Что такое кастинг CI?

Компоненты сплава влияют на его цвет при растрескивании:белый чугун содержит карбидные примеси, которые создают пути для растрескивания и протекания сплава. А серый чугун может иметь графитовые чешуйки, имитирующие трещины. Это инициирует появление бесчисленных новых трещин при разрушении материала, а ковкий чугун представляет собой сферические графитовые «конкреции», препятствующие дальнейшему развитию разрушения.

Углерод (С) в количестве от 1,8 до 4 мас.%. И кремний (Si) 1-3 мас.% Это основные легирующие компоненты чугуна. Только определенные сплавы железа и минимальное количество углерода определяются как сталь. Чугун хрупкий, за исключением ковкого чугуна. Из-за относительно низкой температуры плавления это связано с хорошей текучестью. И это связано с отличной обрабатываемостью, сопротивлением деформации и износостойкостью.

Чугуны стали инженерным материалом с широким спектром применения и используются в трубах, машинах и автомобильных деталях. Типичными областями применения являются головки цилиндров, блоки цилиндров и коробки передач. Он также устойчив к окислению, что повышает его полезность.

История CI Casting

Самые ранние чугунные артефакты датируются 5 веком до нашей эры и были обнаружены археологами на территории современного Цзянсу, Китай. Исследователи считают, что использование чугуна началось давно в раннем материковом Китае. Они считают, что он использовался для создания продуктов для ферм, домов и боев.

В 15 веке чугун использовался для пушек в Бургундии, Франции и Англии во время Реформации. Количество чугуна, используемого для орудий, требовало крупномасштабного производства.

Первый чугунный мост был построен в 1770 году Авраамом Дарби III и известен как Железный мост в Шропшире, Англия. Чугун также использовался для возведения многих зданий. Его широкое использование в архитектуре стало очень распространенным.

Использование CI в массовом производстве в промышленности

Чугун создается в основном из расплавленного чугуна или путем переплавки чугуна. Это часто происходит также со значительными количествами железа, стали, известняка, углерода (кокса) и с принятием различных мер по удалению нежелательных загрязнителей. При рассмотрении заявки содержание углерода и кремния корректируется до желаемого уровня, который может составлять от 2 до 3,5 % и 1–3 % соответственно.

Чугун производится из передельного чугуна, который является побочным продуктом плавки железной руды в доменной печи.

Фосфор и сера могут быть выжжены из расплавленного железа, но при этом также удаляется углерод, который необходимо заменить. При необходимости в расплав добавляются другие элементы, прежде чем путем литья будет получена окончательная форма. Чугун иногда плавят в уникальной доменной печи, которая называется вагранкой.

Однако в современных применениях его чаще плавят в электрических индукционных печах или электродуговых печах. Когда плавка закончена, расплавленный чугун выливается в раздаточный котел или ковш.

Свойства чугуна

Свойства чугуна изменяются путем добавления различных легирующих элементов или сплавов. Помимо углерода, кремний является наиболее важным сплавом, поскольку он вытесняет углерод из раствора. Низкий процент кремния позволяет углероду оставаться в растворе, образуя карбид железа и производя белый чугун.

Высокий процент кремния вытесняет углерод из раствора, создавая графит и производя серый чугун. Другие легирующие элементы, марганец, хром, молибден, титан и ванадий противодействуют кремнию и способствуют удержанию углерода и образованию этих карбидов. Никель и медь увеличивают прочность и обрабатываемость, но не изменяют количество производимого графита.

Углерод в виде графита делает железо мягче, снижает усадку, снижает прочность и плотность. Сера, если она в основном присутствует в виде примеси, образует сульфид железа, который предотвращает образование графита и увеличивает твердость.

Проблема с серой заключается в том, что расплавленный чугун становится липким, что вызывает дефекты. Чтобы противодействовать эффектам серы, добавляют марганец, поскольку оба они образуют сульфиды марганца вместо сульфида железа. Сульфид марганца легче расплавленного, поэтому имеет тенденцию вытекать из расплава в шлак.

Количество марганца, необходимое для нейтрализации серы, составляет 1,7 x содержание серы + 0,3%. Если добавить больше марганца, чем указано, образуется карбид марганца, который увеличивает твердость и охлаждение, за исключением серого чугуна, где до 1% марганца увеличивает прочность и плотность.

Улучшенные материалы для литья

Никель является одним из наиболее распространенных легирующих элементов, так как он измельчает структуру перлита и графита, повышает пластичность и выравнивает разницу в твердости между толщинами срезов.

Хром добавляют в небольших количествах, чтобы уменьшить количество свободного графита, охладить его, а также потому, что он является сильным стабилизатором карбида; никель часто добавляют вместе. Легкие ингредиенты могут быть добавлены вместо 0,5% хрома.

Медь добавляют в ковш или в печь в количестве 0,5-2,5% для снижения холода, рафинирования графита и повышения текучести.

Молибден добавляют в количестве от 0,3 до 1% для повышения холодостойкости и улучшения структуры графита и перлита; его часто добавляют в сочетании с никелем, медью и хромом для получения высокопрочного железа.

Титан при введении в качестве дегазатора и раскислителя, но также повышает текучесть. В чугун вводят 0,15–0,5 % ванадия для стабилизации цементита, повышения твердости, повышения износостойкости и жаростойкости. 0,1–0,3 % циркония способствует образованию графита, дезоксигенирует и повышает текучесть.

В расплавы ковкого чугуна висмут добавляют в количестве 0,002–0,01% для увеличения количества добавляемого кремния. Бор добавляют в белый чугун, чтобы облегчить производство ковкого чугуна; это также уменьшает грубое воздействие висмута.

Самый распространенный тип — серый чугун

Серый чугун характеризуется микроструктурой графита, из-за которой трещины в материале кажутся серыми. Это наиболее широко используемый чугун и наиболее используемый материал для литья по весу. Химический состав большей части чугуна состоит из 2,5–4,0 % углерода, 1–3 % кремния, а остальное — железо.

Серый чугун имеет более низкую прочность на растяжение и сопротивление удару, чем сталь, но его прочность на сжатие сравнима с низко- и среднеуглеродистой сталью. Эти механические свойства контролируются размером и формой графитовых чешуек, присутствующих в микроструктуре, и могут быть охарактеризованы в соответствии с рекомендациями ASTM.

Так что в целом литье CI — это просто чугун. Этот чугун является лишь частью специализированной группы сплавов железа и углерода. Обращайте внимание на содержание углерода только в том случае, если оно превышает 2%. И помните, что это означает, что у него очень низкая температура плавления.

Ингредиенты сплава вызывают изменение цвета при растрескивании:белый чугун содержит карбидные примеси, которые позволяют трещинам проходить насквозь. Серый чугун имеет графитовые чешуйки и это заставляет его как раз отражать трещину и запускать множество новых трещин при разрушении материала, а ковкий чугун представляет собой сферические графитовые «конкреции», которые препятствуют дальнейшему развитию разрушения. Это все о CI-литье!