1. Чугуны. Состав. Классификация. Получение. Область применения.

Чугун — сплав Fe (основа) с С (обычно 2...4 %), содержащий постоянные примеси (Si, Mn, S, Р), а иногда и легирующие элементы (Cr, Ni, Vа, Аl и др.); как правило, хрупок.

доэвтектические – С=2,14..4,3% Структура П+Л

эвтектические – С=4,3% структура Л

заэвтектические – С>4,3% структура ЦI+Л

Осн. Руды для производства: Железная руда состоит из рудного вещества (соединения железа с кислородом) и пустой породы (песок, глина и т. д.). Главнейшими рудами являются: магнитный железняк - руда черного цвета, обладающая магнитными свойствами, с содержанием железа 56...72% в виде Fe3O4 но труднее восстанавливаются т.к. они более плотные.;

красный железняк - руда красного цвета с содержанием железа 40...65% виде Fe2O3 и мало вредных примесей;

бурый железняк (лимонит) - руда буро-желтого цвета с содержанием железа 25...60 % содержит 25-50% железа в виде водных окислов Fe2O3·H2O.

Флюсы - материалы, способствующие превращению в шлак пустой породы и золы топлива. В качестве флюса в доменных печах применяют известняк.

Кроме указанных материалов, в доменную печь подается большое количество воздуха, необходимого для горения топлива.

Топливом для доменной плавки служит чаще всего кокс. Для получения легированных чугунов используют древесный уголь.

Серый чугун содержит 2.8...3.5 % углерода, 0.8...3 кремния, 0.6...1.3 марганца, 0.2...1 фосфора и до 0,12 % серы. В сером чугуне весь углерод или его основная часть находится в свободном состоянии - в виде пластинчатых графита, поэтому он легко обрабатывается на металлорежущих станках.

имеет низкую стоимость, он характеризуется хорошими литейными свойствами и высокими показателями прочности, поглощает вибрации и поэтому является широко распространенным машиностроительным материалом. Следует отметить, что при растягивающих нагрузках серый чугун имеет меньшую, чем у стали, прочность, но хорошо работает на сжатие.

Недостатком серого чугуна является хрупкость, которая не позволяет использовать его при изготовлении деталей, подвергающихся ударным нагрузкам.

СЧ 12-28: серый чугун с прочностью при растяжении не менее 120 МН/м² (12 кгс/мм²) и пределом прочности при изгибе не менее 280 МН/м² (28 кгс/мм²).

Перлитный чугун (СЧ 21-40, СЧ 24—44, СЧ 28—48, СЧ 33-52, СЧ 35-56, СЧ 38—60) применяют для отливки станин мощных станков и механизмов, поршней, цилиндров, деталей, работающих на износ в условиях больших давлений.

Сталистые чугуны (марки СЧ 24-44, СЧ 28-48). При выплавке этих чугунов в шихту добавляют 20—30% стального лома; чугуны имеют пониженное содержание углерода

Модифицированный чугун (СЧ 28-48, СЧ 32-52, СЧ 35-56 и СЧ 38-60) получается при добавлении в жидкий чугун перед разливкой специальных добавок — модификаторов (75%-ный ферросилиций, силикокальций в количестве 0,3—0,8% и т. д.).

Белый чугун обладает большой твердостью и хрупкостью, поэтому в основном идет на переплавку в сталь.

Из белого чугуна производят отливки, которые подвергаются специальной обработке для получения ковкого чугуна. В отдельных случаях белый чугун используют при ремонтных работах.

Отбеленный чугун — отбеленными называют отливки в которых поверхностные слои имеют структуру белого чугуна, а сердцевина серого чугуна. Между этими зонами может быть переходный слой половинчатого чугуна. Отбел на некоторую глубину 12-30 мм. является следствием быстрого охлаждения поверхности возникающего в результате отливки чугуна в металлические формы (кокиль).

Высокая твердость поверхности (НВ 400-500) обусловливает хорошую сопротивляемость против износа особенно абразивного.

Ковкий чугун образуется путем отжига отливок из белого чугуна. В результате отжига образуется графит хлопьевидной формы.

КЧ-37-12 ковкий чугун, предел прочности при растяжении 370 МН/м2 (37 кгс/мм2), относительное удлинение 0,12 %).

Высокопрочный чугун получают присадкой в жидкий чугун небольших добавок некоторых щелочных или щелочноземельных металлов. Чаще для этой цели применяют магний в количестве 0,03—0,07%. (ВЧ).

Антифрикционные чугуны применяются для подшипников скольжения, втулок и других деталей, работающих при трении о металл, чаще в присутствии смазки. Эти чугуны должны обеспечивать низкое трение. (АСЧ).