HomeЧугуны › Строение и состав ковких чугунов в связи с условиями получения

Строение и состав ковких чугунов в связи с условиями получения

Строение и состав ковких чугунов в связи с условиями полученияКовкие чугуны, так же как и серые, состоят из сталистой металлической основы и графита. Разница только в том, что графит ковкого, чугуна не имеет вида чешуек, как это наблюдается в серых литейных чугунах; в них графитные выделения расположены изолированно-друг от друга, отдельными зернами или скоплениями округленной формы.

 

Основная металлическая масса в ковких чугунах может быть такой же, как в литейных серых, т. е. представлять либо перлит,, либо феррит, либо их сочетание. Главное различие в свойствах тех или других чугунов обусловливается как раз формой углерода. При округленных изолированных включениях графита металлическая масса является менее разобщенной, так что в некоторых случаях сплав приобретает вязкость и удлинение настолько большие, что такие чугуны проявляют признаки ковкости, откуда и произошло-их название.

 

1 Не вполне правильное название так, как магния в нем содержится ничтожное количество.

2 Раньше даже считали такую форму выделений не графитом, а особым видом углерода, который называли углеродом отжига. Это название сохранилось и до нашего времени.

 

Исследования методом рентгенографии показали, что. углерод отжига представляет тот же трафит, только чрезвычайно размельченный,, не имеющий явно выраженной внешней кристаллической формы.

 

В отличие от серых чугунов, где графитные выделения представляют большое разнообразие по виду, что сильно влияет на свойства чугунов, графитные включения ковких чугунов всегда имеют округленную форму, наблюдающуюся под микроскопом в виде темных более или менее крупных пятен или скоплений — «гнезд»

Понятно, что и здесь чем крупнее эти включения, тем менее прочен и пластичен чугун; в остальном же качество чугуна определяется его основной металлической массой.

Способ получения ковкого чугуна также отличается от способа получения серых (литейных) чугунов. Ковкий чугун образуется путем длительного нагрева и выдержки белого чугуна при высоких температурах. Процесс такого нагрева (отжига) в практике называли томлением. Получаемая в ковком чугуне округленная форма графита есть как раз результат такой тепловой обработки (отжига), почему такой графит и носил название углерода отжига.

 

Несмотря на то, что согласно сказанному, ковкие чугуны отличаются некоторой ковкостью в холодном состоянии, в практике изделия из этого чугуна никогда не подвергаются ковке, а форма придается им так же, как и изделиям из серого литейного чугуна, путем отливки сначала белого чугуна.

 

Производство ковких чугунов делится на две основные операции: 1) выплавка белого чугуна определенного состава и заливка его в соответствующие формы; 2) приведение отливки из твердого, хрупкого состояния (белого чугуна) в мягкое, ковкое с помощью отжига (томления).

 

Химический состав ковкого чугуна подбирается таким образом, чтобы первоначально в отливке получить белый чугун без пластинок графита. Содержание углерода необходимо поддерживать низким, чтобы иметь прочное делие после отжига; однако нельзя слишком понижать количество углерода воизбежание ухудшения литейных свойств, которое может вызвать трудности заливки и формы.

 

Кремний, как мы знаем, способствует распадению карбида с выделением чешуйчатого графита и потому должен содержаться в минимальном количестве, с тем чтобы не произошло образования графитных чешуек при литье на белый чугун. Содержание кремния рассчитывается в зависимости от сечения отливок и содержания углерода и колеблется от 0,5 до 1,5%.

 

Марганец — карбидообразующий элемент, и в этом отношении его присутствие в чугуне полезно, но его не должно быть слишком много, иначе он будет задерживать распадение карбида при второй операции (отжиге). Обычно содержание марганца в ковких чугунах колеблется около 0,5%.

 

Фосфор мало влияет на выделение графита, но придает отливке хрупкость, поэтому он недопустим в большом количестве. Однако он увеличивает жидкотеку-честь чугуна, и потому наличие его в количестве от 0,15 до 0,20% желательно.

 

Сера является безусловно вредной примесью по тем же причинам, что и в серых чугунах, и содержание серы в отливке не должно превышать 0,1%. В практике различают два способа получения ковкого чугуна. Различие между ними заключается главным образом в том, что при одном способе отжиг изделий производится в окислительной среде, обычно в порошке железнйй руды, или окалины, вызывающей усиленное выгорание углерода при нагревании.

 

При другом же способе углерод почти не выгорает, так как отжиг осуществляется в песке или в железных стружках, а иногда и прямо в атмосфере печи. Кроме того, оба способа различаются и по режиму нагрева и охлаждения, что и приводит к различию в структуре и свойствах чугунов обоего вида.

 

Раньше первый способ называли «европейским», а второй — «американским», и соответственно способу также называли и ковкие чугуны. Однако теперь чаще различают ковкие чугуны по виду излома, который в них наблюдается: чугуны с белым (светлым) изломом («европейские») и с черной сердцевиной («американские).

Article Global Facebook Twitter Myspace Friendfeed Technorati del.icio.us Digg Google StumbleUpon Eli Pets

Comments are closed.