При сварке, например, детали заранее нагреваются, выбирается материал и процесс. Это означает, что используется газовое оборудование, покрытые или угольные электроды и порошковая проволока.
Характеристики, свойства, виды и применение чугуна
1) Чугун часто используется в литейном производстве. Имеет низкую температуру плавления. Температура его плавления составляет около 1200 градусов Цельсия, что на 250-300 градусов ниже температуры плавления стали. Это происходит потому, что углерод и железо не образуют прочной связи друг с другом. По этой причине и благодаря своей плотности (7,2 г/см3) чугун превосходит все другие материалы, за исключением некоторых видов стали.
2) Еще одним неоспоримым преимуществом чугуна является его твердость. Его твердость достигает 7,5 по шкале Мооса. Это превосходит твердость кварца и всего на 2,5 пункта ниже твердости алмаза.
3) Чугунные детали долговечны.
4) Чугун является экологически чистым материалом. По этой причине он используется для изготовления посуды, в которой готовится пища. Сплав не содержит вредных компонентов и безопасен для здоровья человека.
5) Чугун способен долгое время поддерживать высокие температуры.
Читайте также:Вольфрам, атомные свойства, химические и физические свойства.
Процесс литья чугуна
Среди особенностей чугуна отметим:
- Чуть больший вес, чем обычно. За счет большего веса компенсируется прочность и износостойкость посуды. Однако во многих случаях это даже и минусом не назовешь, поскольку ваша сковородка, кастрюля или жаровня не будут скользить по поверхности плиты, а сразу станут, как влитые — это удобно.
- Чугун может заржаветь. Главный враг чистого железа — вода. Поэтому нужно время от времени “промасливать” чугунную посуду.
- В чугунной посуде не рекомендуется хранить готовую еду. Речь не про первые пять минут или полчаса — лучше не оставлять готовое блюдо на несколько часов или на ночь, поскольку поры чугуна впитают запах, а сама еда может потемнеть и приобрести кислый привкус.
Таким образом, не считая незначительных недостатков, чугунная посуда действительно незаменима на вашей кухне. Чтобы сохранить вкус ваших блюд и сэкономить деньги, в Беларуси разработан ассортимент чугунной посуды. Мастер Смак
Я уверен: ваши дети передадут такую сковороду своим детям!
Вернуться к списку
Недостатки чугуна
1) Из-за высокого содержания углерода в сплаве, материал очень хрупкий. Поэтому он не подходит для компонентов, находящихся под давлением.
2) При длительном контакте с водой чугун быстро ржавеет. Изделие не подвергнется полной коррозии, но может потерять свой чистый внешний вид. По этой причине чугунные детали должны быть покрыты для защиты от коррозии.
3) Кроме того, продукция всегда стабильна.
Чугун литейный, передельный
Чугун — это сплав железа и углерода (и других элементов). Содержание углерода в чугуне составляет не менее 2,14 %; сплавы с содержанием углерода менее 2,14 % называются сталью. Углерод делает сплавы железа твердыми и снижает пластичность и ковкость. Углерод в чугуне может быть в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и содержания цементита различают белый, серый, ковкий и вязкий чугун. Чугун содержит постоянные примеси (Si, Mn, S, P) и в некоторых случаях легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и т.д.). Чугун обычно хрупкий.
Температура плавления чугуна составляет от 1150 до 1200 °C (2100-2190 °F), что примерно на 300 °C (572 °F) ниже, чем у чистого железа.
Литье чугуна передельного
Переплав чугуна — предназначен для дальнейшей переработки в сталь и для переплавки в чугунолитейных цехах для получения литых изделий. Чугун марок PL1 и PL2 производится с содержанием углерода от 4,0 до 4,5% включительно.
В процессе риформинга сталь производится из руды в два этапа: Чугун добывается из руды, а затем «реформируется» в сталь.
Расплавленный чугун предназначен для дальнейшей переработки в сталь и для переплавки в чугунолитейных цехах для производства отливок.
Чугун ПЛ1 и ПЛ2 выпускается с массовым содержанием углерода от 4,0 до 4,5% включительно.
На поверхности чугуна не должно быть остатков шлака. Допускается добавление извести, графита и других составляющих смеси для напыления расплавленного металла, которые не влияют на качество чугуна.
Восстановленный чугун — P1, P2; восстановленный чугун для литья — PL1, PL2; восстановленный фосфатный чугун — PF1, PF2, PF3; высококачественный чугун PVK1, PVK2, PVK3; чугун с пластинчатым графитом F; цифры после букв «F» указывают значение предела прочности при растяжении в кгс/мм; серый чугун АЧС — скользкий серый, АЧВ — высокопрочный скользкий серый, АЧК — скользкий пружинистый; Чугун с шаровидным графитом для литья HF; цифры после букв «HF» обозначают предел прочности на разрыв в кгс/мм; легированный чугун со специальными свойствами Ch; буквы после буквы «Ch» обозначают легирующие элементы: X — хром, S — кремний, G — марганец, N — никель, D — медь, M — молибден, T — титан, P — фосфор, U — алюминий. Цифры после букв означают среднее процентное содержание наиболее важных легирующих элементов. Буква «Sch» в конце категории железа указывает на то, что железо содержит узловатый графит. Ковкий чугун КЧ; цифры после букв «КЧ» обозначают предел прочности при растяжении в кгс/мм и относительное удлинение в %.
Чугун предназначен для дальнейшей переработки в сталь или для переплавки в чугунолитейных цехах для получения отливок.
В зависимости от массовой доли кремния и назначения изготовляется:
- передельный чугун для сталеплавильного производства (П1 и П2);
- передельный чугун для литейного производства (ПЛ1 и ПЛ2);
- передельный фосфористый чугун (ПФ1, ПФ2, ПФ3);
- передельный высококачественный чугун (ПВК1, ПВК2, ПВК3).
Переплавленный чугун выпускается в прутках без фальцев, с одним или двумя фальцами. Толщина слитка в месте отбортовки не должна превышать 50 мм. Вес одной свиньи не должен превышать 18, 30, 45, 55 кг. Количество разрушенного чугуна не должно превышать 2 % от массы партии. Куски, не превышающие 2 кг, считаются отходами.
Для низкокремнистого кованого чугуна категорий P2, PF3 и PVK3 и для чугуна категорий PL1 и PL2 в мелких прутках количество лома не должно превышать 4 % от массы партии.
Литейный чугун
Доменный чугун, содержащий большую часть углерода в виде свободного графита и до 3,75 % кремния, является одним из основных компонентов шихты, используемой для производства серого ковкого отбеленного чугуна, включая легированный чугун и модифицированный чугун в чугунолитейном производстве.
Производство чугуна из кокса, угля и в специальных литейных цехах. Для изготовления изделий методом литья в глиняные формы чугун должен отвечать следующим требованиям: он должен легко плавиться, чтобы можно было более точно выполнить форму при относительно низких температурах, он должен давать плотную и без пузырей отливку, он должен иметь небольшое изменение объема при затвердевании изделия. Кроме того, чугун должен давать отливки с требуемой твердостью, прочностью и упругостью, в зависимости от назначения.
В зависимости от содержания кремниевой массы чугун выпускается следующих марок. Чугун, соответствующий определенной категории по массовой доле кремния, но не по массовой доле серы, классифицируется в ближайшей категории по кремнию и соответствующей категории по массовой доле серы.
Чугун поставляется в прутках без отбортовки, с одной или двумя отбортовками. Поверхность слитков должна быть свободна от остатков шлака. Известь, графит и другие компоненты смесей расплавленного металла допускаются, но не влияют на качество чугуна.
Классификация чугунов
Железная промышленность производит различные марки чугуна. Марки зависят от форм графита или цементита, содержащихся в сплаве, и других составляющих.
Серый чугун (СЧ)
Они обозначены буквами SC. При разрезании — серо-черный, что обусловлено наличием графита, этого естественного цвета. Состав также содержит различные примеси, в том числе кремний. Этот тип железа, который является свободно режущим и часто используется в машиностроении для «неосновных компонентов», становится жидким при добавлении фосфора. Он подходит для всех видов литья, включая художественное.
Белый чугун
Светлый цвет при разрезании обусловлен наличием карбида железа. Далее он перерабатывается в кованое железо и сталь. По этой причине его также называют сортом переплавки. Свойства — хрупкий и твердый, плохо поддается механической обработке, не подходит для самостоятельного использования. Твердый, легко обрабатываемый, хрупкий — эти свойства делают его непригодным для самостоятельного использования.
Ковкий чугун
Обозначение — Cr. Белый чугун становится ковким при длительном отжиге.
Свойства — не поддается обработке давлением, но обладает повышенной ударной прочностью и прочностью на разрыв. Ковкий чугун подходит для изготовления композитных деталей.
Высокопрочный
С буквами HF. Изготавливается путем добавления специальных добавок в серый чугун для придания графиту сферической формы. Высокопрочный чугун используется для изготовления критических деталей — шестерен, коленчатых валов, поршней, которые должны обладать высокой износостойкостью.
Формы, используемые для изготовления переплавленных и литых типов, представляют собой специальные формы, т.е. порошки. Современные технологии позволяют производить полуфабрикаты квадратных листов, плит и прутков из чугуна.
В зависимости от назначения и химического состава существуют следующие виды чугуна:
Они имеют названия, соответствующие дополнительным металлам:
- циркониевые;
- хромистые;
- ванадиевые;
- медные;
- титановые.
Сплавы наиболее востребованы при производстве агрегатов, механизмов, узлов и деталей, работающих в особо жестких условиях и средах.
Чугун, характеризующийся повышенным содержанием ферромарганца или ферросилиция, классифицируется как специальный ферросплав. Их добавляют в сталелитейной промышленности для высвобождения кислорода — окисления.
Сплавы включают:
- Антифрикционные;
- Жаростойкие;
- Жаропрочные;
- Коррозионностойкие.
Классы абразивности обозначаются начальными буквами ACh. AChS, например, представляет собой тугоплавкий материал из серого чугуна. Также можно увидеть маркировку AChV — высокоабразивостойкий чугун и AChK — ковкий прокатный чугун.
Жаропрочный тип маркируется буквами ZHF, затем указывается буква легирующего элемента. Например, ZHCH-2.5: это жаропрочный чугун с добавлением 2,5% хрома.
Следующие марки считаются термостойкими: Cr19ChXZhSH.
Устойчивость к коррозии: ЧНХТ, ЧН1МХД.
Их также называют специальными чугунами.
Производство
Технология промышленного получения железа из черного сырья и производства чугуна достаточно сложна и трудна. Нет необходимости описывать все химико-технологические процессы и углубляться в терминологию. При желании вы можете изучить эту тему в ресурсах по металлургии.
Чугун выплавляют из магнитного, красного и бурого железа на металлургических заводах и в специальных доменных печах. Топливом является кокс, который может быть частично заменен мазутом или газом.
Руда обрабатывается перед тем, как попасть в доменную печь. Помимо руды и топлива, в процессе плавки также используются флюсы — известняк, который необходим для образования шлака и удаления серы из расплавленного металла.
Методы переработки зависят от качества руды, такие как дробление, грохочение, окускование, концентрация и другие.
После этого сложного процесса руда превращается в шихту, которая непрерывно подается в доменную печь.
В дымоход внизу подается раскаленный воздух, обогащенный кислородом и природным газом, который сжигается при высокой температуре с образованием диоксида кислорода. Поднимаясь вверх, газ соединяется с кислородом и несгоревшим углеродом, образуя CO. Он вступает в реакцию с оксидами железа и удаляет из них кислород.
В результате получается почти чистый металл. Расплавленное железо стекает в печь. Несгоревшие остатки также стекают вниз.
Готовое железо заливается в специальные ковши через определенные промежутки времени.
В процессе плавки в печи отверстие, через которое выходит чугун, закрывается специальной пробкой из высокоплавкой массы. Для освобождения металла в пробке просверливается отверстие. Струя расплавленного металла стекает по специальным каналам на пол лаборатории в виде «красного сгустка».
Жидкий шлак также покидает печь через другой канал.
Берется образец каждого тепла. Металл заливается в форму и анализируется. Все процессы автоматизированы. Все контролируется операторами.
Человек с улицы видит доменную печь как гигантскую пробирку — место, где железная руда превращается в чугун.
Преимущества «железного литья»
Как и любой материал, чугун имеет определенные преимущества и недостатки с точки зрения использования различных изделий из него — деталей автомобилей, деталей станков, сантехнического оборудования и других изделий.
- экологичность;
- способность сохранять температуру;
- высокая теплоотдача;
- устойчивость к перепадам температур;
- устойчивость к кислотам и щелочам;
- коррозионная устойчивость;
- некоторые виды – повышенной прочности, что позволяет сравнивать со сталью;
- износостойкость;
- долговечность.
- хрупкость, при сборке следует соблюдать осторожность;
- большой вес изделий;
- ржавеет при длительном контакте с водой.
Основу черной металлургии в нашей стране составляют чугун, сталь и прокат. Крупнейшими потребителями чугуна являются стратегически важные отрасли промышленности, такие как металлообработка, машиностроение, строительство, транспорт, легкая промышленность, химическая промышленность и другие.
Чугун также используется для изготовления потребительских товаров, таких как чугунные чайники, сковороды, утятницы и заборы. Квалифицированные мастера используют металл для создания настоящих произведений искусства — каминных решеток, заборов, скамеек, перил, украшенных перфорированными чугунными наконечниками.
