве примера возьмем серый чугун.

Повышенное содержание кремния способствует понижению температуры плавления и значительно улучшает его технологические и литейные свойства. По этой простой причине в литейный цех обычно отправляют чугун с большим содержанием этого элемента.

А вот марганец – это своего рода противоположность кремнию. Однако он является полезным химическим элементом, так как увеличивает прочность и твердость изделия.

Сера – одно из самых вредных включений, которое существенно снижает жидкотекучесть и тугоплавкость чугуна. Фосфор может оказывать как вредное влияние, так и полезное. В первом случае изготавливают изделия сложной формы, тонкостенные и не требующие большой прочности. А вот марки чугуна с большим содержанием фосфора недопустимо использовать в машиностроении, где нужно добиться большой прочности изделия.

Про науглероживание железа

Про науглероживание железа

Восстановленное в ДП железо поглощает в себя самые различные химические элементы и углерод в том числе. Как результат, образуется полноценный чугун. Как только он появляется в твердой форме, сразу же начинается его науглероживание. Сам процесс заметен при относительно невысоких температурах в 400-500 градусов.

Кроме того, стоит отметить, что чем больше углерода в составе железа, тем ниже температура плавления. Однако когда металл находится уже в жидком состоянии, процесс протекает несколько интенсивней. Нужно понимать, что после того, как в чугуне будет окончательное количество углерода, изменить это уже будет невозможно.

Такие элементы, как марганец и хром, способствуют увеличению содержания углерода, а кремний и фосфор уменьшают его количество.

Немного о литейном производстве

Немного о литейном производстве

Литье известно человеку уже довольно давно, примерно несколько тысяч лет. Это технологический процесс, позволяющий получить заготовку необходимой формы. Обычно таким способом изготавливают только фасонные детали и заготовки. Суть метода заключается в том, что расплавленный металл или другой материал (пластмасса) выливается в форму, полость которой имеет необходимую конфигурацию будущей детали.

Через некоторое время металл застывает и получается заготовка. Она проходит механическую обработку, которая заключается в улучшении качества посадочных поверхностей, получении необходимой шероховатости и т.п. Интересно то, что литейное производство чугуна для промышленного оборудования осуществляется в земле. Для этого изготавливается разовая песчаная форма и подбирается соответствующее оборудование.

Еще кое-что интересное

Еще кое-что интересное

Стоит обратить ваше внимание на то, что литейное производство использует металл, который был получен в доменной печи. По сути, при вторичной плавке получают изделия с требуемыми свойствами, которые изменяются в плавильной печи.

В это же время отливки, химический состав которых оставляют неизменным в литейном производстве, изготавливают крайне редко. В частности это касается чугуна. Когда нужно получить деталь из черного металла, помимо чугуна, в печь загружают ряд модификаторов, флюсов, раскислителей, а также стальной лом и штыковой чугун.

Последний нужен для получения стальных и чугунных отливок. Сам же процесс производства чугуна мало чем отличается от доменного производства.

Заключение

Графитизирующий отжиг

Каким образом получают ковкий чугун

/ Теория термической обработки металлов / Отжиг второго рода / Отжиг чугунов / Графитизирующий отжиг

22 июля 2011

Графитизирующему отжигу подвергают белые, серые и высокопрочные (модифицированные) чугуны.

Отжиг белого чугуна на ковкий

Белый чугун тверд и очень хрупок из-за большого количества эвтектического цементита в его структуре. Современный способ получения ковкого чугуна графитизирующим отжигом белого был изобретен в начале XIX в.

В настоящее время ковкий чугун — это широко применяемый машиностроительный материал, сочетающий простоту и дешевизну получения отливки фасонных деталей с высокими механическими свойствами.

Для производства ковкого чугуна используют отливки из доэвтектического белого чугуна, содержащего 2,2 — 3,1 % С; 0,7 — 1,5% Si; 0,3 — 1,0% Mn и до 0,08% Cr. в шихте кремния, облегчающего графитизацию, и марганца с хромом, затрудняющих ее, регулируют таким образом, чтобы подавить кристаллизацию графита из расплава и обеспечить возможно более быстрое прохождение графитизации при отжиге.

Напомним, что при кристаллизации серого чугуна графит растет из расплава в неблагоприятной для механических свойств форме разветвленных крабовидных розеток, сечения которых на шлифе имеют вид изогнутых пластин.

График отжига белого чугуна на ковкий

График отжига белого чугуна на ковкий: I и II — первая
и вторая стадии графитизации.

При отжиге белого чугуна графит называемый углеродом отжига, образуется в значительно более компактной, благоприятной для механических свойств форме. Хотя ковкий чугун и не куют, но относительное удлинение у него находится в пределах 2 — 20% (в зависимости от структуры), в то время как у белого чугуна относительное удлинение не превышает 0,2%, а у серого — не более 1,2%.

Микроструктура ковкого чугуна на ферритной основе

Х120.

Исходный фазовый состав белого чугуна такой же, как у стали — феррит и цементит, и поэтому механизм его аустенитизации аналогичен рассмотренному в Образование аустенита при нагревании. При нагревании вначале происходит перлито-аустенитное превращение, затем растворение вторичного цементита и гомогенизации аустенита по С и Si.

Первая стадия графитизации

Во время выдержки при 900 — 4050 °С проходит первая стадия графитизации, по окончании которой весь цементит эвтектического происхождения и остатки вторичного цементита заменяются графитом и структура из аустенито-цементитной превращается в аустенитографитную.

Предположение о разложении цементита с непосредственным выделением из него графита по реакции Fe3C — 3Fe + C не согласуется со многими фактами. В частности, форма углерода отжига в ковком чугуне не соответствует форме исходных кристаллов цементита. 

Доказано, что графнтнзация белого чугуна на первой стадии состоит в зарождении графита на границе А/Ц и вдали от цементитных кристаллов и росте графита при одновременном растворении цементита в аустените путем переноса атомов углерода через аустенит от границы А/Ц к границе А/Г.

Удельный объем графита в несколько раз больше, чем у аустенита, и поэтому его гомогенное зарождение в плотной металлической матрице маловероятно — слишком велика упругая составляющая ∆Fyпp в формуле. Дислокации, субграницы и высокоугловые граниты мало эффективны в качестве мест гетерогенного зарождения графита из-за большой величины ∆Fyпp.

Как известно, серое олово, удельный объем которого на одну четверть больше, чем у белого, зарождается предпочтительно на открытой поверхности образца белого олова. Естественно, что при графитизации, когда удельный объем новой фазы еще более резко отличается от удельного объема исходной фазы, зародыши также преимущественно возникают на свободной поверхности аустенита.

В объеме отливки местами гетерогенного зарождения графита служат несплошности, скопления вакансий, усадочные и газовые микропустоты, микротрещины, разрывы на границе аустенита с неметаллическими включениями из-за разности их термического расширения. Местами зарождения графита могут быть диффузионные поры, возникающие при гомогенизации аустенита.

Например, при выравнивании состава аустенита после ухода атомов кремния из обогащенных им участков остается избыток вакансий, образующих поры. Этим предположительно можно объяснить ускорение графитизации под действием кремния, которое происходит, несмотря на то, что кремний замедляет диффузию углерода в аустените.

После образования центров графитизации в аустените существует градиент концентрации углерода, так какпредельная растворимость цементита в нем выше, чем графита (на диаграмме состояния рисунка Диаграмма состояния Fe — С линия ES находится правее линии E´S´). Например, если первая стадия графитизации проходит при температуре t*, то состав аустенита на границе с цементитом изображается точкой b, на границе с графитом — точкой а.

Участок диаграммы

Участок диаграммы состояния Fe — С со сплошными линиями стабильного и пунктирными линиями метастабильного

равновесия (схема).

Выравнивание концентрации углерода в аустените делает его ненасыщенным по отношению к цементиту (на границе А/Ц состав аустенита сдви гается влево от точки b) и пересыщенным по отношению к графи ту (на границе А/Г состав сдвигается вправо от точки a). В результате непрерывно, вплоть до исчезновения, растворяется цементит и растет графит.

Кроме переноса атомов углерода через твердый раствор, для графитизации необходим еще один процесс — эвакуация атомов железа от поверхности растущего графита, чтобы освободить графиту «жизненное» пространство. К. П. Бунин доказывает, что именно этот диффузионный процесс, а не приток атомов углерода, контролирует скорость роста графитных включений в аустените, так как диффузионная подвижность атомов железа намного меньше, чем у углерода.

Форма графита зависит от температуры отжига и состава чугуна. Углерод отжига быстрее разрастается вдоль высокоугловых границ и субграниц, так как по ним быстрее отводятся атомы железа. Такое нежелательное разветвление графита усиливается с ростом температуры и после отжига при температурах выше 1050 — 1070 °С механические свойства чугуна оказываются очень низкими. Этим определяется верхняя температурная граница первой стадии графитизации.

Добавки и примеси оказывают сложное влияние на рост углерода отжига, изменяя скорости диффузии железа и углерода и другие параметры. Например, малые добавки магния ( ~0,1%) обеспечивают рост углерода отжига в компактной форме. Регулируя температуру отжига и состав белого чугуна, можно получать ковкий чугун с весьма компактными включениями углерода отжига.

При охлаждении чугуна после окончания первой стадии графитизации состав аустенита изменяется по линии ES и из него выделяется вторичный графит. Эту стадию графитизации называют промежуточной. Вторичный графит наслаивается на включения углерода отжига и обычно самостоятельной структурной составляющей не дает.

«Теория термической обработки металлов»,
И.И.Новиков

Отжиг для устранения отбела

В тонких сечениях отливок из серого чугуна и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом из-за ускоренного охлаждения кристаллизуется ледебурит, т. е. чугун получается белым. При литье в кокиль вся поверхность может получиться отбеленной. Для улучшения обрабатываемости резанием и повышения пластичности проводят графитизирующий отжиг, устраняющий отбел отливок. Так как серый и высокопрочный чугуны содержат больше кремния, чем

Упрочняющая термическая обработка серого чугуна не получила такого широкого распространения, как термообработка стали. Это объясняется тем, что пластинчатый графит, действуя как внутренние надрезы, сильно снижает прочность и пластичность металлической основы. Поэтому изменение ее строения при термической обработке не дает большого эффекта упрочнения и часто нерентабельно. Эффективнее термообработка серых чугунов с более благоприятной формой графита, в

Вторая стадия графитизации

Металлическая матрица ковкого чугуна формируется при эвтектоидном распаде аустенита. Для получения чисто ферритной матрицы охлаждение в интервале температур эвтектоидного распада должно быть медленным (смотрите рисунок График отжига белого чугуна на ковкий). Здесь проходит вторая стадия графитизации — аустенит распадается по схеме А → Ф + Г.  Диаграмма изотермических превращений аустенита Диаграмма изотермических превращений аустенита в

Источник: https://www.ktovdome.ru/teoriya_termicheskoy_obrabotki_materialov/355/82/10957.html

Из какого чугуна получают ковкий чугун?

Каким образом получают ковкий чугун

Ковкий чугун получается при длительном термическом отжиге заготовок белого чугуна. В результате термообработки цементит распадается на железо и углерод в виде графита компактной хлопьевидной формы.

Материал с такими графитовыми включениями характеризуется высокими прочностными параметрами, пластичностью и стойкостью к ударным нагрузкам.

Виды чугунов

Чугун – это сплав железа с углеродом, где содержание последнего более 2,14%. В состав такого сплава могут входить и другие элементы. Их содержание определяет многие параметры и свойства материала.

В железоуглеродистом сплаве содержится цементит, графит и графит с цементитом. Цементитом называют соединение углерода с железом состава Fe3C. Графит – это одна из аллотропных модификаций углерода со слоистой структурой.

В зависимости от содержания указанных соединений меняется цвет изделия. Когда преобладает цементит, материал приобретает светлый отблеск. Отсюда и получилось название «белый».

Графит обладает темной окраской, которую он придает и отливкам. Именно структура графитовых включений определяет пластические свойства материала.

Исходя из этого сплав разделяют на:

  • серый;
  • ковкий;
  • высокопрочный;
  • особого назначения.

К первому типу материалов относится сплав железа с углеродом в графитовой модификации хлопьевидной, пластинчатой или глобулярной формы. Он обладает высокими литейными свойствами. Благодаря им часто используется для получения деталей сложной формы.

В то же время хрупкость сплава ограничивает его применение в изделиях, подвергающихся растяжению или изгибу. Сплав с графитом глобулярной формы характеризуется высокими прочностными свойствами. Его относят к одному из подвидов серого чугуна.

Формирование графита указанной формы достигается благодаря добавкам магния и церия. Другие же формы получаются вследствие разных скоростей охлаждения.

Ковкий чугун содержит углерод в интервале концентраций от 2,4–2,8%. Кроме того, в сплаве могут содержаться: кремний, марганец, сера и фосфор. Указанные элементы влияют на конечные свойства изделий.

Особенности производства ковкого чугуна

Форма графитовых включений и металлическая основа.

Чтобы получить ковкий чугун, необходимо следовать технологии, основанной на термическом отжиге заготовок при определенной температуре. В результате данного процесса происходит распад цементита и аустенита. Таким образом, получают углерод, кристаллизующийся в графите хлопьевидной формы.

Аустенитом называют железо с гранецентрированным типом решетки. Данная модификация является высокотемпературной. В железоуглеродистых сталях он может формироваться при температурах более 727 градусов, а в чистом железе при 910 градусах.

Окончательный процесс формирования графита происходит при более низких температурах – в диапазоне 720-760 градусов. Именно углерод в такой модификации определяет такие характеристики, как пластичность и прочность ковкого чугуна.

Метод предусматривает термообработку ковких чугунов в два этапа. Вначале материал подвергают воздействию температуры до 1000 градусов. Выдержка отливок в указанных условиях приводит к распаду ледебурита на графит и аустенит.

После отжига при высокой температуре изделие охлаждают до 720-760 градусов. В результате формируется перлит, распадающийся в дальнейшем на феррит и графит.

Плавку материала для изготовления чугуна осуществляют в вагранках, пламенных и электропечах. Иногда этот процесс осуществляют в комбинированных печах. Исходные отливки могут содержать различное количество углерода.

При изготовлении ферритного сплава необходимо использовать заготовки с меньшей концентрацией углерода. Такие изделия обладают высокой температурой плавления, поэтому требуют повышенную температуру перегрева.

Обычно для плавки в данной ситуации используют две печи. В вагранке происходит расплавление, а в электродуговой печи перегрев. Описанная технология плавки называется дуплекс-процессом.

Для производства перлитного сплава используют заготовки с большим содержанием «С». Для плавки такого материала достаточно вагранки.

Особенностью производства форм для отливок является повышенная усадка белого сплава. Из-за этого процесса возникает необходимость установки боковых прибылей у каждого местного утолщения отливки. Это позволяет избежать формирования раковин.

Для того, чтобы увеличить скорость охлаждения более толстых мест отливки используются металлические холодильники.

Влияние углерода и кремния на структуру чугуна и зависимость структуры от толщины чугуна.

Название данного материала обусловлено лишь его более высокими пластичными свойствами. На самом деле его нельзя подвергать ковке. Данный тип сплава используется так же, как и другие его виды.

Преимуществом ковкого чугуна, по сравнению с белым, является высокая антикоррозионная стойкость. По этому свойству материал занимает более высокие позиции, чем углеродистые стали. По механическим свойствам он уступает сталям, однако превосходит белый чугун.

Разновидности ковкого чугуна

В зависимости от процесса производства ковкий чугун бывает ферритным и перлитным. В первом случае изготовление осуществляется в нейтральной среде. Такой материал отличается ферритной структурой с остаточным углеродом отжига.

В состав сплава до термообработки входит 2,2-2,99 процента углерода, а также добавки других элементов, содержание которых не превышает одного процента. Уменьшение концентрации «С» сопровождается увеличением прочностных характеристик материала. Однако его литейные свойства снижаются.

Данный материал широко применяется при изготовлении деталей для машин и сельхоз техники, где необходима стойкость к постоянным нагрузкам и напряжениям.

Данный сплав отличается более низкими пластическими свойствами. В связи с этим его используют в задачах, не требующих стойкости к серьезным пластическим и химическим нагрузкам.

Свойства ковких чугунов

Ковкий чугун обладает механическими свойствами, зависящими от содержания кремния углерода в графитовой аллотропной модификации. Для белосердечного материала влияние оказывают также хром и марганец.

Различие структуры изделий определяет и различие свойств. Так, черносердечный сплав характеризуется большей пластичностью, но меньшей твердостью, чем перлитный тип.

Высокие прочностные характеристики данных сплавов обеспечиваются графитом хлопьевидной формы. Несмотря на свое название, данные изделия не поддаются ковке. Они изготавливаются путем отливки деталей в заданные формы.

Главным достоинством ковкого сплава является однородность свойств по сечению материала, а также отсутствие напряжений.

С точки зрения других характеристик они отличаются:

  • хорошей текучестью при литье;
  • поглощением вибраций;
  • высокой износостойкостью;
  • хорошей коррозионной стойкостью к влаге и многим агрессивным химическим соединениям;
  • высокой стойкостью к ударным нагрузкам.

Маркировка изделий

Марки ковкого чугуна начинаются с букв «КЧ», после которых следуют цифры. Первые числа соответствуют уменьшенному в десять раз пределу прочности материала. Вторая пара – это показатель относительного удлинения.

Согласно принятым стандартам ковкие чугуны имеют одиннадцать типов маркировки. 4 соответствуют ферритному, а 7 марок – перлитному.

Сферы использования материала

Механические свойства и химический состав чугуна.

Применение ковкого чугуна нашлось в машиностроении, автомобилестроении, в производстве ж/д вагонов, изготовлении сельхоз оборудования.

Лучшими свойствами для отмеченных сфер применения является перлитный тип. Однако, несмотря на более высокие характеристики, чаше используется черносердечный сплав. Это обусловлено меньшими затратами на его производство.

Только для изготовления деталей, подвергающихся высоким нагрузкам, используют белосердечный материал. К таким изделиям относятся рессоры, детали двигателей и т.д.

Итог

Ковкие чугуны нашли широкое применение в различных областях человеческой жизнедеятельности благодаря своим высоким прочностным свойствам и хорошей коррозионной стойкости.

Они используются для изготовления различных деталей, которые должны выдерживать значительные постоянные и периодические нагрузки.

В зависимости от задач, может использоваться либо ферритный, либо перлитный тип материала. Каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками, описанными в данной статье.

Источник: https://varimtutru.com/iz-kakogo-chuguna-poluchayut-kovkiy-chugun/

Говорят, что бой Конор – Серроне – договорняк. Разбираем нокаут и объясняем, почему это не так

Каким образом получают ковкий чугун

Макгрегор пытался пробить Хабибу такой же хайкик.

Конор очень эпично вернулся: на UFC 246 в Лас-Вегасе он нокаутировал Дональда Серроне за 40 секунд. На пресс-конференции после турнира президент промоушена Дэйна Уайт заявил, что дальше для Макгрегора – бой с Хабибом. При этом реванш против ирландца анонсировал еще и Флойд Мэйвезер.

Но пока все разбираются в следующих соперниках Конора, Нэйт Диас и соцсети бушуют, что поединок против Ковбоя куплен. 

Но если внимательно пересмотреть эти 40 секунд, то будет все меньше оснований согласиться с Диасом. В логике боя нет вообще ничего удивительного.

Серроне говорил, что волнуется перед выходом в клетку – Хабиб назвал это «мышлением очкошника». Естественно, что перед боем с Макгрегором мандраж еще больше. Конор мощнее всего проводит первый раунд – у него это сильная сторона, у Дональда – слабая.

Поэтому с первой секунды ирландец обескуражил сокращением расстояния (этого от него сложно ожидать – он всегда работает на дистанции, а тут пошел в клинч).

Нанес три удара плечами – и разбил нос сопернику.

Разорвал дистанцию, заблокировал удар и поджимал к клетке.

На 20-й секунде пробил левый хайкик.

Точно такой же эпизод был в бою с Хабибом, только на 12-й секунде. Конор поддавливал и пробил ногой в голову. Разница в том, что Нурмагомедов успешно этот выстрел заблокировал, а Серроне поймал удар челюстью. 

Колено – абсолютно актуальное при сопернике в нокдауне у клетки. После чего Конор заходит слева – оттуда по нему сложнее попасть, оттуда ему удобнее работать левой рукой.

Добивание в партере. Опять же – акцентированные удары левой.

Победа Конора – хороший тайминг, домашние заготовки и работа исходя из своей сильной стороны и слабой стороны соперника. Но, конечно, гораздо проще поверить в теорию заговора.

Ведь каждая победа Конора – договорняк.

Мендес, Альдо и Альварес – Макгрегора обвиняли в купленных боях в трех титульниках из четырех

Про покупные бои Конора говорят с 2014 года (в UFC он попал в 2013-м). Тогда он впервые нокаутировал топового соперника, разобравшись за 106 секунд с Дастином Порье. Через один бой у Макгрегора был поединок за временный титул – против Чеда Мендеса. И это – первый случай, когда ирландца начали подозревать не только в соцсетях.

«Это фальшивый бой. Мы превращаемся в рестлинг. Мне очень жаль», – сказал Вандерлей Силва. Пообещал предоставить доказательства, но потом извинился.

Конора обвинили в договорняке против бойца, который готовился всего 2 недели и просто вышел на замену, чтобы спасти турнир. Аргументы: борец Мендес вместо контроля в партере попробовал выйти на удушающий, не уничтожал Макгрегора на земле, а потом упал от одного удара в печень.

Все так, но:

• Выход на сабмишен – это попытка скорее закончить бой, зная, что дальше у тебя может не хватит функционалки, ведь ты готовился две недели.

• Отсутствие большого количества ударов в партере – по той же причине. Тратить силы и сдыхать раньше времени?

• Невероятно, но факт: от ударов в печень действительно падают.

После Мендеса был Жозе Альдо, который упал за 13 секунд. И снова обвинения. Но правда ли боец, который доминировал в полулегком весе 10 лет и наслушался много дерьма от соперника, способен сдать? И если да, то почему так – наглухо и нокаутом?

«Этот бой не может быть договорным. Мой папа учил меня жить честно. Я никогда не продам себя», – отвечал Альдо.

Потом у Конора был наконец-то настоящий бой – когда он проиграл Нэйту Диасу. Если Макгрегора побеждают, значит, все было честно, в противном случае – нет. Правда, странно, что бойца с легендарным наследием (Альдо) можно подкупить, а не заботящегося о рекорде (Диаса) нет.

К счастью для Конора, к реваншу против Нэйта до судей боя дошел транш, поэтому он победил решением большинства. Совершенно не важно, что он несколько раз при этом ронял Диаса и сам не падал в кровавых разменах.

Бой за титул легкого веса против Эдди Альвареса – самый громкий повод обвинить Конора в договорняке. Слишком сладкий сценарий: Макгрегор стал первым в истории одновременным чемпионом в двух дивизионах, а Альварес за этим наблюдал, пока не оказался в нокауте во втором раунде.

Действительно, с виду Эдди был пассивен. 12 точных попаданий за 8 минут боя должны в этом якобы убедить, но статистика поспорит:

• Альварес всего нанес 46 ударов, то есть процент точности – 26. Каждый четвертый удар в цель – не так плохо. Плюс проблема не только в Эдди: Конор не из тех ребят, которые привыкли блокировать удары головой.

• Конор нанес 90 ударов (40 дошли до цели). То есть перебил соперника ровно в два раза с процентом точности 44. При этом Макгрегор постоянно шел вперед, попадал даже на контратаках (уклон-удар), и как боец он быстрее – потому что пришел из полулегкого веса.

• Из 90 ударов Конора 12 были нанесены в партере во время добивания. То есть на дистанции 78-46 в его пользу – а это не много.

Хабиб тогда написал, что за Альвареса и весь главный бой UFC 205 стыдно. В октябре 2018-го Нурмагомедов показал, как сделать так, чтобы за мейн ивент и чемпиона дивизиона не было стыдно. Главное, повторить это в реванше. 

Источник: https://www.sports.ru/tribuna/blogs/mmardoboi/2701530.html

Свойства и сферы применения ковкого чугуна

Чугун является одни из популярнейших сплавов металлов. Он применяется в различных сферах жизнедеятельности человека. Помимо основного сплава, существуют отдельные разновидности этого материала, например, ковкий чугун. У каждого вида чугуна свой состав и характеристики.

Основные характеристики металла

Основные характеристики металла напрямую зависит от процентного содержания углерода в его составе. Структура ковкого чугуна представляет собой кристаллическую решётку, в которой присутствуют частицы углерода в форме графита. Дополнительно в составе содержится небольшое количество кремния, марганца и хрома.

Строение ковкого материала влияет на изготавливаемые из него детали и заготовки. Например, ферритная разновидность материала обладает более низким показателем прочности, нежели перлитная. При использовании частиц графита хлопьевидной формы материал становится более прочным и пластичным. Детали, изготавливаемые из ковкого чугуна, могут изменять размер и форму при длительном воздействии комнатной температуры и уровня влажности.

Однако по названию материал нельзя говорить о способах обработки. Этот вид чугуна по стандартам, указанных в ГОСТах, не производится с помощью ковочного оборудования. Для этого применяется технология литья. Благодаря этому в готовом металле нет внутренних и поверхностных напряжений. Характеристики:

  1. Высокий показатель текучести и прочности.
  2. Устойчивость к коррозийным процессам.
  3. Металл выдерживает длительное воздействие кислот и щелочей.

Однако характеристики этого материала быстро снижаются при воздействии низких температур. Он становится хрупким и разрушается от ударов.

Разновидности

При изготовлении высокопрочных чугунных сплавов, создаются разные условия, при которых проводится процедура отжига. В зависимости от изменений технологического процесса, получается три вида ковкого чугуна:

  1. Перлитный — в состав этого материала входят частицы графита хлопьевидной формы.
  2. Ферритный — этот материал включается в себя феррит и частицы углерода хлопьевидной формы.
  3. Ферритно-перлитный. Смесь двух предыдущих видов ковкого чугуна.

В зависимости от температуры отжига и легирующих добавок характеристики готового материала изменяются.

Свойства

Механические свойства чугуна напрямую зависят от того, сколько в его составе содержится углерода и в какой форме представлен этот компонент. Характеристики могут изменяться от добавления легирующих примесей. К ним относится кремний, марганец, сера, фосфор и хром. Изготавливают этот материал из белого чугуна, после проведения отжига при высоких температурах. Свойства ковкого материала:

  1. Высокий показатель прочности и пластичности.
  2. Хорошая вязкость.
  3. Материал обладает высокой износостойкостью.

Ковкий чугун является лучшей разновидностью основного сплава. Из него изготавливаются массивные конструкции, отдельные части которых соединяются с помощью сварочного оборудования.

Маркировка

Как и другие металла или их сплавы, ковкий чугун имеет определённую маркировку. Он обозначается в сокращении КЧ. После букв, обозначающих материал, идут цифры. Первые две обозначают предел прочности на разрыв. Третья цифра указывает на показатель удлинения в процентах.

По ГОСТу 1215–79 существует 11 разновидностей ковкого чугуна, которые имеют собственную маркировку. Их можно найти в справочниках по литью металлов и сплавов или таблицах в интернете.

Особенности производства

При изготовлении ковкого чугуна существует ряд особенностей и тонкостей. В первую очередь необходимо понимать, что основой для изготовления этого материала является БЧ (белый чугун). Этот сплав обладает плохими показателями для литья. При остывании происходит процесс усадки, во время которого материал сильно теряет в размере. Во время литья белого чугуна часто образовываются дефекты, из-за которых заготовки бракуются.

Чтобы добиться желаемого результата и обойти все недостатки этого материала, необходимо нагревать его до критических температур и при этом учитывать то, насколько измениться форма заготовки во время процессов томления и усадки. Томление металла должно проходить при температуре в 1400 градусов по Цельсию. Во время этого процесса заготовки располагаются в специальных горшках, изготавливаемых из тугоплавких металлов. В одну емкость для томления укладывается до 300 отливок.

При укладке заготовок в горшки их располагают как можно плотнее друг к другу. Сверху их засыпают рудой или песком. Таким образом материал защищается от процессов окисления и деформации.

Чтобы сделать ковкий чугун, используют электрические печи. Специальное оборудование позволяет регулировать температуру томления. Наиболее эффективными являются печи, в которых можно регулировать воздушные смеси. Самыми популярными печами для изготовления ковкого материала являются муфельные. Они позволяют уберечь емкости с заготовками от соприкосновения с продуктами сгорания топлива.

Готовые отливки проходят несколько этапов очистки. На первом этапе с них счищаются остатки формовочной смеси. Чтобы провести грубую очистку применяется промышленное пескоструйное оборудование. Далее идёт второй этап очистки, на котором с отливки удаляются остатки питателей. Для этого применяются шлифовальные машины.

В ГОСТах указаны требования и правила, которые позволяют уберечь детали из КЧ от появления различных дефектов. К ним могут относиться трещины, сколы, недоливы и раковины. Ковка чугуна не проводится ни на одном этапе производства. Исправить большинство дефектов термической обработкой невозможно.

Сферы использования

Благодаря характеристикам ковкий чугун получил широкое применение в различных сферах промышленности:

  1. Производство изделий и деталей, которые будут подвергаться серьёзным нагрузкам в процессе эксплуатации.
  2. Машиностроение.
  3. Сельскохозяйственная промышленность.
  4. Изготовления деталей для промышленного оборудования и станков.

Из ковкого чугуна делают механизмы, конструкции и детали, которые используются при эксплуатации железнодорожного транспорта. Яркий пример использования этого материала в машиностроении — изготовление коленчатых валов, которые устанавливаются в дизельных тракторах и автомобилях. Низкая цена и характеристики этого металла позволяют использовать его, как аналог разным видам сталей.

Ковкий чугун представляет сплав железа и углерода. Изготавливают его из БЧ в процессе отжига. В итоге получается уникальный материал со своими характеристиками. Используется в машиностроении, строительстве, изготовлении деталей для поездов и износоустойчивого оборудования, станков.

Источник: https://metalloy.ru/splavy/kovkij-chugun

Ковкий чугун

пер.Каштановый 8/14 51100 пгт.Магдалиновка

Nikolaenko Dmitrij

Ковкий чугун Ковкий чугун (1 голос, в среднем: 5 из 5)

Ковкий чугун — другими словами это название мягкого вязкого сплава, который производится путем отливки из белого чугуна. Процесс производства включает в себя также отжиг в специальных печах с продолжительностью времени 20 — 100 часов при температуре 950 – 970 градусов Цельсия, затем следует термическая обработка. В технологии производства данного сплава применяется долгий отжиг, при котором цементит распадается и образуется графит

Ковкий чугун имеет сталистую основу, имеет в себе углерод в виде графита. В силу того, что графит имеет форму хлопьев, такой чугун немного вязкий и пластичный. Произвести ковкий чугун не так быстро и довольно дорого. Поэтому в промышленности его применение ограничено.

Марки ковкого чугуна

Марки ковкого чугуна классифицируются следующим образом: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10. Принцип данной маркировки чугунных сплавов построен следующим образом: буквы «КЧ» означают ковкий чугун, после букв первые две цифры показывают допуск прочности при растяжении, за ними две цифры — удлинение, небольшое при растяжении.

Марки ковкого чугуна определяются согласно нормам ГОСТ, которые содержат стандартизированные характеристики для каждого из сплавов. Процентное содержание добавок контролируется и задается при выплавке металла и указывается в документах, а также непосредственно на самой продукции при ее подготовке к отправке заказчику.

В отдельных случаях, при больших объемах заказываемой продукции возможны некоторые отклонения от установленных стандартов, если это требуется для удовлетворения необходимого запроса потребителя.

Для удобства пользователей некоторые данные об отдельных марках сплава собраны в следующую таблицу.

Ковкий чугун применение

Ковкий чугун применение нашел в разных отраслях промышленности, хотя и не производится в таких объемах как легированный или литейный. Главным образом сплав используют для получения тонкостенного литья. Применяют в разных отраслях машиностроения. Это очень практично, потому что механические свойства литья ковкого чугуна достаточно высокие.

К примеру, постоянными потребителями этого сплава являются такие отрасли, как автомобилестроение, тракторостроение, сельхозмашиностроение, электропромышленность, станкостроение, тяжелое машиностроение.

Ковкий чугун применение в этих отраслях нашел благодаря хорошим механическим свойствам, высокой способностью выдерживать ударные нагрузки, хорошим показателям износостойкости и возможностью его производства в достаточном количестве, хотя и имеет относительно высокую себестоимость.

Еще статьи из этого раздела: Высокоуглеродистая сталь

Высокоуглеродистая сталь  — это сталь, которая содержит повышенное количество углерода,

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Антифрикционный чугун, его свойства, особенности, разновидности и технические характеристики

Антифрикционный чугун — это чугун для отливок, который используется в ответственных

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Легированная сталь

Легированная сталь — это сталь, включающая в себя разные легирующие

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Чугун передельный

Чугун, который предназначен для последующего передела в сталь или переплавки

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Чугун литейный

Чугун литейный — это сплав железа, в состав которого входит

(1 голос, в среднем: 5 из 5) Чугун

Чугун – это железоуглеродистые сплавы. Процент содержания углерода (С) в

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Углеродистая сталь

Углеродистая сталь — это инструментальная сталь, содержащая 0,04- 2% углерода

(1 голос, в среднем: 4 из 5) Металлы и все о металлах

Металлы – это группа элементов, которые схожи рядом свойств и

(1 голос, в среднем: 4 из 5)

Источник: https://metallsmaster.ru/kovkij-chugun/

Термическая обработка белого чугуна (получение ковкого чугуна)

Белый чугун в литом виде вследствие своей высокой твердости ихрупкостине находит широкого применения. Изделияиз белого чугунаявляются исходным продуктом для получения ковкого чугуна с помощью термической обработки.

Для этой цели используют белый чугун, который содержит 2,5—3,2% С, 0,6—0,9% Si, 0,3—0,4% Мп, 0,1-0,2% Р и 0,06—0,1% S.

Исходная структура белого чугуна —перлит и ледебурит.

Структура ледебурита встречается во всех белых чугунах, т.е. в железоуглеродистых сплавах с содержанием углерода более 2%, который присутствует в сплаве в форме цементита.

Ледебурит при комнатной температуре представляет механическую смесь перлита и цементита.

Напоминаем, что перлит представляет собой тоже механическую смесь, но феррита и цементита, причем перлит — более мелкая смесь, чем ледебурит.

Описываемый отжиг на ковкий чугунпроизводят в нейтральной среде (N2или Н2) для защиты от обезуглероживания и окисления, в специально предназначенных для этой цели печах непрерывного действия .

Детали укладывают на специальные поддоны, которые размещаются на роликовом поду.

Поддоны проталкиваются с определенной скоростью по роликам. Длина камер нагрева первой и второй стадии отжига назначается с таким расчетом, чтобы детали находились в камерах необходимое для данной температуры время.

Отжиг на ковкий чугун производится по режиму, показанному на рис. 76.

  1. Первая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав ледебурита; в перлите цементит сохраняется.

  2. Вторая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав перлита.

В результате прохождения только одной стадии отжига получают ковкий чугун со структурой перлит+феррит+углерод отжига.

Такой чугун называютперлитным(перлитно-ферритным, рис. 77,а).

Он обладает хорошими прочностными свойствами, но невысокой пластичностью. Чугун с такой структурой используется в деталях, работающих на изгиб и трение.

Для повышения прочности чугун можно подвергать закалке и высокому отпуску, что улучшает его механические свойства.

После полного цикла отжига структура чугуна состоит из феррита и углерода отжига, т.е. образуетсяферритный ковкий чугун (рис. 77, б).

Из ковкого чугуна изготовляют мелкие детали сложной формы, которые трудно обработать резанием

Такие детали хорошо отливаются из белого чугуна, а последующая термическая обработка обеспечивает им хорошиепластические и прочностныесвойства.

Применяют и другой способ получения ковкого чугуна.

Нагрев изделий производится в окислительной среде, вследствие чего происходит выгорание углерода с поверхности, вызывающее снижение твердости и некоторое повышение пластических свойств, а также улучшение обрабатываемости.

В центре такой чугун сохраняет структуру белого чугуна. Полученный этим методом чугун называют белосердечным в отличие от черносердечного, получаемого при отжиге в нейтральной среде по вышеописанному способу.

При таком способе детали из белого чугуна загружают в ящики, пересыпают окалиной или рудой и нагревают в обычных камерных печах.

Отжиг ковкого чугуна является весьма длительной операцией. В настоящее время разработано много способов ускоренного отжига ковкого чугуна — предварительная закалка, отжиг в расплавленных солях при очень высоких температурах 1050—1100° и др.

Все эти мероприятия сокращают длительность отжига на ковкий чугун.

§

Источник: http://www.Conatem.ru/tehnologiya_metallov/termicheskaya-obrabotka-belogo-chuguna-poluchenie-kovkogo-chuguna.html

Ковкий чугун | Агентство Литьё++

Ковкий чугун (malleable iron castings) получают графитизирующим отжигом белого чугуна определенного химического состава, что обеспечивает формирование в процессе отжига компактного графита, который придает ковкому чугуну повышенные механические свойства (предел прочности при растяжении σB, относительное удлинение δ и ударная вязкость αH).

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна характеризуется пониженным содержанием графитизирующих элементов C=2,4-2,9%; Si=1,0-1,6%; C+Si=3,6-4,2%, что обусловлено необходимостью получения отливок из ковкого чугуна в литом состоянии со 100% отбелом по всему сечению отливки, по той простой причине, что при наличии в литой структуре чугуна пластинчатого графита, в процессе последующего проведения отжига будет формироваться пластинчатый графит (т.е. серый чугун), а не компактный, присущий ковкому чугуну.

Принято различать черносердечный ковкий чугун, получаемый графитизирующим отжигом (технология используемая в Украине) и белосердечный ковкий чугун, получаемый обезуглероживающим отжигом в окислительной среде (обычно отливки располагают в контейнерах в перемешку с железной рудой, t=1000-1050°C, τ=60-70 ч). Тонкостенные отливки из белосердечного ковкого чугуна производят во Франции, Германии, Италии и др. странах, основные достоинства такого чугуна — повышенная вязкость и пригодность для проведения сварки без предварительной и последующей термической обработки.

Термическая обработка

Графитизирующий отжиг является неотъемлемой технологической операцией процесса получения ковкого чугуна. Основное назначение — проведение графитизации, т.е. выделения графита из цементита, при этом протекание процесса возможно по 2-м вариантам: полная графитизация цементита, с получением ферритной металлической матрицы и частичная графитизация первичного и ледебуритного цементита, с получением перлитной или перлито-ферритной металлической матрицы.

Независимо от выбранного варианта, графитизирующий отжиг проводят в две стадии:

Рис. 1: Схема графитизирующего отжига ковкого чугуна

  1. стадия предусматривает:  нагрев до температуры 930-1050°C со скоростью 200-300°C/ч; выдержку в течение ~10 ч. На данной стадии происходит разложение первичного и ледебуритного цементита, в результате чего образуется аустенитная матрица с включениями хлопьевидного (компактного) графита (см. рис. 1). Затем следует снижение температуры до ~760°C (со скоростью 50-65°C/ч), т.е. до температуры немногим выше начала эвтектоидного превращения.
  2. стадия предусматривает медленное охлаждение со скоростью не выше 5°C/ч во всем интервале эвтектоидного превращения, вплоть до ~700°C. На данной стадии происходит распад цементита, входящего в перлит. Окончательная микроструктура чугуна зависит от параметров второй стадии: кратковременная выдержка (~5 ч) влечет за собой образование перлитной структуры металлической матрицы с включениями компактного графита, вокруг которых располагается оторочка феррита; длительная выдержка в течение 20-40 ч, ведет к образованию ферритной металлической матрицы с включениями компактного графита, что хорошо показано на рис. 1.

Основной недостаток техпроцесса получения ковкого чугуна — длительный процесс термической обработки, что при нынешних высоких ценах на электроэнергию, ведет к значительным затратам. Для снижения длительности отжига ковкий чугун подвергают модифицированию и микролегированию алюминием (0,01%), бором (0,003%), титаном (0,03%), висмутом (0,003%), что ведет к увеличению в расплаве центров графитизации и снижению стабильности цементита.

Достоинства ковкого чугуна:

  1. Сочетание высоких механических свойств с высокой обрабатываемостью резанием (компактный графит способствует ломкости стружки и является смазывающим материалом)
  2. Однородная структура по всему сечению отливки
  3. Отсутствие внутренних напряжений в отливках
  4. Способность воспринимать высокие знакопеременные нагрузки
  5. Высокая коррозионная стойкость

Ковкий чугун используют для производства мелких тонкостенных отливок (3-50 мм) ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок в автомобилестроении, тракторном и сельскохозяйственном машиностроении для изготовления коробок передач, деталей приводных механизмов, шасси, рычагов, коленчатых и распределительных валов, деталей сцепления, поршни дизельных двигателей, коромысла клапанов, фитинги и т.д.

Стандарты

Технические характеристики ковкого чугуна для изготовления отливок, в Украине регламентируется ГОСТ 1215-79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия».

Маркировка

Ковкий чугун маркируют буквами КЧ, за которыми следуют две цифры, отображающие предел прочности при растяжении σB (в кгс/мм2), а за ними, через дефиз, следует одна или две цифры, отображающие относительное удлинение δ (в %), через дефиз заканчивают маркировку буквы Ф или П, отобраражающие класс чугуна ферритный или перлитный. К примеру, КЧ 37-12-Ф означает — ковкий чугун ферритного класса с пределом прочности на растяжение не ниже — 37 кг/мм2 и относительным удлинением не ниже — 12%.

Классификация ковкого чугуна

В зависимости от микроструктуры металлической матрицы ковкий чугун подразделяют на ферритный (Ф) и перлитный (П):

  • Ковкий чугун ферритного класса с ферритной или феррито-перлитной микроструктурой металлической матрицы, производят следующих марок: КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10, КЧ 37-12
  • Ковкий чугун перлитного класса с перлитной микроструктурой металлической матрицы, производят следующих марок: КЧ 45-7, КЧ 50-5, КЧ 55-4, КЧ 60-3, КЧ 65-3, КЧ 70-2, КЧ 80-1,5

Механические свойства

Механические свойства материала отливок из ковкого чугуна ферритного и перлитного классов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1215-79, приведенным в табл. 1.

Таблица 1: Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Марка Временное сопротивлениеразрыву, МПа, (кгс/мм2) Относительноеудлинение, % Твердость поБринеллю, НВ
не менее
КЧ 30-6 294 (30) 6 100-163
КЧ 33-8 323 (33) 8 100-163
КЧ 35-10 333 (35) 10 100-163
КЧ 37-12 362 (37) 12 110-163
КЧ 45-7 441 (45) 7* 150-207
КЧ 50-5 490 (50) 5* 170-230
КЧ 55-4 539 (55) 4* 192-241
КЧ 60-3 588 (60) 3 200-269
КЧ 65-3 637 (65) 3 212-269
КЧ 70-2 686 (70) 2 241-285
КЧ 80-1,5 784 (80) 1,5 270-320

Примечание: * По согласованию изготовителя с потребителем допускается понижение на 1%.

Химический состав

Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна согласно ГОСТ 1215-79, приведен в табл. 2.

Таблица 2: Химический состав ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Марка Массовая доля, %
Основные компоненты Примеси, не более
C Si C+Si Mn P S Cr
Ферритного класса
КЧ 30-6 2,6-2,9 1,0-1,6 3,7-4,2 0,4-0,6 0,18 0,20 0,08
КЧ 33-8 2,6-2,9 1,0-1,6 3,7-4,2 0,4-0,6 0,18 0,20 0,08
КЧ 35-10 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-4,0 0,3-0,6 0,12 0,20 0,06
КЧ 37-12 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-4,0 0,2-0,4 0,12 0,06 0,06
Перлитного класса
КЧ 45-7 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 50-5 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 55-4 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 60-3 2,5-2,8 1,1-1,3 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 65-3 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08
КЧ 70-2 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08
КЧ 80-1,5 2,4-2,7 1,2-1,4 3,6-3,9 0,3-1,0 0,10 0,06 0,08

Производители литья из ковкого чугуна

Литература

  1. Механические и технологические свойства металлов. Справочник. Бобылев А.В. М., «Металлургия», 1980. 296 с.
  2. Воздвиженский В.М. и др. Литейные сплавы и технология их плавки в машиностроении. — М.: Машиностроение, 1984. — 432 с., ил
  3. Могилев В.К., Лев О.И. Справочник литейщика. М. Машиностроение, 1988. — 272 с.: ил.
  4. Энциклопедия неорганических материалов. В двух томах. К.: Высшая школа, 1977.
  5. ГОСТ 1215-79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия».
  6. Колачев Б.Ф., Ливанов В.А., Елагин В.И. Металловедение и термическая обработка цветных металлов и сплавов Изд. 2-е, испр. и доп. М.: Металлургия, 1981. 416 с.
  7. Справочник по чугунному литью./Под ред. д-ра техн. наук Н.Г. Гиршовича.- Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1978.- 758 с., ил

Источник: https://on-v.com.ua/novosti/texnologii-i-nauka/kovkij-chugun/

Производство чугуна. Марки чугуна. Технология производства :

В настоящее время основной способ получения чугуна — плавка железных руд в доменных печах. Для плавки необходим ряд сырых материалов, таких как флюсы, железные или марганцовые руды, а также топливо.

В качестве топлива используется кокс, который, по сути, является каменным углем. Роль кокса – обеспечить процесс восстановительной энергией и определенным количеством тепла. Давайте рассмотрим производство чугуна более подробно.

Так как это сложный и длительный процесс, то его описание займет много времени.

Топливо для плавки

Как было отмечено выше, в качестве топлива используют кокс. Но, помимо этого, допустимо использование мазута, угольной пыли и природного, а также коксового газов. Тем не менее практически всегда в качестве основного горючего применяют именно кокс. Это вещество, которое образуется при удалении летучих газов из угля при температуре от 900 до 1 200 градусов.

Сегодня это единственный вид твердого топлива, который сохраняет свою исходную форму во время движения от колошника к горну. В принципе, к этому материалу выдвигаются жесткие требования, которые касаются механической прочности и жесткости, что нужно для восприятия больших нагрузок в нижней части доменной печи. Крайне важно выдерживать фракцию кокса. Слишком мелкие частицы способствуют газопроницаемости шихты, а слишком большие разрушаются и образуют мелкую фракцию.

Помимо этого, необходимо соблюдать определенный процент влажности, что нужно для поддержания теплового режима.

Руды для плавки

В земной коре довольно много железа, однако в чистом виде оно не встречается, его всегда добывают с горными породами в виде различных соединений. Железной рудой можно называть только те породы, из которых с экономической точки зрения выгодно добывать железо посредством плавления в печи.

В природе существуют богатые и бедные железные руды. Если говорить с точки зрения металлургической промышленности, то в руде есть ряд полезных добавок, которые необходимы при получении чугуна, – это хром, никель, марганец и другие. Есть и вредные включения: сера, фосфор, медь и т.п.

Кроме того, железная руда может делиться на несколько групп в зависимости от минерала:

  • красный железняк – 70% железа, 30% кислорода;
  • магнитный железняк – 72,4% железа, 27,6% кислорода;
  • бурый железняк – до 60% железа;
  • шпатовый железняк – до 48,3 % железа.

Логично было бы сделать вывод, что доменное производство чугуна должно предусматривать использование руды из второй группы. Но самой распространенной является первая, поэтому ее чаще и применяют.

Подготовка руды к плавке

Нельзя добыть железную руду из земли и тут же забросить ее в загрузочное устройство доменной печи. Сначала необходимо несколько улучшить технико-экономические показатели, что позволит использовать для получения чугуна относительно бедные руды, которых в земной коре значительно больше. К примеру, увеличение железа в руде всего на 1% приводит к экономии кокса на 2% и к увеличению производительности ДП на 2,5%.

На первом этапе руда дробится на фракции, а дальше проходит грохочение. Последнее мероприятие необходимо для разделения железной руды по крупности. Дальше идет усреднение, где выравнивается химический состав. Один из самых важных и сложных этапов – обогащение. Суть процесса заключается в удалении пустых пород с целью увеличения содержания в руде железа. Обычно обогащение проходит в два этапа.

Заключительным этапом является окускование, которое нужно для улучшения протекания плавки в доменной печи.

Технология производства

Доменный процесс – это совокупность механических, физических и химико-физических процессов, которые протекают в функционирующей ДП. Загружаемые флюсы, руды и кокс в процессе плавки превращаются в чугун. С точки зрения химии, это окислительно-восстановительный процесс. По сути, из оксидов восстанавливается железо, а восстановители окисляются. Но процесс принято называть восстановительным, так как конечная цель – получить металл.

Основным агрегатом для реализации процесса плавки служит печь (шахтная). Крайне важно обеспечить встречное движение шихтовых материалов, а также их взаимодействие с газами, которые образуются во время плавки. Для улучшения процесса горения используется дополнительная подача кислорода, природного газа и водяного пара, что в совокупности называется дутьем.

Еще о доменном процессе

Кокс, поступающий непосредственно в горн, имеет температуру порядка 1 500 градусов. В результате в зоне горения образуется смесь газов температурой 2 000 градусов. Он поднимается в верх доменной печи и нагревает опускающиеся к горну материалы. При этом температура газа несколько понижается, примерно до 1700-1600 градусов.

Шихта грузится в колошник порционно. Распространение в ДП происходит слоями. Обычно загружают одну порцию в 5 минут. Перерыв нужен для освобождения места в колошнике. Науглероживание проходит еще в твердом состоянии железа, после температура падает до 1 100 градусов. В этот период заканчивается восстановление железа и начинается окисление кремния, марганца и фосфора.

В результате мы имеем науглероженное железо, которое содержит не более 4% углерода. Оно плавится и стекает в горн. Туда же попадает и шлак, но так как удельные массы материалов различные, то они не соединяются. Через чугунную летку выпускают чугун, а через шлаковые летки – шлак. В принципе, это и вся технология производства, описанная вкратце.

Сейчас рассмотрим еще один интересный вопрос.

Основные марки чугуна

Чугун – сплав железа с углеродом. последнего элемента не должно быть меньше 2,14%. Помимо этого, присутствуют и другие элементы, такие как кремний, фосфор, сера и др. Углерод обычно находится или в связанном состоянии (цементит), или же в свободном (графит). Чугун можно поделить на следующие виды:

  • Литейный – имеет маркировку Л1-Л6 и ЛР1-ЛР7.
  • Передельный чугун – маркируется как П1 и П2. Если материал предназначается для отливок, то это ПЛ1 и ПЛ2. Металл с большим содержанием фосфора обозначается как ПФ1,ПФ2, ПФ3. Помимо этого, есть и высококачественный передельный чугун – ПВК1, ПВК2 и ПВК3.
  • Серый – СЧ10, СЧ15, СЧ20,СЧ25, СЧ30 и СЧ35.
  • Ковкий чугун – КЧ30-6, ЧК45-7,КЧ65-3 и др. Если после букв стоят цифры, то они обозначают временное усилие на разрыв.
  • Легированный чугун, имеющий специальные свойства, обозначается буквой «Ч»;
  • Антифрикционный (серый) – АЧС.

Можно говорить о том, что любой вид чугуна имеет свое дальнейшее назначение. К примеру, передельный используется для переделки в сталь и для производства отливок. В это же время марки ПЛ1 и ПЛ2 отправятся в литейный цех, а П1 и П2 будут использованы в сталеплавильном производстве.

Влияние различных соединений на свойства

Независимо от вида и марки чугуна есть ряд элементов, которые значительно влияют на его свойства и технические характеристики. В качестве примера возьмем серый чугун.

Повышенное содержание кремния способствует понижению температуры плавления и значительно улучшает его технологические и литейные свойства. По этой простой причине в литейный цех обычно отправляют чугун с большим содержанием этого элемента.

А вот марганец – это своего рода противоположность кремнию. Однако он является полезным химическим элементом, так как увеличивает прочность и твердость изделия.

Сера – одно из самых вредных включений, которое существенно снижает жидкотекучесть и тугоплавкость чугуна. Фосфор может оказывать как вредное влияние, так и полезное. В первом случае изготавливают изделия сложной формы, тонкостенные и не требующие большой прочности. А вот марки чугуна с большим содержанием фосфора недопустимо использовать в машиностроении, где нужно добиться большой прочности изделия.

Про науглероживание железа

Восстановленное в ДП железо поглощает в себя самые различные химические элементы и углерод в том числе. Как результат, образуется полноценный чугун. Как только он появляется в твердой форме, сразу же начинается его науглероживание. Сам процесс заметен при относительно невысоких температурах в 400-500 градусов.

Кроме того, стоит отметить, что чем больше углерода в составе железа, тем ниже температура плавления. Однако когда металл находится уже в жидком состоянии, процесс протекает несколько интенсивней. Нужно понимать, что после того, как в чугуне будет окончательное количество углерода, изменить это уже будет невозможно.

Такие элементы, как марганец и хром, способствуют увеличению содержания углерода, а кремний и фосфор уменьшают его количество.

Немного о литейном производстве

Литье известно человеку уже довольно давно, примерно несколько тысяч лет. Это технологический процесс, позволяющий получить заготовку необходимой формы. Обычно таким способом изготавливают только фасонные детали и заготовки. Суть метода заключается в том, что расплавленный металл или другой материал (пластмасса) выливается в форму, полость которой имеет необходимую конфигурацию будущей детали.

Через некоторое время металл застывает и получается заготовка. Она проходит механическую обработку, которая заключается в улучшении качества посадочных поверхностей, получении необходимой шероховатости и т.п. Интересно то, что литейное производство чугуна для промышленного оборудования осуществляется в земле. Для этого изготавливается разовая песчаная форма и подбирается соответствующее оборудование.

Еще кое-что интересное

Стоит обратить ваше внимание на то, что литейное производство использует металл, который был получен в доменной печи. По сути, при вторичной плавке получают изделия с требуемыми свойствами, которые изменяются в плавильной печи.

В это же время отливки, химический состав которых оставляют неизменным в литейном производстве, изготавливают крайне редко. В частности это касается чугуна. Когда нужно получить деталь из черного металла, помимо чугуна, в печь загружают ряд модификаторов, флюсов, раскислителей, а также стальной лом и штыковой чугун.

Последний нужен для получения стальных и чугунных отливок. Сам же процесс производства чугуна мало чем отличается от доменного производства.

Заключение

Помимо рассмотренных нами, существуют и другие способы производства чугуна. К примеру, плавка в мартеновских печах. Но этот метод морально устарел, так как он слишком энергозатратный, хотя качество металла находится на хорошем уровне. Совсем другое дело – конвертерный способ, который, наоборот, только набирает популярность с каждым годом.

К примеру, производство чугуна в России в конвертерах занимает около 30-45% от всего производства. Конвертерный метод обладает рядом существенных преимуществ, одно из них – высокая скорость плавки. Кроме того, из конвертера чугун переливается непосредственно в формы и используется по назначению. Стоит отметить, что остановить ДП невозможно, так как производство непрерывно.

В крайнем случае имеет место консервация, при которой кокс тлеет в горне. Если же доменная печь останавливается, то проще построить новую, нежели запустить старую.

Источник: https://www.syl.ru/article/169157/new_proizvodstvo-chuguna-marki-chuguna-tehnologiya-proizvodstva

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Металлы и их обработка
-- Сайдб лев (липк) -->
Как на металле сделать гравировку

Закрыть