Температура плавления чугуна: особенности материала

Чугун. Свойства чугуна. Применение чугуна

Родом из Азии. В слове «чугун» лингвисты усматривают тюркские корни. Так, к примеру, в азербайджанском языке «cugun» — обозначение для железа. Однако, литье чугуна – это работа не только с феррумом, но и углеродом.

Последнего в сплаве от 2-х до 4,5%. Состав создали в Китае в 6-ом веке. Европа переняла секрет производства в 14-ом. В России состав чугуна довели до совершенства лишь к 17-му. 

Лучший товар поставлял литейный завод братьев Демидовых. Он расположился на Урале. За века чугун не утратил актуальности. Широкий спектр применения сплава обеспечивают его характеристики. С них и начнем.

Химические и физические свойства чугуна

Кроме железа и углерода материал чугун содержит и другие примеси. Так, плавку улучшают ванадий молибден. Для прочности добавляют кремний, марганец, серу, фосфор. Примесь каждого элемента меньше 1%. Тем не менее, без нее, чугун еще более хрупок.

Солидная примесь углерода лишает сплав пластичности, вязкости. Вот сталь, в которой 6-го элемента таблицы Менделеева менее 2%, ими отличается. Зачем же тогда добавляют «лишний» углерод в чугуновые трубы?

Цель – добиться исключительной твердости. По шкале Мооса она равна 7,5 баллов. Это больше, чем у кварца. До алмаза остается всего 2,5 балла.

Кроме твердости, неизменным свойством чугуна является температура его плавления – 1200 градусов Цельсия. В остальном, характеристики сплава зависят от его типа.

Основные виды чугуна: белый, серый, высокопрочный, ковкий и половинчатый. В первом сплаве весь углерод связан с железом. Fe3C называют цементитом. Он делает железо белым на изломе.

Отсюда и название чугуна. Разновидность материала особенно тверда, но и особенно хрупка, плохо поддается резке. В основном, из белого чугуна отливают шары. Их используют для перемалывания промышленного сырья.

Серый чугун содержит углерод не только в виде цементита, но и графита. Присутствие одновременно обеих форм именуют половинчатым чугуном. О роли в нем цементита сказано.

Графит же придает сплаву характерный цвет и добавляет пластичности. Серый чугун многокомпонентный. Кроме добавки углерода солидна примесь кремния – от 1,2 до 3,6%. В состав входят, так же, сера, фосфор и марганец.

Первая – вредная примесь, от которой не удается избавиться в процессе производства. А вот фосфор и марганец способствуют отбеливанию в поверхностных слоях. Так удается упрочнить оболочку деталей, улучшив при этом  их пластичность.

На свойства чугуна влияет не только состав, но и скорость охлаждения. Она меняет структуру металла. Белый сплав охлаждают быстрее. Серый чугун, напротив, формируют медленно.

Высокопрочный чугун содержит углерод в виде графита, причем шарообразного. Соотношение его поверхности к объему минимально. Это делает материал однородным и прочным.

По свойствам сплав близок к литой углеродистой стали. При этом, литейные свойства высокопрочного чугуна лучше, он легко поддается резке и сохраняет износостойкость.

Купить чугун ковкий стремятся вовсе не для того, чтобы его ковать. Этой процедуре не подается ни один из видов сплава. Название указывает лишь на то, что состав поддается обработке давлением, то есть материал наиболее пластичен.

Работают же с ним, как правило, методом литья. Углерод в ковкой смеси графитизирован. Поэтому, марганца в составе сплава минимум. Элемент препятствует графитизации. Немного и кремния. На нижней планке в 2%, так же, держится углерод.

Марки чугуна список в разы шире перечня его видов. Только у ковкого сплава 8 типов. У них разный состав, или же, процентное соотношение компонентов. Так, марка КЧ 30-6 содержит от 2,7 до 3,1% углерода, а в КЧ 37-12 его не больше 2,5%.

Применение чугуна

Твердость в сочетании с хорошими литейными свойствами делают сплав идеальным для создания прочных деталей сложной формы, к примеру, художественных оградок.

Такие можно увидеть на набережных Красноярска, Иркутска, Санкт-Петербурга. В северной столицы ковка чугуна применена и при создании ворот  Зимнего дворца.

Лом чугуна переплавляют, так же, на станины промышленных станков. Из прочного материала делают корпусные детали, посуду. Сковорода из чугуна выбирается при готовке блюд, требующих длительного томления.

Посуда долго нагревается, зато, отлично аккумулирует тепло. Жар распределяется равномерно. К тому же, чугун наделен антипригарными свойствами.

Они, как говориться, от природы. Особое покрытие здесь не причем. Поэтому, старинные сковороды не выходят из обихода, не смотря на модные модели с тефлоном.

Не исчезают с рынка и ванны из чугуна. Они тяжелы, но долговечны. К тому же, тяжесть – не только минус. За счет массы устраняются незаметные для человека вибрации, разрушающие линию стыка ванны со стенами. Микротрещины чреваты появлением в помещении плесени и грибка.

Среди сантехнического оборудования чугунными бывают и раковины, трубы, фитинги. Последние детали используют для соединения труб. Такая продукция почти изжила себя из-за сложности не только монтажа, но и демонтажа.

Требуется сварка чугуна. Это трудоемкая процедура, требующая сноровки. Соединить же современные трубы из пластика можно специальным паяльником, потратив в разы меньше времени и сил.

Производство чугуна направлено и на отрасль автомобилестроения. Прочный и износостойкий сплав идет на блоки цилиндров от двигателей внутреннего сгорания.

В дизельных же моторах из смеси железа с углеродом делают коленчатые валы. Как правило, чугун используют в бюджетных авто или специализированных, промышленных моделях.

Детали надежны, дешевы, но тяжелы. Сейчас, как известно, производители стремятся уменьшить массу машин. Это и сокращает долю чугунных элементов в современных автомобилях.

Из сплава феррума и углерода производили всем известные буржуйки. Есть и современные печи из чугуна. И покупают не только из-за ценника. Печи не деформируются при нагреве, что случается с моделями из других сплавов.

На высоте и теплопроводность чугунных изделий. Это делает их удобными для редкоотапливаемых площадей, или же помещений, требующих быстрого нагрева.

Добыча чугуна

Какой бы чугун ни был, это сплав. Добыть его невозможно. Смесь производят, а добывают компоненты для нее. В случае с чугуном, основной элемент – железо. Берут руды с ним и плавят в доменных печах. Топливо – каменный уголь в виде кокса. Иногда, берут мазут или природный газ.

Почему переплавляют руду, а не чистый металл? Потому что феррум не бывает самородным, всегда связан с другими элементами. Среди них и та самая пресловутая сера, от которой не удается полностью избавиться в ходе переплавки. Но, в железных рудах есть и полезные примеси – те же хром и марганец.

Руда требует подготовки – дробления и грохочения, то есть разделения по размеру частиц. Лишь потом сырье загружается в печь вместе с флюсами. В ходе окислительно-восстановительной реакции получается чугун.

Железо восстанавливается и оксидов. При этом, сами восстановители окисляются. Процесс протекает лучше и быстрее в кислородной среде. Поэтому, газ специально подается в домену печь до конца реакции.

Цена чугуна

На чугун цена зависит от вида изделия, производителя. Чистый сплав не продается, лишь продукция из него. Так, сковорода обходится, в среднем, в 4000 рублей. Если же хочется казан для плова объемом в 225 литров, придется выложить 30-40 000.

10-литровый образец стоит около 7000 рублей. За кило дроби в 0,8 миллиметров просят около 2300 рублей. Простейшая печь-буржуйка обойдется покупателю минимум в 4500 рублей. Отопительные котлы из прочного сплава опустошат карман не меньше, чем на 30 000.

Основная же масса моделей стоит в районе 100-150 000 рублей. За ванны просят от 6000. За чугунный радиатор придется выложить от 650-ти рублей. Дешевле всего лом. Килограмм чугуна оценивают всего в 7-10 рублей.

Источник: https://tvoi-uvelirr.ru/chugun-svojstva-chuguna-primenenie-chuguna/

Температура плавления чугуна, плавки стали

В промышленности, быту широкого используются изделия из чугуна. Металл представляет собой железо, в молекулярную структуру которого интегрировано 2 процента углерода. Сегодня получают большое величество марок металла, имеющего различные характеристики излома. Около ста видов.

Производство требует огромного количества тепловой энергии, поскольку температура плавления чугуна составляет свыше одной тысячи градусов по Цельсию. Плавка происходит при температуре 1150 — 1200 C° .

Помимо углерода, для получения необходимой марки, в замесы добавляют кремний, серу, марганец, фосфор. Повышения прочности добиваются вкраплением в замесы легирующих добавок.

Отличия от стали

По технологическому процессу чугун является первичным продуктом, получаемый путём литья, а сталь конечным. Молекулярное построение стали содержит углерод в ничтожном объёме. Материал пластичный, хорошо поддаётся механической обработке.

Изготовление продукции осуществляется ковкой, сваркой, прокаткой на станах. Имеет высокую температуру плавления. По технологии сталь подлежит закалке. Качество зависит от приготовленной смеси и от того, какая температура плавления сталей задана.

Скорость превращение стали в жидкое состояние находится в зависимости от различных добавок.

Конкретно ответить на вопрос, при какой температуре плавится сталь, можно условно, указав лишь диапазон нагрева.

Переход из твёрдого вещества в жидкую консистенцию происходит при температуре 1450—1600 C° .Приведённый цифровой параметр указывает на отличие стали от чугуна. Это различные температуры плавления.

Чугун не так прочен, как сталь. Отлитые заготовки содержат поры, придающие им хрупкость. Именно в процессе литья получают изделия из чугуна. Наличие микроскопических пустот снижает теплопроводные характеристики металла. Важно задать тепловой режим, зафиксировать, при какой температуре плавится чугун .

Чёрная металлургия производит несколько разновидность первичного продукта. Рассмотрим некоторые из них.

Сероватый чугун

Сплавы, образованные компонентами железа и углерода, изменяют структуру при интеграции хлопьевидного, пластинчатого, волокнистого графита. Производители получают чугун повышенной прочности, добавляя графит глобулярный.

Присутствие в замесе Mg, Ce (магний, церий) мотивируют его модификацию. От того, как быстро расплавленный чугун остывает, он приобретает новые потребительские характеристики.

Получают изделия нужного качества от умелого сочетания конкретных свойств.

Для облегченного поиска нужного материала в каталогах, изделия маркируются аббревиатурой С. Ч. Цифры , следующие после букв, указывают на предел силовой нагрузки в килограммах/на миллиметр квадратный. Металл повышенной прочности имеет буквенное обозначение В. Ч. Цифры , показывают величину прочности, а также через дефис — увеличения длины в процентном отношении. Например, ВЧ60−1

Чугун серый обладает отличными технологическими показателями в процессе его производства:

  1. Кристаллизация не требует запредельных температур, что положительно сказывается на экономии электрической, других видов энергии.
  2. Показывает уникальную жидкостную текучесть.
  3. При разливе демонстрирует оптимальную усадку.

Металл благодаря уникальным свойствам является базовым материалом для производства изделий.

Имеет недостатки в применении. Изготавливают узлы, детали, работающие только на сжатие. Отливают станины для станков, цилиндры, различные поршни и так далее. Критичные показатели по хрупкости не позволяют использовать для производства изделий, работающих в условиях силовых воздействий на изгиб. Температура плавления 1150 — 1260 C°

Цвета отбеленного полотна

Белый чугун содержит железоуглеродистое соединение, называемое цементитом. Обладает колоссальной твёрдостью, исключающую пластичность. Если произвести разлом металла, то цвет виден на изломе. Чугун тверже камня и хрупок, как яичная скорлупа.

Подвергают обработке с целью получить ковкое разнообразие. Температура плавления происходит в диапазоне 1150 — 1350 C °. Уместно заметить, что термин ковкий используется условно, поскольку металл не поддаётся пластической обработке.

Ковкий чугун получают в результате термического обжига.

Нагрев материала свыше 900 градусов по Цельсию влияет на его свойства. К такому результату приводит и быстрота остывания графита. Несоблюдение технологических параметров ведёт к усложнению производства сварочных работ, обработке заготовок.

Чугун высокой прочности

В чёрной металлургии высокопрочным материалом называют чугун, имеющий в молекулярной структуре графитные вкрапления, форма которых сфероидальная.

Уникальное отношение поверхности шаровидного графита к объёму обеспечивает формирование металлической основы, то есть влияет на прочность. Плавление металла с интеграцией шаровидного графита не допускает трещин.

Образуются новые свойства металла: становится прочным при силовом воздействии на изгиб. Кроме этого, демонстрирует:

  • вязкость при мгновенных ударах;
  • повышение коэффициента текучести;
  • небольшое удлинение, которое можно назвать относительным явлением.
  • уникальную сопротивляемость при сжатии;
  • износостойкость.

Этот вид поддаётся сварке. Соединение металла осуществляется с помощью флюсов, применяемых в виде пастообразных консистенций.

Сверхпрочный чугунный материал обладает отличными свойствами литья. Прекрасная текучесть в жидком состоянии обеспечивает образцовое наполнение форм. По некоторым технологическим параметрам материал можно сравнивать со сталью.

Учитывая отличные конструктивные свойства, на заводах производят детали для узлов и систем, если они не испытывают при эксплуатации машин и механизмов силовых нагрузок на растяжение.

Изменения решётки

При увеличении тепла (чугун плавится при температуре 1200 градусов по Цельсию), происходит переход кристаллической решётки в текущее жидкое состояние. Именно в этот момент растёт внутренняя энергия металла.

Достигнув нагрева свыше одной тысячи градусов, кристаллическая решётка разрушается. В это время, поступающая тепловая энергия продолжает ослаблять молекулярные связи. Наблюдается увеличение запасов энергии внутри металла.

Она выше той, что содержит кристаллизованный материал, в несколько раз.

Прекращение нагревания является началом охлаждения металла. Происходит обратный процесс кристаллизации, развивающийся по дендритному алгоритму. То есть из точек, мотивирующих такое развитие. Они (дендриты) выступают в роли априорных стадий процесса. Кристалл вырастает как бы из центра явления.

В жидком, но уже в остывающем чугуне, кристаллизация происходит по принципу строения дерева. В процессе участвуют дендриты цементита, аустенита и графита. Зафиксировано термодинамическим способом, что именно графит шаровидной формы представлен дендритом, имеющим секторальную слоистую конструкцию.

Источник: https://obrabotkametalla.info/stal/temperatura-plavleniya-chuguna

Жаростойкость чугуна

Жаростойкость характеризует работоспособность чугуна при повышенных н высоких температурах в условиях действия малых нагрузок, когда главной причиной разрушения отливок является образование окалины или трещин. Наблюдается также необратимое изменение размеров отливок, которое принято называть постом.

Читайте также:  Как сделать верстак в гараж своими руками

Жаростойкость оценивается по окалиностойкость — увеличению массы отливки в г/(м2∗ч) и ростоустойчивости — уменьшению плотности чугуна или увеличению длины образца за 150 часов выдержки при соответствующей температуре. Для жаростойких чугунов при соответствующей температуре увеличение массы образца не должно превосходить 0,5 г/м2, а длины 0,2%.

Рост чугуна возрастает с повышением температуры и продолжительности выдержки, увеличением числа циклов колебаний температуры (особенно при переходе через критический интервал) скорости изменения температуры и агрессивности среды (рис. 1, а).

Причинами вызывающими рост чугуна, являются также графитизация и другие Фазовые превращения, протекающие с увеличением объема фаз, деление основного металла и легирующих элементов, растворение графита и порообразование, релаксация напряжений.

В наиболее неблагоприятных условиях например при циклическом изменении температуры в агрессивной среде необратимое увеличение объема может достигать 20, а иногда 50—100%. Характерными признаками роста являются резкое понижение механических свойств и образование сетки разгара на поверхности отливок.

Рис. 1. Изменение объема (а) и рост чугуна (б) в зависимости от числа циклов нагрева до 900 °С: a — серый чугун с пластинчатым графитом; нагрев; 1 — в водороде; 2 — в вакууме; 3 — в атмосфере печных газов; 4 — в С02; б — чугуны с ферритной основой; 1 — марки СЧ состава 3,27—3,43% С; 2,19—2,23% Si; 0,47—0,68% Мn, 0,13—0,20% Р, до 0,15% S; 2 — марки ВЧ того же состава, кроме того, до 0,01% Si 0,05—0,077% Mg; 1,5-1,95% Ni

Измельчение и уменьшение количества графита и размера эвтектического зерна, замена перлита ферритом в структуре повышают окалиностойкость и ростоустойчивость чугунов марок СЧ.

Этому способствуют уменьшение содержания С и Si, замена обычного чугуна модифицированным, низкое легирование Cr, Ni и другими элементами, Более высокой окалиностойкостыо и ростоустойчивостью обладает высокопрочный чугун (рис. 1, б).

Ковкий чугун с типичным для него выделением углерода отжига занимает при одной и той же матрице промежуточное положение между чугунами марок.

На воздухе чугун марки СЧ сохраняет повышенную стойкость при температурах до 450—500 °С, а в атмосфере печных газов лишь до 350 °С, в атмосфере водяного пара не выше 300 °С. Явление роста в высокопрочном чугуне с шаровидным графитом (ВЧШГ) практически не наблюдается при температурах до 400—500 °С.

При более высоких температурах следует применять специальные легированные чугуны. Наиболее часто для повышения жаростойкости используют легирование Si, Al и Cr.

Влияние Si и Al на окалиностойкость и ростоустойчивость чугуна не однозначно (рис. 2). При небольших добавках этих элементов в обычный чугун с пластинчатым графитом рассматриваемые свойства ухудшаются. Даже незначительное количество Si в белых чугунах резко понижает их жаростойкость. Однако при достаточно высоком содержании Si и Al стойкость чугуна против окисления и роста резка повышается.

Благоприятные результаты действия высоких концентраций Si на окалииостой кость и ростоустойчивость связаны с получением стабильной структуры графит + кремнеферрит.

По мере увеличения содержания Si критические точки располагаются при более высокой температуре. Так, при 6% Si точка Дс, располагается около 950 °С, а при 7% Si — около 1000 °С.

Кремний, входя в твердый раствор, повышает температуру образования непрочной вюститной фазы (Fe3O4), т. е. увеличивает стойкость металлической основы против окисления.

Влияние А1 на жаростойкость чугуна проявляется прежде всего путем образования им защитных оксидных пленок. Алюминий повышает температуру возникновения вюститной фазы и способствует образованию оксидных пленок с шпииельиьш типом решетки (FeO∗Al2O3).

На уменьшение роста и окисления отливок хром влияет уже при небольших количествах (0,5—1,5%; рис. 2, а).

Ввод хрома в таких количествах тормозит графитизацию эвтектоидного цементита, измельчает включения графита н повышает сопротивляемость окислению металлической основы вследствие повышения температуры образования вюститной фазы.

Максимального уровня эти свойства достигают при Сг>15%. Большинство жаропрочных хромистых чугунов (>10% Сr) относятся к типу белых чугунов.

Рис. 2. Влияние содержания легирующих элементов на окисление (увеличение массы) (а) и линейный рост (б) чугуна при 1223—1273 К 261:
1, 1′ — увеличение содержания Si в обычном и высокопрочном чугуне соответственно; 2, 2′ — увеличение содержания Al; 3 — увеличение содержания Сr

Таблица 1. Жаростойкость некоторых легированных чугунов (ГОСТ 7769-82)

ЧугунХарактеристика условийХромистые чугуныНикелевые чугуныКремнистые чугуныАлюминиевые чугуны
ЧХ1 В воздушной среде до 500 °C
ЧХ2 То же, до 600 °C
ЧХ3 » до 650 °C
ЧХ16 » до 900 °C
ЧХ28 В расплавах солей до 900 °C, в газовых пределах до 1100 – 1150 °C
ЧХ32 То же
ЧХ28П В цинковых расплавах до 500 °C
ЧНМШ Термостойкость до 500 °C
ЧН19Х3Ш Жаростойкость до 600 °C
ЧН11Г7Ш То же
ЧС5 В топочных и генераторных газах, в воздушной среде до 700 °C
ЧС5Ш То же, до 800 °C
ЧС13 В кислотах, кроме плавиковой и соляной, до 200 °C
ЧС15 То же
ЧС17 »
ЧЮХШ В атмосфере воздуха и печных газов до 650 °C
ЧЮ7Х2 То же, до 750 °C
ЧЮ6С5 » до 800 °C
ЧЮ22Ш В воздушной среде до 1000 – 1100 °C, повышенная в газовой среде, содержащей S, пары воды
ЧЮ30 В воздушной среде до 1100 °C

Никель повышает жаростойкость даже при относительно небольших добавках (до 1,5-2,0). Однако это влияние ощутимо лишь в области относительно низких температур.

Жаростойкость непрерывно повышается с ростом концентрации в них N4. Жаростойкими при 1220 К являются чугуны, содержащие не менее 25% Ni.

При таких концентрациях никеля чугуны имеют однофазную аустенитную структуру металлической основы.

Наиболее эффективно для повышения жаростойкости и сохранения других свойств комплексное легирование, например, Сr и Ni, Сг и Cu, Si и А1 и др.

Источник: https://metiz-bearing.ru/material/zharostojkost_chuguna.html

Основные технологии сварки чугуна

Во многих отраслях нашего многогранного народного хозяйства применяются различные виды чугуна — серый, высокопрочный и ковкий. Используются они в строительных конструкциях, для изготовления ответственных деталей, которые применяются в машино-, авиа-, самолетостроении, железнодорожном транспорте, при изготовлении изделий и деталей сантехники и т.д.

Содержание

Отличительная особенность этого материала заключается в высоком отношение предела текучести к пределу прочности на растяжение и его хорошие антифрикционные свойства. Эти качества выделили чугун при изготовлении конструкций и деталей в особую категорию.

Как и любые изделия, чугунные, в процессе эксплуатации могут выйти из строя или у них может износиться поверхность. Чаще всего возникает такой дефект, как трещины. И одним из методов восстановления работоспособности изделия являются сварка чугуна и его наплавка.

Также с помощью сварки устраняют дефекты при производстве отливок из чугуна.

Чугуном называют сплав, состоящий их железа, углерода и других элементов, которые имеются в его составе или специально вводятся туда для придания ему тех или иных свойств, при этом количество углерода в нем может быть от 2,14 до 6,67%. Свойства чугуна зависят от следующих факторов:

  • структуры металлической основы;
  • включений графита – его количества, величины, формы и характера распределения.

Для придания жаростойкости, износостойкости, кислотостойкости и других особых свойств, при производстве чугуна в него вводят специальные добавки – никель, хром, молибден, алюминий, медь, титан и т.д., которые при введении определенного их процента и делают свойства чугуна особыми. Такие чугуны называются легированными.

Основные трудности при сварке чугуна

К ним относятся:

  • высокое содержание углерода (чем выше, тем хуже сваривается);
  • высокая жидкотекучесть;
  • возможность образования в процессе сварки тугоплавких окислов (их температура плавления гораздо выше температуры плавления самого чугуна);
  • склонность к появлению трещин (из-за неоднородности металла), пор (из-за выгорания в процессе сварки углерода).

Все это негативно сказывается на свариваемости и чугун справедливо считают материалом, который плохо поддается сварке. Особенно когда сварку производят дома и нет возможности узнать, какой же марки чугун сваривается. Многие судят о свариваемости чугунного изделия по его излому.

Если излом черный или темно-серый, то придется поднатужиться, чтобы восстановить первоначальные его свойства или вообще не заниматься сварочными работами, не имея специальных электродов и не зная тонкостей технологии.

Основные виды сварки

Специалисты используют 2 вида сварки чугуна – холодный способ и горячий. При холодной сварке необходимо применение электродов, специально предназначенных для сварки чугуна.

Можно сваривать чугунные изделия в холодном состоянии (без подогрева) с применением стальных электродов, изготовленных из низкоуглеродистой стали, но это требует больших усилий от сварщика и понимания им процессов, которые происходят в зоне сварки. Обусловлено этой свойствами чугуна. Металл после окончания сварки быстро охлаждается и это приводит к его хрупкости, что может вызвать появление трещин.

Состав низколегированных прутковМаркаСSiNiSnCu
I 3.2-3.6 3.4-4.0 0.1-0.2 0,3-0,5
II 3.0-3.4 3.0-3.6 0.4-0.6 2.0-3.5
III 3.0-3.4 3.0-3.6 0.2-0.5 0,1-0,3 1.0-2.0

Кроме того, между швом и основным металлом образуется отбеленный чугун, а за ним следует закаленный, что может вызвать появление пор, которые являются недопустимыми дефектами.

При сварке холодным способом еще используют электроды, изготовленные из аустенитного чугуна и из цветных металлов.

Электроды изготовляют из прутков круглой формы, выполненных методом литья, марка применяемого чугуна при этом А или Б. Их диаметр лежит в пределах 4 ÷ 12 мм, при этом прутки Ø 4 мм имеют длину 250 мм, Ø 6 мм – 350, остальные имеют длину 450 мм.

Прутки из чугуна марки А применяются при проведении газосварочных работ и являются материалом для изготовления стержней электродов, применяемых при сварке чугунных изделий горячим способом.

Прутки марки Б помимо сварки чугуна в горячем состоянии, могут применяться для изготовления стержней электродов, которые используются при проведении сварки полугорячим и холодным способами.

Состав чугунных стержней для сварки чугунаМаркаСSiМnРSСrNiНазначение
А 3.0-3.5 3.0-3.4 0.5-0.8 0.2-0.4 До 0.08 До 0.05 До 0.3 Для горячей сварки
3.5-4.0 0.3-0.5 Для горячей и полугоря­чей сварки

Сваривать такими электродами можно только в одном положении — нижнем. Сила тока зависит от Ø электрода и находится в пределах 270 ÷ 650 А.
Из электродов, изготовленных из цветных металлов, при сварке чугуна используют медные электроды, изготовленные из монель-металла и из никелевого чугуна, имеющего аустенитную структуру.

Медные электроды рекомендуется применять для сварки изделий, которые должны иметь плотные швы и работающих при незначительных статических нагрузках. Их изготавливают из стержней меди Ø 3 ÷ 6 мм, обернутых стальной проволокой или лентой, имеющих низкое содержание углерода. На стержень наносят специальное покрытие — меловое или состоящее из сложного состава.

Такого же диаметра и длины изготавливают стержни из монель-металла (медно-никелевые) и никелевого аустенитного чугуна.Сварка может выполняться как на постоянном токе, так и на переменном.

Отбеливание чугуна и появление закалочных структур можно избежать, применив более продуктивный вид сварки – горячую. В зависимости от температуры предварительного подогрева изделия перед сваркой, различают следующие виды горячей сварки:

  • теплую (не более 200 0С);
  • полугорячую (нагрев в районе 300 ÷ 400 0С);
  • горячую (500 ÷ 600 0С).

В любом случае температура предварительного подогрева не должна превышать 650 0С, чтобы избежать структурных превращений в самой структуре чугуна.

Формовка места сварки (1-деталь, 2-формовка, 3-графитовые пластины)
– несквозной раковины
– облицовка графитовыми пластинами
– недолива кромки

Этапы процесса проведения горячей сварки следующие:

  • подготовка изделия к сварке;
  • прогрев до необходимой температуры (в горне, муфельной печи, нагревательном колодце и т.д.);
  • сборку (с применением струбцин или прихваток) и установку изделия под сварку;
  • собственно сам процесс сваривания;
  • охлаждение (медленное).

Все виды горячих способов сварки требуют медленного охлаждения изделия или конструкции после проведения сварочных работ. Это позволит избежать нежелательного отбеливания чугуна, что делает его хрупким.

Чаще всего изделие сразу после сварки отправляют в печь и там охлаждают, выключив печь. Иногда такое охлаждение может происходить сутками — зависит от габаритов изделия.

В домашних условиях пользуются специальными средствами, которые защитят изделие от быстрого остывания (теплосберегающий материал, например, асбест, шлак, сухой кварцевый песок, древесный уголь).

Сварку осуществляют на постоянном токе обратной полярности. Иногда сварку проводят переменным током, но только в том случае, если длина кабелей от сварочного трансформатора не большая, а напряжение холостого хода более 70 В.

Подготовка к сварке

Место, где будет производиться сварка, должно быть тщательно очищено от загрязнений, масел и других включений. Достигается это с помощью щетки, напильника, наждачной бумаги или болгарки.

Масло удаляют с помощью растворителей (бензин, керосин и т.д.) или выжиганием пламенем газовой горелки.

Читайте также:  Люнет для токарного станка: строение и использование

В зависимости от толщины свариваемых деталей делают одностороннюю, двухстороннюю, V- и Х-образную разделку кромок (под 90 0).

Разделку обязательно делают при толщине чугунного изделия свыше 20 мм, но иногда разделку кромок выполняют у деталей, толщина которых 4 мм им выше. Концы трещин, при их наличии, обязательно засверливают. Чтобы выявить концы трещин применяют травление слабыми растворами соляной или азотной кислоты (2 ÷ 6%).

В более сложных случаях, когда варят ответственные изделия, тяжелые и громоздкие, к которым предъявляются требования по прочности, используют болты или шпильки, которые ввертывают в подготовленные кромки обязательно в шахматном порядке.

При этом диаметр шпилек (болта) не должен превышать 0,4 толщины детали, подвергающейся сварке. Шпильки (болты) должны обязательно вкручиваться так, чтобы выступать над поверхностью детали (не более 1,2 Ø шпильки или болта.) Изделия вкручиваются не только в местах разделки кромок, но и с каждой стороны детали (в один ряд).

Между шпильками (болтами) расстояние тоже оговаривается и оно не должно превышать не 6 Ø шпилек.

Сварка чугуна с применением стальных шпилек
A — установка шпилек при V-образной подготовке кромок
B — обварка шпилек

Сварка далее проводится следующим образом. Каждая шпилька обваривается стальным электродом Ø 3 мм кольцевыми швами. Сварка ведется на малых токах и вразброс, во избежание перегрева. Затем вся поверхность все теми же кольцевыми швами покрывается слоем наплавленного металла толщиной, которая не должна превышать толщину чугуна.

Так как чугун обладает высокой жидкотекучестью, то для придания металлу нужной формы производят в некоторых случаях, формовку места сварки.

Для этого пользуются графитовыми пластинками, скрепленными специальной формовочной массой, состоящей из кварцевого песка с жидким стеклом. Могут использоваться огнеупоры или другие аналогичные материалы.

На производстве это определяется в нормативной документации. Для формовки могут применяться формовочные материалы, которые используются в литейном производстве.

Особенности сварки стальными электродами

Стальные низкоуглеродистые электроды применяются для сварки чугуна в виду их дешевизны и доступности. Ими допускается сваривать изделия неответственных деталей и при небольших дефектах. Но чтобы ими качественно варить, необходимо первый плакирующий слой в разделке выполнять электродами марки ЦЧ-4.

Применяя обычные электроды марки АНО-4, УОНИИ 13/45 и др. марок наиболее часто используемых при сварке электродов, используют еще и медную проволоку. Она наматывается прямо на электрод, при этом ее масса должна превосходить саму массу электрода в 4 ÷ 5 раз или она используется в качестве присадочного прутка.

Технология сварки чугунными электродами

Сейчас свободно можно приобрести специальные электроды по чугуну, выпускаемые различными производителями. В основном они изготовлены на основе железа, никеля, меди и представляют собой стержни из металла, покрытые тонким слоем обмазки. Выпускаются, как правило, по техническим условиям предприятия-изготовителя.

В состав обмазки входит железный порошок. К ним относятся электроды по чугуну марки ЦЧ-4, ОЗЧ-2, ОЗЧ-3, ОЗЧ-4, ОЗЧ-6, ОЗЖН-1, ОЗЖН-2, МНЧ-2.

Диаметр выпускаемых электродов лежит в пределах 2 ÷ 20 мм, а длина их – 300, 350 и 450 мм. Все они имеют отличительную характеристику – с их помощью хорошо формируется сварочный шов.

Многие из этих марок допускают соединение деталей внахлестку, встык, а также выполнять угловые соединения.

Величина сварочного тока находится в прямой зависимости от Ø электрода и лежит в пределах 50 ÷ 600 А. Обычно сварочный ток выбирают в районе 50 ÷ 90 А на 1 мм Ø электрода. Сварку ведут небольшими валиками (не более 50 мм) с их последующим охлаждением до температуры 50 0С.

В процессе сварки швы в обязательном порядке проковываются молотком, вес которого не должен превышать 1,2 кг. У молотка должен быть боек закругленого типа. И надо помнить следующее, что первый и последний слой в многослойной сварке не подлежат проковке, т.к.

это может привести к появлению трещин.

Иногда сварку производят с помощью заплат. Для этого применяют вставки, изготовленные их чугуна или стали. Таким способом обычно заделывают пробоины в чугунной конструкции. Электроды при этом должны быть марки ОЗЧ-6.

Сварка чугуна неплавящимися электродами

Изделия из чугуна можно сваривать неплавящимися электродами (угольным, графитовым, вольфрамовым), но обязательно используя присадочный пруток — стержни или прутки из чугуна, содержащие такие металлы как никель, медь, алюминий и другие.

Зону шва в процессе сварки от вредного воздействия воздуха защищают с помощью флюса (буры) или инертного газа (аргона). Чаще всего используется такой вид сварки как сварка переменным током в среде аргона вольфрамовым электродом с применением никелевых прутков.

Особенности сварки чугуна аргоном

Сварка чугуна полуавтоматами с защитой газами (аргоном) позволяет получить швы высокого качества, особенно когда сварку производят инвертором.

Обязательно проводится местный прогрев изделия до температуры не менее 300 0С. В качестве присадочного материала используются прутки, изготовленные из никеля.

Иногда пользуются алюминиевобронзовыми прутками, но не для изделий, которые будут впоследствии подвергаться нагреву.

Более производительный вид сварки чугуна с помощью автоматов выполняется с применением порошковых проволок, специально разработанными специалистами для такой сварки. В них содержится полный комплекс специальных модифицирующих элементов. Они вводятся в виде лигатуры, основой которой является кремний. Каждая марка используется для проведения следующих работ:

  • ПП-АНЧ-1 — заваривания без предварительного подогрева небольших дефектов, при этом в дальнейшем поверхности не подвергаются механической обработке;
  • ПП-АНЧ-2 — заварки дефектов на изделиях большой толщины с предварительным подогревом и без него;
  • ПП-АНЧ-3 — заварки дефектов самых различных размеров с предварительным подогревом до высокой температуры (горячая сварка);
  • ПП-АНЧ-5 – ремонтной сварки изделий из высокопрочного чугуна с предварительным подогревом;
  • ППСВ-7 – заварки дефектов на отливках.

Газовая сварка чугуна

Применяется только для осуществления ремонтных работ. В качестве присадочного металла используют прутки, изготовленные из латуни. Это позволяет получить сварной шов необходимой плотности. Кроме того, такой шов хорошо поддается механической обработке.

Присадочным металлом служит сварочная проволока марки Св-08 и Св-08А, стержни из чугуна марки А. Непосредственно перед сваркой разделанные кромки детали прогревают, а затем засыпают из флюсом. Выбор наконечника горелки зависит от толщины свариваемых деталей.

При толщине до 5 мм необходимо использовать наконечник № 3 или 4, от 5 до 10 мм — № 4 или 5, от 10 до 15 мм – № 5 или 6, а металл толщиной свыше 15 мм сваривают с помощью наконечника № 6 или 7.

Расход ацетилена может колебаться от 50 до 75 л/ч на 1 мм толщины детали.

В процессе сварки сварочную ванну постоянно помешивают концом прутка и туда же периодически подсыпают флюс. Флюс может состоять на 100% из буры или быть многокомпонентным (сода, поташ, бура, поваренная соль и борная кислота в различных количествах). Эти же флюсы применяются и при пайке чугуна.

Составляющие компоненты, %ФСЧ-1ФСЧ-2ФПСН-1ФПСН-1МАФ-1
Литий углекислый 0.5 25.0 22.5
Кальций углекислый 30.0 26.5 25.0 22.5 12.0
Кислота борная 50.0 45.0
Бура обезвоженная 50.0 23.0 33.0
Натрий азотнокислый 20.0 50.0 27.0
Окись кобальта 7.0
Натрий фтористый 12.0
Фторцирконат калия 8.5
Лигатура солевая 10.5

Номер наконечника горелки подбирается в зависимости от расхода ацетилена на 1 мм толщины свариваемой детали (50 ÷ 75 л/ч).

Хоть чугун относится к трудно поддающемуся сварке материалу, однако его ремонтируют повсеместно – на предприятиях, в маленьких мастерских, в домашнем хозяйстве. Главное знать, чем варить и как.

Ремонт поврежденных изделий, заварка изделий литейного производства и даже создание литосварных конструкций и изделий из чугуна возможно и в домашних условиях при правильном подходе к решению проблемы.

А это правильный выбор оборудования, сварочных материалов и технологии сварки. Тогда качество будет обеспечено.

Источник: http://gredx.ru/articles/svarka-chuguna

Какими свойствами и характеристиками обладает материал?

Чугун является сплавом из железа с углеродом. Углерод входит в состав сплава в пределах 2,14—6,67%. Чугун является недорогим машиностроительным материалом, что обладает отличными литейными характеристиками. Свойства чугуна позволяют ему служить сырьевым продуктом для выплавки стали, а также реализации других полезных задач.

Ближе к сути: описание материала, виды и области применения

Чугун вырабатывается посредством добываемой железной руды, посредством флюсов и топлива. Получение чугунов представляет собой достаточно сложный технологический процесс. Хим. процедура получения металлов состоит из нескольких стадий: восстановления железа, преобразования железа в чугун, а также шлакообразования. Свойства чугуна более наглядно и в деталях показывает курс химии.

Структура чугуна распределяет рассматриваемый материал на белый и черный чугун. Стоит отметить, что углерод, который содержит белый чугун, связан в химическое соединение карбид железа Fe3C – цементит. Относительно серых чугунов, — значительная часть углерода находится в структурно-свободном состоянии, представляя собой графит.

Говоря относительно серых чугунов, стоит упомянуть, что они поддаются мех. обработке, а вот как белый чугун используется в качестве сырья для производства различных изделий довольно редко. Связано это с тем, что белый чугун обладает высокой твердостью, вследствие чего режущий инструментарий его обрабатывать не имеет фактической способности.

Белый чугун используется по большей части в качестве полупродукта для выработки ковких металлов. Полезно знать, что белый и серый чугун получают, опираясь на состав, а также скорость охлаждения чугунов.

 Отметим, что свойства чугуна позволяют ему использоваться как конструкционный материал в металлургической, машиностроительной отрасли, других видах промышленности.

Связано подобное распространение рассматриваемого материала по причине многочисленных преимуществ, которыми облает чугун.

Положительные свойства чугуна наряду с незначительной стоимостью и отличными литейными характеристиками – это основные выгодные стороны большого списка преимуществ этого материала. Изделия, изготовленные из чугунов, обладают достаточной степенью прочности, износостойкости во время работы на трение, к тому же характеризуются менее значительной чувствительностью к концентраторам напряжений.

к меню ↑

О характеристиках

Свойства чугуна классифицируются по многим параметрам, о которых следует знать. Ниже следует рассмотреть полезные характеристики и параметры, которые имеет белый чугун.

Типы параметров:

  • Физические свойства;
  • Тепловой свойства;
  • Механические свойства;
  • Гидродинамические свойства;
  • Технологические свойства;
  • Химические свойства.

Внимания в первую очередь заслуживают основные свойства, которые имеет белый и серый материал.

Поэтому целесообразной считается информация, дающие исчерпывающие ответы на вопросы относительно того, какими качествами обладает данный материал, чем полезен, из чего состоит?

Общие характеристики

Свойства материала определяют благодаря структуре металлической массы, составляющей основу материала, формой, количеством, расположением включений графита. Говоря о равновесном состоянии материала, структуру железоуглеродистых сплавов определяют посредством диаграммы.

Во время изменений состава меняются некоторые параметры:

  • Количество скопление углерода в эвтектике;
  • Эвтектическая температура;
  • Количество скопления углерода в эвтектоиде;
  • Эвтектоидная температура.

Положение критических точек определяется нагревом, то есть при охлаждении точки расположены ниже.

Точно применяются для нелегированного чугуна преимущественного большинства марок материала упрощенные формулы.

Формулы:

  • C = 4.3 — 0.3 (Si + P) — вхождение углерода в эвтектике;
  • C = 0.8 — 0.15Si – вхождение углерода в эвтектоиде.

Ниже интересно разобраться с тем, какие основные свойства материала есть, их характерными параметрами и другой полезной информацией.

Белый вариант металла обладает достаточной хрупкостью, твердостью, по причине чего недостаточно качественно поддается отливке. Вдобавок ко всему такой вид тяжело обрабатывается различными видами инструментов.

Если говорить о машиностроительной отрасли, то для нее оптимальным образом подходит серый тип сырья.

Опираясь на химическую составляющую рассматриваемого промышленного сырья, металл может подразделяться на легированный, ферросплавный, специальный, ковкий, а также высокопрочный.

Ковкий материал производится путем термообработки из белого сырья. Получил свое имя благодаря повышенной степени пластичности, вязкости.

Стоит также отметить, что ковкий металл имеет высокую прочность при растяжении, к тому же готов похвастать высокой степенью сопротивления.

Высокопрочный материал производится за счет введения специализированных добавок в серый вариант металла. Применяется для производства ответственных изделий, тем самым отлично справляясь с ролью альтернативы стали. Маркировка рассматриваемого сырья производится буквами и числами.

к меню ↑

Физические и механические параметры

Удельный вес материала может меняться достаточно существенно в зависимости от числа связанного углерода, присутствия пористости.

Полезно знать, что удельная масса жидких металлов при температуре плавления приравнивается 70,0±0,1 грамма на сантиметр квадратный. Данный показатель снижается по мере увеличения состава примесей.

Обратимый коэффициент линейного расширения и структура чугунов – зависимые друг от друга понятия.

к меню ↑

Тепловые параметры

Тепловая емкость данного материала заданной структуры может быть определена, опираясь на правило смещения. Теплоемкость материала при достижении температурного предела, превышающего фазовые превращения, до температуры плавления, может приниматься как 0,18 кал/Го С (превышающих температурную отметку плавления металла -0,23+/—0,03 кал/Го С.

Объемная теплоемкость, что равняется произведению удельной теплоемкости на удельную массу, может приниматься для укрупненных расчетов. Теплопроводность не определяется по правилу смешения.

Теплопроводность структурных составляющих материала, по мере возрастания уровня дисперсности, уменьшается.

Стоит обратить внимание, что типичная величина теплопроводности чугунов зависит от влияния некоторых параметров.

к меню ↑

Механические параметры

Предел прочности материала во время растяжения может эффективно оцениваться по структуре материала соответственно определенным данным.

Так, прочность структурных составляющих увеличивается постепенно, по мере возрастания уровня дисперсности.

Величина, форма, количество, а также распределение графитных включений оказывают существенное влияние на предел прочности, при этом влияние это имеет большие пределы, нежели структура основной металлической массы.

Самое заметное уменьшение предела прочности наблюдается во время расположения графитных включений в качестве цепочки, что прерывает сплошность металлической массы. Наиболее значимая прочность получается в случае со сфероидальной формой графита. Данный показатель достигается за счет отсутствия тепловой обработки.

Читайте также:  Автоматическая сварка под слоем флюса: плюсы и минусы

к меню ↑

Технологическая составляющая

Жидкотекучие свойства тесно сопряжены со свойствами материал, а также формой.

Таким образом, рассматриваемый параметр определяется различными способами, однако, наиболее часто жидкотекучесть определяется длиной L заполненной пробы, и увеличивается по мере уменьшения вязкости, увеличении степени перегревания, уменьшении интервала затвердевания. Зависит жидкотекучесть от скрытой теплоты плавления, теплоемкости.

к меню ↑

Химические параметры

Свойства сопротивления материала под названием чугун зависимы от внешней среды и структуры чугунов.

По убывающему электродному потенциалу составляющие структуры материала могут располагаться в последовательности следующего образца: графит – цементит, фосфидная эвтектика – феррит.

Стоит отметить, что разность потенциалов, наблюдаемая между ферритом, а также графитом, колеблется около 0,56 в. Сопротивление коррозии снижается по уровню увеличения дисперсности структурных составляющих.

Свойства рассматриваемого материала позволяют ему использоваться во многих отраслях современной промышленности, по причине чего объясняется его популярность и широкое распространение.

Источник: http://GoodSvarka.ru/oborudovanie-i-materiali/chugun/

ПОИСК

    Ферросплавы применяют для раскисления чугуна и сТали (ферромарганец, ферросилиций) или их легирования (феррованадий, феррохром, ферровольфрам и др.). Ферросплавы имеют более низкую чем соответствующие элементы, температуру плавления, что облегчает их введение в жидкие сталь и чугун. [c.47]

    НОСТЬ характерна для большинства веществ.

Если V (ж) — У(т) < О, то (1Т/(1Р < 0. Следовательно, когда плавление вещества происходит с уменьшением объема системы, с повышением внешнего давления температура плавления вещества уменьшается. Такая закономерность справедлива для меньшего числа веществ, например для воды, галлия, висмута, некоторых сортов чугуна.

Для равновесия жидкость пар уравнение Клапейрона—Клаузиуса принимает вид [c.328]

    Что имеет более низкую температуру плавления чугун обоих типов или чистое железо  [c.397]

    Как белый, так и серый чугун содержат примеси, которые снижают температуру плавления по сравнению с чистым железом- Таким образом, чугун обоих типов плавится при более низкой температуре, чем чистое железо. [c.399]

    Во всех указанных случаях (дР/дТ) > 0. Исключение составляют лишь Р — 7-кривые процессов плавления льда,висмута, галлия и некоторых сортов чугуна они имеют отрицательный угловой коэффициент. Этим объясняется, в частности, одна из аномалий воды, имеющая огромное практическое значение понижение температуры плавления льда с ростом давления.

Эта аномалия в соответствии с принципом смещения равновесия обусловлена сжатием при плавлении. Она наблюдается лишь до 2200 атм выше этого давления AV меняет знак, ибо лед переходит в модификацию более плотную, чем вода . Исследования Бриджмена и Таммана показали, что лед существует в нескольких формах (см. рис. 52). [c.

186]

    Доменный процесс приводит к получению чугуна. Чугун плавится приблизительно при МОО°С, тогда как температура плавления чистого железа выше 1500°С. Более низкая температура плавления чугуна объясняется наличием в нем различных примесей. [c.395]

    Получаемый продукт называется чугуном. Он состоит из железа — около 95% и примесей, понижающих температуру плавления углерода — до 4,5%, кремния — до 3%, марганца — до 2,5% вредные примеси сера — от 0,004 до 0,08% и фосфор — от 0,06 до 2,5%. [c.349]

    Фигурные детали из расплавов металлов изготовляют в литейных формах многократного либо одноразового использования [1, 2].

Литейные формы многократного использования (постоянные), изготовленные из металла, графита или керамики, применяют при разливке цветных металлов с низкой температурой плавления.

Литейные формы одноразового пользования, изготовленные из формовочного песка, неорганических или органических связующих и различных добавок, применяют при разливке чугуна и других металлов.

Расплавленный металл выливают в полость литейной формы, где он затвердевает в отливку нужной конфигурации. Под действием высокой температуры расплавленного металла форма становится хрупкой и легко удаляется с отливки для каждой разливки металла необходимо иметь одну форму и один стержень (рис. 14.1). [c.209]

    Необходимость получения больших масс железа вызывала увеличение объема доменных печей, применение каменного угля в виде кокса, содержащего большое количество серы.

Повышение температуры доменного процесса позволило получать готовый продукт — чугун — в жидком состоянии, обеспечивая этим непрерывность процесса.

Однако чугун — это сплав железа с углеродом растворяя в себе углерод, железо понижает свою температуру плавления и одновременно насыщается рядом примесей (Мп, 31, 8, Р), из которых сера и фосфор являются вредными. [c.362]

    У большинства веществ разность Уч— 1) положительна. Исключение составляют Н2О, В1, Оа и некоторые марки чугуна. При превращении лед — жидкая вода объем уменьшается (А / — отрицательная величина), поэтому температура плавления льда понижается при увеличении давления (на 0,007 °С при росте давления иа I ат). [c.56]

    Явление понижения температуры плавления растворов имеет важное значение как в природе, так и в технике.

Например, выплавка чугуна из железной руды существен-но облегчается тем, что температура плавления восстановленного железа понижается примерно на 400 °С благодаря тому, что в нем растворяется углерод и другие элементы.

То же относится и к тугоплавким оксидам, составляющим пустую породу, которые вместе с флюсами (СаО) образуют раствор (шлак), плавящийся при относительно низкой температуре. Это позволяет осуществлять непрерывно периодический процесс в доменных печах, выпуская из них жидкие чугун и шлак. [c.117]

    Температура плавления чистого железа превышает 15(Ю°С. Поскольку чугун содержит различные примеси, он плавится при более низкой температуре. [c.397]

    Происходит так называемое науглероживание железа, в ре-зультаге чего получается сплав железа с углеродом — чугун. Температура плавления чугуна (1140—1150°) ниже температуры плавления железа (1535°).

Кроме келеза и углерода, в состав чугуна входят кремний, марганец, сера, фосфор и некоторые другие примеси. Чугун и шлак накапливаются на дне горна печи. Удельный вес чугуна около 7, а удельный вес шлака равеп около 2,3.

Поэтому слой шлака в i opne находится сверху слоя чугуна, предохраняя последний от окисления. [c.272]

    В промышленности железо выплавляют из руд путем его восстановления коксом при высоких температурах. При этом получают чугун, содержащий 93—95% (масс.) Fe, 2—4% (масс.) С и примеси кремния, марганца, серы и фосфора. Чугун, по существу, является сплавом железа с перечисленными элементами.

Температура плавления чугуна (от 1050 до 1135°С) значительно ниже, чем чистого же- еза (1539 °С). Выплавку чугуна производят в специальных вертикальных печах — домнах, диаметром 6—8 и высотой 25—31 м и более (рис. 77). Кожух доменных печей изготавливают из стали, а футеровку — из огнеупорного кирпича.

[c.490]

    Чугун содержит Образующийся в домне расплавленный металл углерод, который выливают в изложницу, где он застывает в форме уменьшает его болванок или чушек . Чугун содержит ж4 % пластичность углерода. Присутствующий углерод снижает температуру плавления железа, увеличивает его твердость и уменьшает пластичность.

При удалении углерода получается ковкое железо. Его называют пудлинговое (сварочное, ковкое) железо. Значительная часть выплавляемого железа перерабатывается в сталь на сталелитейных заводах. Сталь содержит менее 1,5 % углерода, а также добавки металлов. Получено тысячи различных сталей с разными свойствами и используемые для различных целей (табл.

24.5). [c.536]

    Кристаллическое вещество ярко-желтого цвета. Температура плавления 127° С. Содержание основного вещества не менее 98%, pH 1%-ного водного раствора — 7,5—8,5. Растворимость ингибитора прн 25° С в воде — 4,0, этаноле—1,0 г/100 г.

Защищает от коррозии изделия из стали, чугуна, никеля, алюминия и его сплавов, серебра. Не защищает цинк, кадмий, магний и его сплавы. Воздействует на текстиль, дерево, пластик, бумагу, вызывает изменения окраски [c.

106]

    Исследования сухого трения чугуна в паре с никелем и сплавом константан при контактном давлении 0,2—0,4 МПа и скорости скольжения 1—8 м/с в вакууме (13,3 мПа) показали, что износ чугуна максимален при Гср — ЗОО С.

При 7 ср>300 С изнашивание уменьшается.

Когда температура всех контактирующих неровностей достигает температуры плавления, износ чугуна минимальный при этом образуется белый твердый поверхностный слой, который занимает более 70% трущейся поверхности. [c.20]

    Расплавленное железо, находящееся в нижней части доменной печи в контакте с коксом, содержит несколько процентов растворенного углерода (обычно около 3—4%), а также кремний, марганец, фосфор и, в меньших количествах, серу.

Эти примеси снижают температуру плавления с 1535 С (для чистого железа) примерно до 1200 °С. Такое железо часто отливают в слитки, называемые чушками] само железо, отлитое таким образом, называют доменным чугуном (чугуном первой плавки).

[c.547]

    Слушатели работали у доски, а я думал хорошо, что хитрые бразерсы не увидели возможности производства цемента в оловянной ванне. А ведь почти полная аналогия В одном случае — роликовый конвейер, непомерно усложненный из-за предельного измелу1ения роликов. В другом — трубный конвейер, тоже непомерно усложненный из-за предельного увеличения трубы.

В обоих случаях нужно раздробить объект на атомы, т. е. расплавить металл. Стекло и цементный клинкер родственны по химическому составу, значит, годится все та же оловянная ванна. Вот только температура для обработки клинкера требуется более высокая — до полутора тысяч градусов.

Впрочем, это облегчает выбор металла-носителя можно использовать металлы с высокой температурой плавления, например чугун. [c.83]

    Отливки выполняют обычно из серого чугуна, характеризующегося высокими литейными свойствами м-алой усадкой, большой жидкотекучестью,, относительно невысокой температурой плавления и очень хорошей обрабатываемостью. [c.47]

    Карбид железа, растворяясь в расплавленном железе, образует с ним сплав, который называется чугуном. Температура плавления такого науглероженного сплава (1150—1200°) значительно ниже температуры плавления чистого железа (1529°), что сильно облегчает ведение процесса выплавки металла из руд. [c.325]

    По своему внешнему виду чистый металлический марганец похож на железо, однако он намного тверже и более хрупок. Чистый марганец серый, если же он содержит углерод, он черный, как чугун. Температура плавления марганца значительно ниже температуры плавления железа.

Так как в ряду потенциалов (стр. 229) марганец находится намного впереди водорода и даже цинка, то он легко растворяется в разбавленных кислотах с выделением водорода. Марганец также растворяется в концентрированной Нг504 с выделением 50п и в концентрированной НМОд с выделением N0.

При нагревании марганец энергично взаимодействует с галогенами, кислородом и серой. При температуре выше 1200° в атмосфере азота он сгорает с образованием нитрида МПзНг-Марганец энергично реагирует с бором, кремнием и углеродом с углеродом он дает карбид МпзС, аналогичный карбиду железа (см.

стр. 596, 661). [c.652]

    Для стальных и чугунных деталей ползучесть будет существенна при повышенных температурах (около 300 X). Для металлов, имеющих низкую температуру плавления (алюминий, дуралюминий), полимерных материалов (пластмассы) ползучесть заметна нри нормальной температуре. [c.220]

    Твердая фаза в области, лежащей между линиями ЕСР и Р8К с содержанием углерода более 2,14%, соответствующая белым чугунам, имеет различный состав.

Доэвтектические чугзшы (2,14—4,3% углерода) состоят из аустенита и ледебурита, эвтектические (4,3%) из ледебурита и заэвтектические (4,3— 6,67% ) из цементита и ледебурита.

При этом, в отличие от сталей, температура плавления чугунов (линия ЕОР) постоянна и не зависит от содержания в них углерода. [c.42]

    В то же время, как мы видели раньше, при кристаллизации жидких сплавов, содержащих меньше 2,14% углерода, первоначально получается аустенит. Это различие в структуре при высоких температурах создает различие в технологических и механических свойствах сплавов.

Эвтектика делает сплавы нековкими, но ее низкая температура плавления облегчает применение высокоуглеродистых сплавов как литейных материалов. Железоуглеродные сплавы, содержащие меньше 2,14% углерода, называются сталями, а содержащие больше 2,14% углерода — чугунами. [c.

621]

    ЭВТЕКТИКА (греч. еи1е1ао5 — легко плавящиеся) — тонкая смесь тверД1,1Х веществ, кристаллизующаяся из расплава при температуре (эвтектическая точка) более низкой, чем температура плавления любых других смесей тех же компо1 ентов. В технике широко применяют эвтектические чугуны, припои [c.288]

    Применение в технике. Главное применение марганец находит в черной металлургии. При выплавке чугуна его прибавляют для понижения температуры плавления чугуна, а также для удаления серы, так как марганец, соединяясь с ней, переходит в шлак в виде сульфида. Марганец прибавляют к стали для повышения сопротивления истиранию.

Стали, содержащие марганец, применяются для изготовления железнодорожных стрелок, камнедробильных машин, танковой брони и т. п. Цветным металлам присадк а марганца сообщает повышенную твердость. Он входит в состав сплавов, имеющих малую электропроводность, как, например, манганин (12% Мп, 84% Си, 4% Ni), из которого делают проволоку для реостатов.

[c.338]

    При этом температура плавления науглероженного железа понижается до 1200 “С. Расплавленное железо растворяет в себе углерод, цементит, кремний, марганец, фосфор, серу и образует жидкий чугун. [c.213]

    Общее уравнение (П.35) в виде Т/кр=[Т VII— —описывает зависимость температуры превращения от. давления при переходах твердое тело — жид-1сость и полиморфных переходах.

При плавлении д придается системе, и знак производной йТ/ разностью между мольными (или удельными) объемами жидкой (Уи) и твердой фаз (01). Обычно плавление сопровождается увеличением объема, т. е.

Vn>Vl, следовательно, с ростом давления температура плавления повышается. При плавлении некоторых веществ (вода, висмут, некоторые сорта чугуна) Vll

Источник: http://chem21.info/info/404216/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector