ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Состав, структура и свойства чугуна для эмалирования из "Металл для эмалирования Издание 2 " Примерный состав чугуна для эмалирования указанных групп изделий приведен в табл. 41, по данным различных литературных источников. Этот перечень, конечно, далеко не исчерпывает все варианты составов, особенно рекомендуемых в иностранной литературе. При рассмотрении табл. 41 следует обратить внимание на следующие особенности. [c.159] Подсчет степени эвтектичности этих чугунов показывает, что она близка к единице. В толстостенном литье, где содержание фосфора более низкое, чем в тонкостенном, величина немного меньше. Следовательно, можно сказать, что большая часть чугунов, рекомендуемых для эмалирования, относится к эвтектическому типу. Поэтому при значительном колебании указанных элементов чугуны в разных группах вполне сравнимы, если их состав оценивать по сумме С -f 51 и степени эвтектичности Хд. [c.161] При постоянном содержании остальных элементов сумма С + + 51 определяет структуру чугуна и его физико-механические свойства, в том числе к. т. р. и склонность его к росту. Эти же факторы оказывают влияние на прочность сцепления эмали. Величина характеризует литейные свойства. О других свойствах чугуна, его микроструктуре, способности к эмалированию по величине 5з судить можно лишь весьма приближенно. [c.161] Если чугунные отливки перед эмалированием подвергаются отжигу на ферритную структуру, то 2 С 51 имеет меньшее значение, но для обеспечения хороших литейных свойств необходимо стремиться к = 1. [c.161] Кроме указанных элементов, целесообразно вводить в эмалировочный чугун для толстостенных изделий ответственного назначения еще небольшие добавки легирующих элементов до 0,15—0,20% Т1 и до 0,5% Сг или до 0,5% Мо, так как они улучшают стабильность структуры и свойств чугуна. Титан размельчает графит, а хром и молибден стабилизируют перлит и предотвращают процесс графитизации. Для аппаратов, работающих под давлением, необходима более высокая прочность, которая достигается легированием чугуна титаном и хромом. Такие чугуны не склонны к росту в условиях эмалирования. [c.161] Важное значение имеет структура поверхности, непосредственно соприкасающаяся с грунтом и взаимодействующей с ним при обжиге. Во избежание пороков в эмали, указанных выше, поверхность должна быть чистой от пригара формовочной земли, шлаковых включений, газовых и усадочных раковин и др. [c.162] Микроструктура поверхности чугунных отливок, получаемых при литье в сырые формы и особенно, если в формовочную смесь добавляется молотый уголь, обычно довольно сильно отличается от середины стенки отливки она, как правило, ферритная или с небольшим количеством перлита, сохранившегося между розетками мелкопластинчатого графита. [c.162] Наличие феррита на поверхности чугуна связано с обезуглероживающим действием газов (На, СОз), образующихся между затвердевшим металлом и разогретой формой. Такая структура поверхности благоприятна для эмалирования. При этом также имеет значение и величина литейного зерна. [c.162] Указанные структурные факторы оказывают существенное влияние и на механические свойства чугуна. [c.162] подверженный росту, сильно окисляется и плохо смачивается эмалью. К числу элементов, наиболее сильно снижающих окисление, относится хром, влияние которого становится заметным уже при 0,5%. Следовательно, для ответственных изделий необходимо применять чугун, легированный небольшими добавками Т1 + + Сг, Сг N1, или модифицированный чугун с плотным строением и стабильной структурой. [c.162] Обычное литье для эмалирования не контролируется по механическим свойствам, за исключением литья для аппаратов, работающих под давлением. Для эмалирования используют чугун марок СЧ 12-28 и СЧ15-32 (ГОСТ 1412—70). Иногда на заводах чугун испытывают на твердость, допустимые пределы — НВ 143—229. Но между твердостью и прочностью чугуна нет четкой зависимости. Поэтому твердость чугуна не характеризует его механические свойства. [c.163] Чугун для химической аппаратуры проверяют на прочность при изгибе. Так, по данным завода Красный Октябрь , свойства чугуна для реакторов, сборников и др. колеблются в следующих пределах стрела прогиба / = 2,8 3,6 мм, а з = 42- -47 кгс/мм (диаметр образцов = 30 мм и расстояние между опорами 300 мм), что отвечает марке СЧ21-40. Эти свойства определены в литом состоянии, но в результате многократных нагревов чугуна происходит существенное изменение его структуры, что вызывает изменение и механических свойств. Кроме того, механические свойства серого чугуна зависят главным образом от структуры и количества графита. [c.163] При мелком строении графита и равномерном его распределении свойства чугуна зависят от характера структуры матрицы и величины первичного зерна (рис. 79). При наличии грубого графита механические свойства чугуна низкие, независимо от структуры матрицы и величины первичного зерна. [c.163] Структуру графита и величину первичного зерна, как уже указывалось, можно регулировать обработкой чугуна в жидком состоянии и особенно эффективное влияние оказывает его модифицирование. При изменении типа модификатора изменяется величина зерна и характер структуры графита. Каждая кривая на рис. 79 представляет собой усредненные значения прочности на изгиб для чугунов с определенной структурой. Немодифицированный чугун имеет мелкий неравномерно распределенный графит со столбчатым строением (см. рис. 79, 1). В чугуне, модифицированном ферросилицием, графит крупнее (ГФ 5 по ГОСТ 3443—57), но более равномерный, хотя следы столбчатости еще сохраняются (см. рис. 79, 2). В чугуне, модифицированном силикокальцием (рис. 79, 3), графит еще крупнее (ГФ 4), но равномерный по всему сечению. Чугуны, модифицированные силикокальцием и предварительно раскисленные алюминием, имеют примерно такую же структуру графита, как и модифицированные ферросилицием, но она более однородна, а зерно более мелкое. [c.163] Следует отметить, что на чугунах с более высоким содержанием фосфора (0,4—0,5%) наблюдается обратное влияние первичного зерна на механические свойства чугуна. Это объясняется тем, что фосфор в виде фосфидной эвтектики располагается по границам первичного зерна, а так как при размельчении зерна протяженность границ увеличивается, то прочность падает вследствие того, что фосфидная эвтектика хрупкая. Улучшением структуры можно в 1,5—2 раза повысить прочность чугуна, что достигается путем модифицирования. [c.163] Температурная зависимость модуля упругости чугуна и эмали, применяемых при производстве эмалированных санитарно-технических изделий, была исследована автором [11 ] методом вибрационных колебаний. Образцы эмали и чугуна размером / = 150 мм, с1 = = 6 мм медленно нагревали от 20 до 500° С со скоростью 1 град/мин для эмали и 3—4 град/мин для чугуна охлаждение производили вместе с печью. [c.164] При испытании образцов чугуна, эмали и технического железа наблюдалось изменение частоты колебаний от температуры, близкое к линейному закону (рис. 80). [c.165] Как видно, снижение модуля упругости обычного серого чугуна и эмали, применяемых для эмалирования ванн, при нагреве до 500° С незначительное. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом близок к железу Армко, а ковкий чугун занимает промежуточное положение между серым и высокопрочным чугуном. [c.165] Вернуться к основной статье