Чугун — это сплав железа и углерода с содержанием углерода более 2,11% (обычно 2,5-4%). Это многокомпонентный сплав, основными компонентами которого являются железо, углерод и кремний, и содержит больше примесей, таких как марганец, сера и фосфор, чем углеродистая сталь. Иногда для улучшения механических свойств или физико-химических свойств чугуна можно добавлять определенное количество легирующих элементов, чтобы получить легированный чугун.
Классификация чугуна:
I. В зависимости от различных форм углерода в чугуне чугун можно разделить на
1. Углерод белого чугуна, за исключением небольшого количества, растворенного в феррите, остальной углерод находится в виде цементита в чугуне, а его излом серебристо-белый, поэтому его называют белым чугуном. В настоящее время белый чугун в основном используется как сталеплавильное сырье и заготовка для получения ковкого чугуна.
2. Серый чугун. Углерод присутствует в чугуне в виде пластинчатого графита во всем чугуне или в его большей части, а его излом темно-серый, поэтому его называют серым чугуном.
3. Часть углерода в ямчатом чугуне находится в форме графита, похожего на серый чугун; другая часть находится в форме свободного цементита, похожего на белый чугун. В изломе есть черные и белые ямки, поэтому его называют ямчатым чугуном. Этот тип чугуна также очень твердый и хрупкий, поэтому его редко используют в промышленности.
2. В зависимости от различных форм графита в чугуне чугун можно разделить на
1. Серый чугун Графит в чугуне существует в виде пластинок.
2. Ковкий чугун Графит в чугуне существует в виде кластеров. Он получается путем отжига белого чугуна определенного состава при высокой температуре в течение длительного времени. Его механические свойства (особенно вязкость и пластичность) выше, чем у серого чугуна, поэтому его обычно называют ковким чугуном.
3. Ковкий чугун Графит в чугуне существует в шарообразной форме. Он получается после обработки сфероидизацией перед заливкой расплавленного чугуна. Этот тип чугуна не только имеет более высокие механические свойства, чем серый чугун и ковкий чугун, а его процесс производства проще, чем у ковкого чугуна, но и может быть дополнительно улучшен путем термической обработки. Поэтому его применение в производстве становится все более обширным.
Применение различных видов чугуна Белый чугун
Углерод в белом чугуне существует полностью в форме инфильтрованного углерода (Fe3c), поэтому излом ярко-белый. Поэтому его называют белым чугуном. Из-за наличия большого количества твердого и хрупкого Fe3c белый чугун имеет высокую твердость, высокую хрупкость и трудно поддается обработке. Поэтому его редко используют непосредственно в промышленных целях, и используют только для нескольких деталей, которые требуют износостойкости и не подвергаются ударам, таких как фильеры для волочения проволоки, чугунные шары шаровых мельниц и т. д. Большинство из них используются в качестве заготовок для сталеплавильного производства и ковкого чугуна.
серый чугун
Большая часть или весь углерод в чугуне существует в форме свободного чешуйчатого графита. Излом серый. Он имеет хорошие литейные характеристики, хорошую обрабатываемость резанием, антифрикционность, хорошую износостойкость, а его плавильные ингредиенты просты, недороги и широко используются в производстве сложных отливок и износостойких деталей. Серый чугун делится на три категории в соответствии со структурой матрицы: серый чугун на основе феррита, серый чугун на основе перлита-феррита и серый чугун на основе перлита. Поскольку в сером чугуне есть чешуйчатый графит, а графит является компонентом с низкой плотностью, низкой прочностью, низкой твердостью и пластичностью и вязкостью, приближающимися к нулю. Его существование похоже на большое количество мелких зазоров в стальной матрице, что уменьшает площадь опоры и увеличивает источник трещин. Поэтому серый чугун имеет низкую прочность и плохую вязкость и не может обрабатываться давлением. Чтобы улучшить его характеристики, в расплавленный чугун перед заливкой добавляют определенное количество ферросилиция, кремнистого кальция и других модификаторов для очистки перлитной матрицы.
Ковкий чугун
Литой чугун Mallet изготавливается из сплава железа и углерода с низким содержанием углерода и кремния в заготовки из белого чугуна, а затем подвергается длительной высокотемпературной обработке отжигом для разложения цементита в хлопьевидный графит. Ковкий чугун представляет собой графитизированный белый чугун. Ковкий чугун делится на две категории в соответствии с различной микроструктурой после термической обработки; одна из них - ковкий чугун с черной сердцевиной и ковкий чугун с перлитной сердцевиной. Структура ковкого чугуна с черной сердцевиной в основном представляет собой ферритную (F) матрицу + хлопьевидный графит; структура ковкого чугуна с перлитной сердцевиной в основном представляет собой перлитную (P) матрицу + хлопьевидный графит. Другая - ковкий чугун с белой сердцевиной. Структура ковкого чугуна с белой сердцевиной определяется размером поперечного сечения. Малое поперечное сечение основано на феррите, а площадь поверхности большого поперечного сечения - феррит, а сердцевина - перлит и отожженный углерод. Графит становится мелким и равномерно распределенным. Чугун, прошедший такую обработку модифицированием, называется модифицированным чугуном.
Ковкий чугун
Перед заливкой расплавленного чугуна (ковкого чугуна) добавляется определенное количество сфероидизирующего агента (обычно используются ферросилиций, магний и т. д.) для сфероидизации графита в чугуне. Поскольку углерод (графит) существует в матрице чугуна в сферической форме, его режущее действие на матрицу улучшается, а прочность на растяжение, предел текучести, пластичность и ударная вязкость ковкого чугуна значительно улучшаются. Он также обладает преимуществами износостойкости, амортизации, хорошей производительности процесса и низкой стоимости. В настоящее время он широко заменил ковкий чугун и некоторые литые стальные и кованые стальные детали, такие как коленчатые валы, шатуны, ролики, автомобильные задние оси и т. д.
