Разница между серым и белым чугуном

Обновлено: 23.04.2021 12:51:21

Эксперт: Константин Борисович Поляков

Чугун – это один из самых известных материалов для производства литых изделий. Он характеризуется прочностью, хорошей износоустойчивостью, теплопроводностью и другими привлекательными эксплуатационными качествами. Вот только он сам по себе – не металл. Это сплав.

По нормативам этот материал являет собой сплав железа с углеродом. Металлической части в нём не менее 90%, неметаллической – до 6,67%. Кроме непосредственно углерода, сплав может включать и другие примеси – марганец, фосфор, кремний и так далее. От процентного соотношения этих включений зависит не только марка, но и физико-химические свойства.

Так, наиболее широко применяются белый и серый чугуны. Они как раз различаются процентом содержания углерода в составе. И из-за этого эксплуатационные свойства также разнятся.

В этой статье мы разберёмся, в чём разница между серым и белым чугуном – и что лучше использовать в тех или иных целях.

Что собой представляет серый чугун?

Подходящий вид чугуна относится к самым популярным в машиностроительной отрасли. Этот металл отличается наличием в шлифе графита пластинчатой формы.

Его содержание в сером чугуне бывает разным.

Чем оно выше, тем довльно темным становится металл на изломе, а еще тем мягче чугун. Отливки из рассматриваемого типа металла выпускаются любой толщины.

Главные особенности серого чугуна:

небольшое относительное удлинение — в основном, не превышающее 0,5 %;
низкая вязкость к ударам;
невысокая эластичность.

В сером чугуне есть маленькой процент связанного углерода — не больше 0,5 %. Оставшаяся часть углерода представлена в виде графита — другими словами в свободном состоянии. Серый чугун может выпускаться на перлитной, ферритной, а еще смешанной — феррито-перлитной — основе.

В рассматриваемом металле, в основном, есть существенный процент кремния.

Серый чугун очень просто поддается отделке при помощи инструментов для резки.

Этот металл применяется при отливе изделий, которые идеальны с точки зрения сопротивления сжатию. К примеру, разных элементов опоры, батарей, труб для водопровода.

Популярно использование серого чугуна и в автомобилестроении — очень часто в процессе изготовления деталей, для которых не свойственны ударные нагрузки. К примеру, корпусов для станков.

Что собой представляет белый чугун?

Этот тип чугуна отличается наличием углерода, который фактически полностью представлен в структуре металла в связанном состоянии. Рассматриваемый металл — твёрдый и одновременно очень непрочный.

Он стоек к процессам коррозии, изнашиванию, влиянию температуры.

Белый чугун очень сложно поддается отделке при помощи ручных инструментов. На изломе данный металл имеет светлый оттенок, лучистую структуру.

Главная область использования белого чугуна — дальнейшая переработка.

В основном, он переделывается в сталь, в большинстве случаев — как раз таки в серый чугун. В промышленности его использование не очень популярно из-за причины хрупкости и трудности обработки.

Процента кремния в белом чугуне намного меньше, чем в сером. В рассматриваемом металле также будет намного больше большая концентрация марганца и фосфора (напомним, что в большинстве случаев их наличие предопределяется химическим составом руды, из которой выплавляется чугун).

Собственно, увеличение количества кремния в металле сопровождается сокращением объема связанного углерода в его структуре.

Сравнение

Главное отличие серого чугуна от белого в том, что в первом есть маленькой процент связанного углерода, в другом — наоборот, есть в основном связанный углерод. Эта характерность определяет разницу между рассматриваемыми металлами в нюансе:

твердости;
цвета на изломе;
износостойкости;
хрупкости;
обрабатываемости ручным инструментом;
области использования;
процента связанного и свободного углерода;
процента кремния, марганца, фосфора.

Более воочию проанализировать то, в чем разница между серым и белым чугуном состоит в перечисленных качествах, нам поможет маленькая таблица.

Область применения

Этот сплав используют в следующих отраслях: машиностроение, станкостроение, судостроение. Из него производят некоторые элементы бытовых изделий. В машиностроении из него изготавливают: детали грузовых и легковых автомобилей, тракторов, комбайнов и другой сельскохозяйственной техники. Применение легирующих добавок позволяет получать специально заданные свойства. Например, используют при изготовлении плит с различной формой поверхности.

Отливка из белого чугуна

Отбелённый чугун имеет достаточно ограниченную область применения. Из него производят детали несложной конфигурации. Например: шары для мельниц, колеса различного назначения, детали для прокатных станов.

Широкое применение он получил при производстве деталей таких крупных агрегатов, как гидравлические и формовочные машины, другие промышленные механизмы этого направления. Специфическая особенность их работы заключается в том, что они постоянно подвергаются воздействию абразивного материала.

Источник

Сравниваем серый и белый чугун | Основные отличия

Чугун – это один из наиболее известных материалов для изготовления литых изделий. Он отличается прочностью, хорошей устойчивостью к износу, теплопроводимостью и остальными привлекательными рабочими качествами.

Вот только он сам по себе – не металл. Это сплав.

По правилам данный материал представляет собой сплав железа с углеродом. Железной части в нём не менее 90%, неметаллической – до 6,67%.

Не считая конкретно углерода, сплав может включать и остальные примеси – марганец, фосфор, кремний и так дальше.

От процентного соотношения данных включений будет зависеть не только марка, но и физико-химические свойства. Так, наиболее повсеместно используются белый и серый чугуны.

Они как раз отличаются процентом содержания углерода в составе.

И благодаря этому свойства эксплуатации также различаются. В данной публикации мы разберёмся, в чём отличие между серым и белым чугуном – и что лучше применять в тех либо других целях.

Графитизация, особенности ковкого чугуна, понятие о ферритном и перлитном КЧ

В металлургии получают ковкий чугун методом графитизации белого доэвтектического чугуна, содержащего графит в количестве 2%-4,3%. При графитизации происходит такой отжиг, при котором распадается цементит (карбид железа), весь углерод или его часть преобразуется в графит (углерод отжига). Углерод в КЧ является важным элементом, который обуславливает его механические свойства, чем выше марка чугуна, тем ниже содержание графита. Благодаря технологическому процессу, привносящему преобразования в состав сплава, КЧ приобретает пластичность, он по своим свойствам находится между серым чугуном и сталью. В отличие от стали, сплав имеет текучесть, демпфирующую способность (поглощение вибраций), более высокую износостойкость.

Физические свойства ковкого чугуна.

КЧ производят в камерных и тоннельных печах непрерывного действия.

Неоспоримыми преимуществами КЧ являются:

однородность;
отсутствие напряжений;
высокие механические и антикоррозионные свойства;
великолепная устойчивость в среде влажного воздуха, топочных газов, воды;
пластичность;
прочность;
КЧ поддается сварке, расчеканке, запрессовке, холодной и горячей правке, обработке резанием.

Высокая прочность КЧ объясняется незначительным влиянием хлопьевидной структуры на механические характеристики металлического ядра. Изделия из такого сплава характеризуются вязкостью и пластичностью, хорошим сопротивлением ударным нагрузкам, но ковке изделия не подвергаются, их отливают. Недостатками материала является сложная технология, длительность процесса производства продукции.

По способу производства КЧ классифицируют на ферритный класс Ф (черносердечный) и перлитный класс П (белосердечный). Ферритный КЧ производят двухстадийным графитизирующим отжигом белого чугуна. Перлитный КЧ получаются в процессе отжига в окислительных средах. В итоге происходит изменение структуры чугуна и обезуглероживание. Это один из самых прочных типов чугуна. В сплаве главная высокопрочная масса с металлической структурой дополняется превосходной формой структуры графита и его распределением.

«Серый» чугун

Серый чугун содержит до 3,5% углерода у себя в составе.

Причём этот неметалл представлен в графитовой собственной форме (другими словами в виде гексагональных пластинчатых двумерных кристаллов). Более того, ГОСТ 1412 учитывает включение в состав подобных веществ, как:

Кремний (до 2,5%). Делает лучше литейные свойства, увеличивает мягкость, однако при этом находится в недостаточных для уменьшения стойкости к деформациям пропорциях;

Марганец (до 0,8%). Увеличивает прочность, создает стойкие внутренние напряжения, которые повышаюту стойкость к внешним влияниям механики;

Фосфор (до 0,3%).

Вредная примесь, от которой, но все таки, не удаётся избавиться полностью во время изготовления. Тем не менее, кон минимальны.

В общем состав материала обеспечивает очень хорошую стойкость и устойчивость к износу.

Собственно поэтому он наиболее повсеместно применяется в тяжёлом автомобилестроении для изготовления деталей, не подвергающихся ударным влияниям. Также его используют для производства конструкционных элементов станков.

Интересной спецификой «серого» считается его текучесть при литье. Благодаря этому ещё одна сфера его использования – это изготовление эстетических изделий.

Разные чугунные ограждения с непростой геометрией и текстурой, детали витражей и декоративные изделия – это все делается именно из этого сплава. Также, он податлив для обработки резанием.

С другой стороны, механическая надёжность его достаточно средняя. При ударных нагрузках и аналогичных воздействиях деталь может лопнуть или расколоться.

Его редко применяют для отливки «ответственных» практичных узлов и конструкционных элементов, что тоже вызвано маленькой прочностью. Зато «серый материал» стоек к сжатию и может выдержать даже большие нагрузки.

Как последствие, он применяется в производстве колонн, сточных, водопроводных и труб отопления, станин станков и поршней двигателей.

Хорошие качества

Надёжность на сжатие, позволяющая применять детали под нагрузкой; Механическая стойкость и устойчивость к износу;

Минусы

Плохая прочность, благодаря чему конструкция практически не переносит ударные нагрузки; В бытовой обстановке серый чугун практически не используется, да и в производстве он чаще применяется для дальнейшего изменения в ковкие, устойчивые к износу и пластичные варианты.

После легирования иными примесями он также может применяться для производства посуды.

Применение ковкого чугуна в сельском хозяйстве, автомобиле- и судостроении

Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79.

КЧ применяют в машиностроении, основными потребителями становятся области тракторостроения, сельхозмашиностроения. Ферритный чугун обладает высокой вязкостью, прочностью; его используют для производства узлов, не подвергающихся истиранию, например, фланцев, рычагов, вилок. Из перлитного чугуна изготавливают различные детали: поршни двигателей дизельных, коромысла, узлы сцепления, коленчатые валы, распределительные валы с кулачками, которые, взаимодействуя с толкателями, производят работу узла по определенному циклу, звенья цепей, собачки, гребни, головки ножей, тормозные барабаны и т. д.

Эти изделия работают под воздействием статических и динамических нагрузок, истирания. Достоинствами чугуна перлитного являются прочность, износостойкость, высокая усталостная прочность, стойкость к высоким температурам, устранение вибрации.

Применяется КЧ в автомобилестроении при изготовлении тонкостенных отечественных отливок, работающих под воздействием динамических знакопеременных нагрузок.

Из сплава изготавливают приводы, коробки передач, ступицы колес, шестеренки, картеры редукторов, дифференциала, рулевых систем, кронштейны двигателей и рессор, колодки тормозных систем, катки, накладки, пробки, балансиры, барашки, валы карданные, коллекторы и т.д. КЧ широко применяется в судостроении при производстве оборудования для судов. Из него изготавливают иллюминаторы, скобы мачтовые, уключины, брештуки, модели арматуры паровой и водяной.

В вагоностроении применяют при изготовлении запчастей воздушных тормозов, подшипников, кронштейнов, тягово-сцепных, ударно-тяговых устройств, скоб; эти детали работают под нагрузками ударов, изгибов, износа.

«Белый» чугун

Белый чугун – железоуглеродный сплав, в котором весь углерод будет в связанном состоянии (в виде цементита Fe3C).

Содержание данного неметалла – до 3,8%.

И это существенно изменяет эксплуатационные характеристики материала. Иных примесей, к слову, фактически нет.

Your ads will be inserted here by

Easy Plugin for AdSense

Please go to the plugin admin page to Paste your ad code OR Suppress this ad slot.

Белый чугун отличается твёрдостью – и он при этом очень непрочный.

Разрушение или дефармация сделанного из него изделия может случиться вследствие как механических, так и термических внешних факторов. Более того, этот сплав почти не обладает важными для изготовления конечных продуктов качествами.

Так, он не пластичный, плохо подаётся литью, стоек к резанию и ковке. Благодаря этому сделать из него предметы сложной геометрии или малых размеров возможным не представляется.

Производство серого чугуна марок СЧ20, 21, 25, 30 ГОСТ 1412-85

Да и сам по себе «белый материал» как правило не применяется в производстве.

Он служит основой для остальных сплавов – включая высокой прочности и ковкий. Также, его всё чаще переделывают в сталь – соединения железа с углеродом в малых количествах (до 0,6%) и остальными регулярными либо легирующими примесями.

Хорошие качества

Чистота материала (небольшое содержание посторонних примесей); Надёжность, не подаётся резанию и иным деформирующим влияниям;

Минусы

Очень невысокие рабочие качества, почти не подаётся отделке; Небольшая текучесть, благодаря чему сложен в литье;

Хрупкость, легко потрескается и рушиться даже при несущественных ударных воздействиях.

Все такие недостатки делают белый чугун непригодным для применения ни в автомобилестроении, ни в прочих областях. Благодаря этому он фактически нигде и не используется.

Зато на его основе с легированием посторонними примесями или, напротив, очисткой получают прочие удобные и широко использующими сплавы.

Что лучше – серый или белый чугун?

Итак, «серый» текуч, прочный и устойчив к механике, но легко повреждается резанием и не всегда переносит ударные нагрузки.

Белый, со своей стороны, напротив – почти не повреждается резанием, однако при этом очень хрупкий, не пластичный, не текуч и как правило не используется в чистом своём виде. Но этим разница между материалами не исчерпывается.

Содержание и форма углерода

Получение чугуна

До 3,8% в виде цементита (соединения Fe3C) Кремний (до 2,5%), марганец (до 0,8%)

Механическая надёжность (способность переносить единичные ударные нагрузки)

Высокая (однако недостаточно для изготовления «ответственных» конструкционных узлов) Хрупкость (насколько высок риск раскола при ударе или температурном перепаде)

Твёрдость (возможность держать режущие нагрузки) Самая большая среди всех чугунных сплавов

Текучесть (способность принимать криволинейные формы при литье)

Невысокая (вызвано хрупкостью) Эластичность (способность изменяться при ковке или постоянных механических нагрузках)

Устойчивость к износу (способность хранить форму и рабочие качества при постоянных, периодических или постоянных ударных нагрузках)

В общем белый чугун как правило не применяется в производстве конечных изделий. Он – сырьё для остальных сплавов, включая сталь.

А вот серый используется очень широко. Однако в бытовой области легче «встретить» легированный или собственно подготовленный – к примеру, высокой прочности, антифрикционный или ковкий чугуны.

Область применения

Обыкновенный белый чугун используют весьма ограниченно, поскольку он плохо применим к механической и термической обработке. Для производства изделий он часто применяется в виде необработанных или частично обработанных отливок.

Самое широкое применение сплав получил при изготовлении крупных деталей простой конфигурации. Это корпуса и детали станков и прокатных станов, шары для мельниц, приводные и опорные колеса. Кроме этого белый чугун используют для изготовления узлов агрегатов, которые испытывают на себе постоянное воздействие абразивных материалов.

Важным моментом является использование обычного чугуна в качестве сырья для изготовления ковких сортов железоуглеродистых чугунных и стальных сплавов.

Чугун

Чугун начали использовать много лет тому назад. Данный материал обладает особенными рабочими характеристиками, которые выделяются от свойственных стали.

Производство чугуна, не обращая внимания на возникновение приличного количества разных сплавов, налажено во многих государствах. Для того чтобы установить свойства чугуна, необходимо рассмотреть характерности его химического состава, от чего зависят те либо другие физические качества.

Металлургия чугуна и стали.mp4

Состав чугуна считается хорошим аргументом, который в большинстве случаев определяет механичные свойства приобретаемых отливок.

Помимо прочего, на многие свойства влияет механизмы вторичной и первичной кристаллизации.

SKODA KODIAQ: чугун или алюминий?

Содержание углерода в чугуне может изменяться в границах от 2,14 до 6,67 процентов. Новые производственные технологии дают возможность очень точно контролировать концентрацию всех элементов в составе, благодаря чему уменьшается критерий хрупкости и становятся больше прочие характеристики в эксплуатации.

Разглядывая состав чугуна нужно сказать, что в него, не считая железа и углерода, обязательно входят такие элементы:

Кремний (концентрация не больше 4,3%). Этот компонент оказывает хорошее влияние на чугун, делая его очень мягким и улучшая его литейные свойства. Впрочем слишком большая концентрация способен выполнить материал более чувствительным к гибкой деформации.
Марганец (не больше 2%). За счёт добавки такого элемента в состав намного увеличивается надёжность материала. Впрочем слишком высокая концентрация будет причиной хрупкости структуры.
Сера относится к вредным примесям, который могут значительно ухудшать рабочие качества материала. В основном, концентрация серы в составе чугуна не будет больше показателя 0,07%. Сера оказывается основой образования трещин при нагревании состава.
Фосфор содержится в составе в концентрации менее 1,2%. Увеличение концентрации фосфора в составе оказывается основой образования трещин при охлаждении состава. Помимо прочего, этот компонент оказывается основой ухудшения иных механических качеств.

Как и в большинстве остальных составах, самым основным из элементов химии чугуна считается углерод. От его концентрации и вида зависит разновидность материала.

Структура чугуна способен значительно отличаться в зависимости от используемой технологии производства.

Физический свойства

Чугун стал широко распространен благодаря привлекательным физическим качествам:

Цена материала значительно меньше цены иных сплавов. Собственно поэтому его используют для создания самых всевозможных изделий.
Разглядывая плотность чугуна, напомним, что этот показатель значительно меньше, чем у стали, благодаря чему материал становится значительно легче.
Температура плавления чугуна может несколько отличаться в зависимости от его структуры, во многих случаях составляет 1 200 градусов по Цельсию. За счёт включения в состав разных добавок температура плавления чугуна способен значительно увеличиваться или уменьшаться.
При подборе материала многие уделяют внимание тому, что цвет чугуна может немного разниться в зависимости от структуры и химического состава.

Температура кипения чугуна также в большинстве случаев зависит от химического состава. Для того, чтобы рассмотреть физические характеристики материала, необходимо уделять свое внимание каждой его разновидности.

Другая структура и состав становятся основой придания других физико-механических качеств.

Общепринятая маркировка металла

Согласно с рекомендациями ГОСТ 1215–79, маркировка ковкого чугуна включает в себя первые буквы его наименования – КЧ. Прописанное число, состоящее из двух цифр, отображает показатель временного сопротивления или предел стойкости к деформации и разрушению, измеряемый в 10 МПа – КЧ 70. Цифра, прописанная через дефис, отражает величину пластической деформации во время растяжения с единицей измерения «%» (относительное удлинения) – КЧ70-2.

Вдобавок к этому, марки ковких сплавов классифицируются в зависимости от их структур. К ферритному и ферритно-перлитному классу относятся КЧ с относительно низкими пределами стойкости к разрушениям и более высокими процентами относительного удлинения. Сплавы с перлитовой структурой представлены с высокими значениями временного сопротивления и со сравнительно низкими показателями относительного удлинения.

По данным ГОСТ 26358, можно определить такие свойства марок ковкого чугуна, как:

временное сопротивление разрыву;
твёрдость по Бринеллю (НВ);
относительное удлинение.

Производственная технология

Выплавка чугуна проходит на протяжении многих лет, что связано с его уникальными рабочими качествами. Огромное количество разных видов сплавов определяет использование особенных правил маркировки.

Маркировка чугунов проходит так:

Литейные обозначаются буквой Л.
Серый стал широко распространен, для его определения применяется комбинирование букв «СЧ».
Ковкий обозначают КЧ.
Максимальный или белый обозначают буквой П.
Антифрикционный или серый обозначают АЧС.
Легированные чугуны обладают очень разным химическим составом и обозначаются буквой «Ч».

Производственная технология чугуна учитывает проведение нескольких стадий, которые дают возможность получить требуемую структуру. Разглядывая процесс получения чугуна, отметим такие моменты:

Производство проходит в специализированных доменных печах.
Легированный и огнеупорный чугун могут удаваться при эксплуатации в качестве сырья металлической руды.
Технология представлена в восстановлении оксидов железа руды. В результате перестроения кристаллической решётки и изменения структуры на выходе выходит материал, который именуют чугуном.
Разглядывая производственные способы, напомним, что технологические особенности также заключаются в используемых материалах – коксах. Под древесным углём предполагают сетевой газ или термоантрацит, выступающие в качестве топлива.
Изготовление чугуна учитывает отпуск железа в твёрдой форме при использовании специализированной печи. На этом этапе выходит жидкий чугун.

Оборудование для изготовления чугуна способен значительно различаться. Помимо прочего, используемая производственная технология в большинстве случаев определяет то, какой будет получен материал.

Примером можно назвать производство ВЧШГ, которое связано с приданием структуре нестандартную форму.

Разновидности чугуна

Существует довольно огромное количество разных видов рассматриваемого материала. Классификация чугунов в большинстве случаев зависит от структуры и химического состава.

Выделяют такие варианты чугуна:

Серый. Данная разновидность материала отличается невысокой пластичностью и высокой вязкостью, а еще хорошей обрабатываемостью резанием. В составе углерод содержится в виде графита. Область использования – автомобилестроение; производство деталей, работающих на изнашивание. Как говорит практика, концентрация фосфора может изменяться в довольно широком диапазоне: от 0,3 до 1,2%. За счёт особенного химического состава материал обладает высокой текучестью и широко задействуется в художественном литье. Антифрикционный чугун обходится в сравнительно доступную цену, что тоже определяет его большое распространение.
Белый. Благодаря тому, что в данном составе углерод представлен в качестве цементита, структура отличается неимоверной хрупкостью и очень высокой твердостью, а еще невысокими литейными характеристиками и плохой обрабатываемостью резанием. Необходимо учесть, что белый чугун используется для переделки в сталь или изготовлении ковкого. Всё чаще называют его предельным.
Половинчатый отличается очень высокой износоустойчивостью, что связано с распределением углерода на цементитную и свободную основу. Часто данная разновидность материала используется в автомобилестроении и станкостроении.
Легированный. Для того чтобы дать специальные качества чугуну также проходит его легирование. Легированный чугун обладает очень высокой устойчивостью к износу, стойкостью к коррозии за счёт включения в состав никеля и хрома, а еще меди. Такие варианты выполнения чугуна получают собственное название в зависимости от того, как легирующий компонент применялся во время их изготовления.
Высокой прочности чугун происходит путем введения в состав жидкого серого чугуна разных элементов, например, магния и кальция. В результате легирования меняется форма графита – он напоминает шар и при этом не меняет кристаллическую решётку. Необходимо учесть, что по собственным особенностям данный металл напоминает углеродистую сталь, используется, по большей части, в процессе изготовления разных устойчивых к износу деталей.
Ковкий. Его получают при переплавке белого чугуна, который необходимо нагреть до большой температуры и держать в аналогичном состоянии. В большинстве случаев чтобы придать составу особенных качеств проходит добавление легирующих элементов. Ключевыми характеристиками можно назвать высокую вязкость и очень высокую степень пластичности. Стал широко распространен в машиностроении.
Специализированный. Собой представляет сплав, в который входит приличное количество марганца и кремния. Очень часто используется для удаления кислорода из стали во время его изготовления или переплавке, благодаря чему понижается температура плавления.

Каждая разновидность чугуна обладает собственной особенной структурой и химическим составом, которые и формируют область использования.

Инструментальные углеродистые стали

Обозначение и маркировка инструментальных углеродистых сталей

Инструментальный углеродистые стали маркируют в соответствии с ГОСТ 1435-90.

Инструментальные углеродистые стали выпускают следующих марок: У7.У8ГА.У8Г, У9, У 10, У 11, У 12 и У 13. Цифры указывают на содержание углерода в десятых долях процента. Буква Г после цифры означает, что сталь имеет повышенное содержание марганца. Марка инструментальной углеродистой стали высокого качества имеет букву А.

Примеры обозначения и расшифровки

У12 — сталь инструментальная, высокоуглеродистая, содержащая 1,2% углерода, качественная.
У8ГА — сталь инструментальная, высокоуглеродистая, содержащая 0,8% углерода, 1% марганца, высококачественная
У9А — сталь инструментальная, высокоуглеродистая, содержащая 0,9% углерода, высококачественная.

Обозначение и маркировка легированных сталей

Легированные стали маркируются комбинацией цифр и заглавных букв алфавита. В обозначении нет слова «сталь» или символа «Ст». Например, 40Х, 38ХМ10А, 20Х13. Первые две цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента. Следующие буквы являются сокращенным обозначением элемента. Цифры, стоящие после букв, обозначают содержание этого элемента в целых процентах. Если за буквой не стоит цифра, значит содержание этого элемента до 1%.

Таблица 4. — Обозначение элементов марка

Ю-Al Алюминий	C-Si Кремний	А- N Азот
Р-В Бор	Г — Mn Марганец	Д -Cu Медь
Ф-V Ванадий	М-Мо Молибден	Е-Se Селен
В-вольфрам	Н-Ni Никель	Ц-Zr Цирконий
Ж-Fe Железо	T-Ti Титан	Б-Nb Ниобий
К- Co Кобальт	Та — Тантал	Х- хром

Для изготовления измерительных инструментов применяют Х, ХВГ. Стали для штампов: 9Х, Х12М, 3Х2Н8Ф.

Стали для ударного инструмента: 4ХС, 5ХВ2С.

Обозначение быстрорежущих высоколегированными сталей

Все быстрорежущие стали являются высоколегированными. Это стали для оснащения рабочей части резцов, фрез, сверл и т.д.

Маркировка быстрорежущих сталей всегда начинается с буквы Р и числа, показывающего содержание вольфрама в процентах. Наиболее распространенными марками являются Р9, Р18, Р12.

Коррозионностойкие стали.
Коррозионностойкой (или нержавеющей) называют сталь, обладающую высокой химической стойкостью в агрессивных средах. Коррозионностойкие стали получают легированием низко- и среднеуглеродистых сталей хромом, никелем, титаном, алюминием, марганцем. Антикоррозионные свойства сталям придают введением в них большого количества хрома или хрома и никеля. Наибольшее распространение получили хромистые и хромоникелевые стали. Например, хромистые стали 95Х18, 30Х13, 08Х17Т. Хромоникелевые нержавеющие имеют большую коррозийную стойкость, чем хромистые стали, обладают повышенной прочностью и хорошей технологичностью в отношении обработки давлением. Например, 12Х18Н10Т, 08Х10Н20Т2.
Жаростойкие
оболадают стойкостью против химического разрушения в газовых средах, работающие в слабонагруженном состоянии
Жаропрочные стали
— это стали, способные выдерживать механические нагрузки без существенных деформаций при высоких температурах. К числу жаропрочных относят стали, содержащие хром, кремний, молибден, никель и др.
Например, 40Х10С2М, 11Х11Н2В2МФ.
Износостойкие стали
, обладающие повышенной стойкостью к износу: шарикоподшипниковые, графитизированные и высокомарганцовистые. Особенности обозначения подшипниковых сталей. Маркировка начинается с буквы Ш, цифра, стоящая после буквы Х, показывает содержание хрома в десятых долях процента. Например, ШХ9, ШХ15ГС.

Использование

Из-за особенных физико-механических качеств использование чугуна стало возможным в разных сферах:

Для изготовления разных деталей в сфере машиностроения. На протяжении долгого времени конкретно данный сплав применяется в процессе изготовления очень разных деталей для мотора внутреннего сгорания. При этом производители машин проводят изменение главных параметров материала путем его легирования, что нужно для достижения уникальных качеств. Помимо прочего, огромную популярность получили тормозные колодки из этого сплава.
Чугунные изделия могут держать влияние невысокой температуры. Благодаря этому материал используется во время изготовления техники и инструментов, которые используются в жёстких условиях климата.
Ценится чугун в металлургической области. Это связано с небольшой ценой, которая в большинстве случаев зависит от концентрации углерода и свойств получаемой структуры. Высокие литейные качества также делают материал намного красивее. Получаемые изделия отличаются большой прочностью и устойчивостью к износу.
За последнии полвека рассматриваемый сплав активно используется в процессе изготовления сантехоборудования. Это связано с высокими антикоррозионными способностями, а еще возможностью получения изделий очень разной формы. Примером можно назвать ванны из чугуна и отопительные приборы, разные трубы, батареи и мойки. Не обращая внимания на возникновение материалов, которые могли бы заменить чугун, такие изделия пользуются немалой популярностью. Связывают это с тем, что они берегут начальный вид на протяжении долгого эксплуатационного периода.
Применяется сплав и для производства разных элементов декора, что связано с высокими литейными качествами. Примером можно назвать решётку для ограждений, разные фигурки и многое иное.

Помимо прочего, область использования зависит от приведенных ниже параметров рассматриваемого материала:

Некоторые марки обладают большой прочностью, которая специфична для стали. Собственно поэтому материал используется даже после возникновения современных сплавов.
Изделия из чугуна способны в течение долгого периода держать тепло. При этом тепловая энергия может одинаково распространяться по материалу. Данные качества стали применяться в процессе изготовления радиаторов отопления или других таких изделий.
В большинстве случаев считают, что чугун – безопасный в экологическом плане материал. Собственно поэтому его часто используют в процессе изготовления разной посуды, например, казана.
Высокая устойчивость к влиянию кислотно-щелочной среды.
Прекрасная гигиеничность, так как все загрязняющие вещества могут легко удаляться с поверхности.
Материал который рассматривается отличается достаточно большим служебным сроком при условиях выполнения советов по эксплуатированию.
Входящие в состав химические вещества не могут нанести ущерба здоровью.

Подводя итог напомним, что давно открытая производственная технология рассматриваемого материала на протяжении долгого времени оставалась фактически неизменной. Связывают это с тем, что при относительно низких затратах можно было получить значительный объем расплавленного сплава.

На данный момент часто проходит изготовление материала из лома, что дает возможность еще в высокой степени уменьшить отпускная цена получаемого продукта.

Особенности получения

При получении белого чугуна важно во время кристаллизации расплава исключить процесс графитизации, что делается:

Степень износостойкости отливок в большей мере определяется природой и составом карбидов. Легирование металла никелем, марганцем и хромом дает мартенситно-карбидную структуру. При их суммарной концентрации, равной содержанию углерода, образуется максимально твердая структура.

Чаще всего в качестве главной легирующей добавки используется хром. Он придает сплаву высокую коррозионную устойчивость, которая сохраняется даже в агрессивных средах. После нормализации эти заготовки устойчивы к действию кислот при температуре до 1000 градусов. Дополнительное легирование никелем (0,1%), титаном (0,5%) и медью (0,5-2,0%) придает деталям способность сохранять геометрическую форму и первоначальные размеры в условиях длительного нагрева.

Изделия из высокохромистого белого чугуна, который называют сормайт, способны работать при температурах 800-900 градусов. В его составе:

Предварительно заготовки подвергают обжигу для снятия внутренних напряжений. В процессе отжига температура медленно повышается до 850 градусов, после чего следует постепенное охлаждение. Полученные детали характеризуются:

Механические свойства

Благодаря тому, что белый чугун содержит углерод в виде карбидов, он демонстрирует хорошие прочностные характеристики:

Сплавы с пониженным содержанием углерода более устойчивы к интенсивному тепловому воздействию. Эту особенность используют для уменьшения числа трещин в металле. При легировании никелем, хромом, ванадием образуется жаропрочный сплав, обладающий высокой износоустойчивостью.

Особенности состава определяют отрицательные свойства белого чугуна:

Материал очень плохо поддается сварке даже при нагреве – в месте шва образуются микротрещины, которые при остывании еще больше увеличиваются.

Расшифровка маркировки

Сплав маркируется буквенно-цифровым кодом, который указывает на его основные свойства и легирующие добавки:

Расшифровка марки белого чугуна ЧН20Д2ХШ дает следующую информацию – это высоколегированный жаропрочный материал, наряду с железом и углеродом содержащий:

Марки Х28, Х34 представляют нержавеющий чугун с высоким удельным электросопротивлением.

Область применения

Высокие прочностные характеристики сплава и способность сохранять заданную форму при тепловом воздействии нашли применение:

Высокая твердость в сочетании с хрупкостью затрудняет механическую обработку методами резания или фрезерования и требует применения инструментов из специальных марок сталей. Поэтому в качестве конструкционного материала применение белого чугуна ограничено. Специальные передельные виды с пониженным содержанием кремния используют для выплавки стали и в литейном производстве.

Половинчатые или отбеленные разновидности содержат углерод в виде карбидов и в свободном состоянии. Они обладают высокой износоустойчивостью и применяются для изготовления фрикционных механизмов, подвергающихся сухому трению:

Для некоторых изделий требуется высокая поверхностная твердость структуры цементита. Ее создают искусственно путем быстрого охлаждения заготовки до глубины 5 мм. Эта операция называется отбеливанием. Она необходима:

Получение ковкого чугуна

Белый чугун служит сырьем для получения других видов металлургической продукции. Его используют для производства ковкого чугуна с помощью термической обработки, во время которой происходит процесс графитизации и обезуглероживания заготовок. Соотношение в сырье исходных элементов составляет:

В нем присутствует структура ледебурита, представляющего механическую смесь цементита и перлита. Заготовки на специальных поддонах медленно пропускают через камеры с заданным температурным режимом. Скорость движения рассчитывается таким образом, чтобы металл подвергался тепловому воздействию в течение определенного времени.

Отжиг проходит в несколько этапов с разными температурными режимами:

Время отжига можно сократить предварительной закалкой отливок и в дальнейшем применить более высокий температурный режим. Но при этом в структуре металла образуются напряжения и трещины. Поэтому метод используется ограниченно – только для небольших деталей простой формы.

Источник