Вы слышали о белом чугуне?

Чугун 2 вес. процентов-4 мас. процентов углерода, 1 мас. процентов-3 мас. процент кремния и меньшее количество второстепенных компонентов железного сплава. Напротив, сталь имеет более низкое содержание углерода и более низкое содержание кремния до 2 процентов по весу. Путем легирования ограниченными количествами марганца, молибдена, церия, никеля, меди, ванадия и титана перед литьем чугун также может быть дополнительно оптимизирован. Он известен как белый чугун или серый чугун в зависимости от содержания кремния в чугуне и может быть дополнительно обработан при определенных температурах для создания ковкого или ковкого чугуна.

Общие свойства белого чугуна

Чугун очень популярен из-за его способности легко отливать сложные формы в расплавленном состоянии и из-за его низкого качества. Кроме того, его свойства можно легко изменить, регулируя состав и скорость охлаждения без существенных изменений в производственных процессах. Другими его основными преимуществами перед стальным литьем являются быстрая обработка, гашение вибраций, прочность на сжатие, износостойкость и коррозионная стойкость. Коррозионная стойкость чугуна повышается за счет добавления второстепенных элементов, таких как кремний, никель, хром, молибден и медь.

Формы чугуна и его применение

Чугун можно классифицировать как серый чугун, белый чугун, ковкий чугун и ковкий чугун в зависимости от его состава. Серый чугун имеет темно-серый цвет излома из-за графитовой микроструктуры, серого чугуна или серого чугуна. Наличие чешуек графита связано с включением кремния, который, в отличие от карбида железа, помогает стабилизировать углерод в форме графита. Обычно серый чугун имеет состав 2,5 мас. процентов-4,0 мас. % углерода и 1,0 мас. процентов-3,0 мас. процент кремния.

Применение серого чугуна

Самый распространенный цвет чугуна — серый. Он используется в таких приложениях, как блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания, маховики, корпуса коробок передач, коллекторы, роторы дисковых тормозов и посуда, где выгодны его высокая жесткость, обрабатываемость, демпфирование трения, высокая тепловая мощность и высокая теплопроводность. Международный стандарт ASTM A48 является широко используемой классификацией серого чугуна. По этой схеме серый чугун оценивается в соответствии с его пределом прочности при растяжении, например, серый чугун категории 20 имеет минимальный предел прочности при растяжении 20 000 фунтов на квадратный дюйм (140 МПа).

Чугун белый

Из-за присутствия карбида железа или цементита Fe3C белый чугун имеет белый цвет излома. В отличие от графита присутствие углерода в этой форме является результатом более низкого содержания кремния по сравнению с серым чугуном. Обычно белый чугун включает 1,8 мас. процентов-3,6 мас. процентов биомассы, 0,5 мас. процентов-1,9 мас. Процент кремния и 1,0% масс. – 2,0% масс. марганца. Белые чугуны обладают высокой износостойкостью и хрупкостью. Вследствие своей микроструктуры, содержащей массивные фрагменты карбида железа, они обладают высокой твердостью и плохо поддаются механической обработке.

Применение белого чугуна

В износостойких секциях, где хрупкость имеет ограниченное значение, таких как футеровка корпуса, шламовые насосы, шаровые мельницы, подъемные штанги, экструзионные сопла, бетономешалки, трубная арматура, фланцы, дробилки и рабочие колеса насосов, используется белый чугун. Белый чугун с высоким содержанием хрома, ASTM A532, является типичным сортом белого чугуна. Сюда входят никель и хром для применения в условиях сильного истирания с низким эффектом.

Ковкий чугун

При медленном отжиге белого чугуна получают ковкий чугун. Это приводит к превращению углерода в графит в форме карбида железа в белое железо, а феррит или перлит составляют оставшуюся матрицу. В виде круглой или узловатой формы присутствует графит. Сильную ковкость и хорошую пластичность демонстрирует ковкий чугун. Он демонстрирует высокую стойкость к растрескиванию при низких температурах из-за пониженного содержания кремния по сравнению с другим чугуном.

Применение ковкого чугуна

Ковкий чугун используется для изготовления электрических фитингов и машин, ручных инструментов, трубной арматуры, шайб, скоб, сельскохозяйственного оборудования, строительного оборудования и деталей машин благодаря его высокой прочности на растяжение и пластичности. ASTM A47 — это общепринятая классификация ковкого чугуна.

Отливка из высокопрочного чугуна

Существование графита в виде сферических узелков, как и в ковком чугуне, характерно для ковкого чугуна, также известного как чугун с шаровидным графитом и чугун с шаровидным графитом. В отличие от ковкого чугуна, ковкий чугун образуется за счет определенного химического состава, а не термической обработки белого чугуна. 3,2 вес. процентов-3,6 мас. процентов углерода, 2,2 мас. процентов-2,8 мас. процентов кремния и 0,1 мас. процентов-0,22 мас. процент марганца, а также более низкие концентрации магния, мышьяка, меди и серы, сферическая структура графитовых включений обусловливает наличие марганца.

Реализации из ковкого чугуна

Эта сталь более пластична, чем серый или белый чугун, благодаря своей микроструктуре. Для этой цели он используется в качестве трубопровода из ковкого чугуна для инфраструктуры водоснабжения и канализации. Он также способен выдерживать термоциклирование и также используется в редукторах и модулях подвески для автомобилей, тормозах и клапанах, насосах и гидравлических деталях, а также корпусах ветряных турбин. ASTM A536 обычно называют ковким чугуном.

Хранение и производство белого чугуна

Железо должно быть удалено из железной руды для производства чугуна. В доменной печи руда плавится, где она разделяется на чугун и шлак. Печь нагревается в атмосфере кислорода примерно до 1800 градусов Цельсия, и образовавшийся шлак поднимается на поверхность и может быть удален. Расплавленный чугун дает углерод в количестве около 3 мас. процентов-5 мас. процент. Затем к этому смешивают железо, уголь, кокс и известняк. Содержание углерода снижают до тех пор, пока примеси не будут селективно отделяться от этого железа. Для преобразования содержащегося углерода в графит или цементит на этой стадии может быть добавлен кремний. После этого из чугуна отливают разные формы, и это белый чугун.