Особенности получения чугунов

ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНОВ [c.1025]

Приведены механические, технологические и эксплуатационные свойства чугунов серых, высокопрочных, легированных, ковких. Изложены режимы термической обработки отливок, а также методы испытания и контроля качества отливок, особенности получения чугунных отливок валков, труб, изложниц. [c.4]

Какими свойствами обладает ковкий чугун и в чем особенности получения отливок [c.213]

При несогласованности реакций восстановления железа и шлакообразования процесс плавки резко нарушается, что влияет на качество получаемого чугуна. При повышении температуры до определенного предела особенно для легкоплавкой пустой породы руды шлакообразование заканчивается ранее восстановления железа. Тогда легкоплавкий холодный шлак с высоким содержанием закиси железа спускается в горн и охлаждает его. Понижение температуры происходит и дальше при неизбежной затрате углерода и тепла на прямое восстановление железа в самом горне. Результатом этого является нарушение процесса плавки и невозможность получения чугунов, требующих при плавке высокой температуры, например литейных чугунов и ферросплавов. [c.26]

Получение высокопрочных чугунов. Принципиальной особенностью высокопрочных чугунов является шаровидная форма графита. Она обеспечивается обработкой расплавленного чугуна церием, магнием и другими специальными присадками (например, лигатурой магния с ферросилицием, лигатурой магния II церия с тяжелыми металлами, в виде меди и никеля, и пр.). Структурная основа высокопрочного чугуна в зависимости от требуемых свойств мон<ет быть перлитной, перлитно-ферритной или ферритной. [c.687]

В зависимости от режима отжига, т. е. температуры нагрева и времени, уделяемого каждому периоду, получаются соответствую-ш,ие результаты. Для получения чугуна с черной сердцевиной ( американского ) обычно после достаточной выдержки для первичной графитизации даются столь медленное охлаждение и выдержка для вторичной графитизации, что в чугуне получается ферритная основа с крупными включениями округлого графита (углерода отжига), сосредоточенными особенно во внутренней части сечения. Поэтому при изломе такого чугуна получается сердцевина темного оттенка и лишь по краям сечения (где меньше графита и часто получается каемка перлита) в изломе наблюдается светлый оттенок. Отсюда подобные чугуны называют черносердечными. [c.162]

Плавка чугуна. В литейном производстве более 90% чугуна выплавляют в вагранках. За последние годы очень быстрое развитие получила плавка в электрических печах (индукционных и дуговых), обеспечивающая получение чугунов высокого качества. Быстро развивается также дуплекс-процесс, в особенности вариант вагранка — индукционная печь. [c.442]

Отметим здесь особенности пайки чугуна и алюминия. Значительные трудности представляет пайка серого чугуна и алюминия. При пайке серого чугуна твердый припой плохо соединяется с чугуном из-за находящегося на его поверхности графита. Для получения хорошего качества спая поверхность чугунной детали, подлежащую пайке, предварительно подвергают обдувке песком или покрывают тонким слоем паяльного порошка, представляющего смесь железных опилок с небольшим количеством буры. Для пайки чугуна может быть рекомендован припой состава красной меди 57—62% цинка [c.310]

В этом разделе рассматриваются лишь особенности скоростной технологии получения чугунных отливок в прессованных, поверхностно-подсушиваемых и химически-твердеющих формах. [c.482]

Особенностью получения ЧШГ в герметизированных ковшах является то, что реакция жидкого чугуна с магнием протекает при избыточном давлении, создаваемом в процессе модифицирования за счет упругости паров магния и обеспечивающем лучшее усвоение и сокращение расхода магния, а также уменьшение тепловых потерь модифицированного чугуна. Расход магния в зависимости от концентрации серы в исходном расплаве составляет 0,2-0,3 % массы обрабатываемого металла. [c.514]

Рис. 1. Конструктивные особенности, учитываемые при выполнении чертежей литых деталей а — отливки, не имеющие резких переходов по толщине 6 — местные приливы, позволяющие выполнять переход при одной толщине (длн чугуна рекомендуемая толщина 6.... ..8, стали 8...10, сплавов 3...5 мм) в — использование ребер, позволяющее избежать получения изолированных масс.

Такое положение явилось результатом основательного изучения существенных особенностей и свойств этого сложного многофазного и многокомпонентного сплава. На научной основе кардинально усовершенствован технологический процесс получения из него отливок, что привело к резкому улучшению их свойств. В настояш,ее время чугун используется в промышленности как конструкционный материал, свойства которого можно в широких пределах регулировать и варьировать в соответствии с требованиями эксплуатации конструкций. [c.205]

Четвертая особенность — это необходимость в первую очередь сделать детальные чертежи на крупные модели литейных деталей (стальных и чугунных), цикл обработки которых весьма длителен выдать чертежи на самые крупные поковки и другие детали, которые будут изготовляться на других заводах, с тем чтобы технологи тех заводов могли до получения окончательных чертежей предварительно поработать. [c.39]

Преимущества методики ускоренной оценки рассеяния пределов выносливости приобретают особенно важное значение применительно к испытаниям натурных деталей, когда по соображениям производственного и экономического характера количество объектов испытаний и длительность должны быть минимальными. В связи с этим была осуществлена проверка возможности применения ускоренного метода для оценки рассеяния пределов выносливости коленчатых валов тракторных двигателей Д-54, изготовленных из стали 45 и СМД-14, отлитых из высокопрочного чугуна. Испытания валов при возрастающей нагрузке и построение распределений пределов выносливости (рис. 5) проводились в полном соответствии с разработанной методикой и рекомендациями, представленными в табл. 1 и 2. Результаты статистического сопоставления параметров распределений, полученных при возрастающей нагрузке и при постоянной амплитуде напряжений (по методу экстраполяции кривых усталости), показали, что различие как между средними, так и между дисперсиями может считаться незначимым. Этот вывод позволяет рекомендовать использование ускоренного метода для оценки рассеяния пределов вы- [c.188]

Получение той или иной структуры чугуна в отливках зависит от многих факторов химического состава чугуна, вида шихтовых материалов, технологии плавки и внепечной обработки металла, скорости кристаллизации и охлаждения расплава в форме, а следовательно, толщины стенки отливки, теплофизических свойств материала формы и др. Структуру металлической основы чугуна можно изменять также термической обработкой отливок, общие закономерности влияния которой аналогичны возникающим при термической обработке углеродистой стали, а особенности связаны с сопутствующими изменениями металлической основы процессами графитизации. [c.69]

Литейное производство - отрасль машиностроения, технологическими процессами которой получают литые заготовки (отливки) для деталей машин станины прокатных станов, станины металлорежущих станков, корпуса гидротурбин и другие отливки массой в десятки и сотни тонн и маленькие детали массой в несколько граммов для радиоэлектронной промышленности, часовой промышленности и других отраслей. Характерной особенностью литейного производства является универсальность - возможность получения самых разнообразных по массе, конфигурации, механическим и эксплуатационным свойствам фасонных заготовок (отливок) из чугуна, стали и сплавов цветных металлов. [c.147]

Одной из особенностей технологии получения отливок из ковкого чугуна является то, что исходный материал - белый чугун - имеет пониженную жидкотеку-честь, это требует повышенной температуры заливки при изготовлении тонкостенных отливок. Усадка белого чугуна значительно больше, чем серого, поэтому в отливках из белого чугуна образуется больше усадочных раковин, пористости и трещин. [c.202]

Недостатками литья в кокиль являются трудоемкость изготовления кокилей, их высокая стоимость, отсутствие податливости, особенно при получении сложных фасонных отливок из легированных сталей и тугоплавких металлов. Данным способом получают в основном отливки из сплавов на основе меди, алюминия, магния, а также из стали и чугуна массой до 2000 кг. В то же время известен опыт получения кокильных отливок массой в несколько тонн (до 14 т). [c.341]

Условия индукционной плавки чугуна в тигельных печах весьма благоприятны для получения качественного металла. Плавление и перегрев металла осуществляются бесконтактным способом, отсутствует загрязнение расплава газовой атмосферой или раскаленным коксом, как это имеет место в вагранках или пламенных печах. Вследствие высокого коэффициента полезного действия индукционных печей время плавки сравнительно меньше. Возможна точная регулировка температуры жидкого металла и, что особенно важно, длительная выдержка и высокий перегрев расплава. Рабочий процесс может быть как дискретным, так и непрерывным. Металл контактирует только с футеровкой и атмосферой, причем реакции с футеровкой могут регулироваться подбором состава футеровки и металла, температурного режима, а реакции с атмосферой. сведены к минимуму наведением шлаков. [c.54]

Особенность выплавки чугуна для изложниц в вагранках заключается в необходимости получения высокого содержания углерода, что достигается увеличением высоты горна. Не допускается высокий перегрев расплава (не выше 1300°С на желобе), использование стального скрапа в завалке. Таким образом, приемы, применяемые для повышения свойств машиностроительных отливок, вызывающие увеличение количества связанного углерода, измельчение графита, в данном случае неприемлемы. Повышение температуры свыше 1200°С приводит не только к отрицательному влиянию на структуру, но и к ухудшению поверхности изложниц, увеличению литейных напряжений и появлению рыхлот. Заливку форм осуществляют из поворотных или стопорных ковшей через различные литниковые системы (сифонные, дождевые, на нескольких уровнях). Тип системы определяется прежде всего массой изложницы и ее конструкцией. [c.342]

В конце XVГП в. были сделаны крупные изобретения, способствовавшие значительному прогрессу в металлургии, в частности в обработке давлением. Было изобретено пудлингование, позволившее получать железо в больших количествах, лучшего качества и более дешевое. Изобретение паровых машин для привода заводских механизмов (Ползунов в 1760 г. и Уатт в 1784 г.) позволило создать мощные воздуходувки, обеспечившие получение чугуна на коксе взамен древесного угля. Паровые машины для привода прокатных станов позволили обрабатывать железо из пудлинговых криц, минуя ковку. Началом применения прокатки для обработки железа считается 1784 г. (патент Корта), хотя в 1782 г. на Чермозском заводе был установлен стан для прокатки кровельных листов с приводом от водяного колеса. В 1839 г. был.создан паровой молот. Указанные усовершенствования привели к значительному росту выплавки чугуна в начале XIX в. в западных странах, особенно в Англии, и к сокращению импорта железа из России. В связи с этим в первой четверти XIX в. выплавка чугуна в России снижается. [c.10]

Получение шаровидной формы включений графита в литой структуре является принципиальной особенностью высокопрочного чугуна, отличающей его от всех, ранее известных, типов чугуна. Это достигается обработкой расплавленного чугуна пeциaльны ш присадкалш, в частности такими металлами, как Се и Mg. Имеются данные, показывающие, что рафинирование серого чугуна под глубоким вакуумом также вызывает кристаллизацию графита в шаровидной форме. Однако наиболее распространенным модификатором для получения шаровидной формы включений графита в чугуне является Mg. [c.258]

Литейные свойства этого чугуна обусловливают и особенности получения из него отливок в утолщенных местах отливок необходимо ставить питающие бобышки и холодильники, чтобы исключить образование усадочных раковин и рыхлот. В процессе отжига большинство отливок коробятся и после очистки и обрубки нуждаются в правке на прессах. Отливки из ковкого чугуна подвергают двойной очистке до и после отжига. [c.319]

Микроструктура белых слоев, полученных в результате различной обработки стали и чугунов, представляет собой мелкоигольчатый мартенсит и остаточный аустенит с карбидами. Дисперсность мартенсита в среднем на 2—3 балла меньше по сравнению с мартенситом обычной закалки, особенно в эвтектоидных и зазвтектоидных сталях и сталях, легированных элементами, способствующими измельчению мартенсита. Дисперсность карбидов в белых слоях в 2—3 раза больше, а размер зерна остаточного аустенита на порядок меньше, чем в стали после закалки и низкого отпуска. При этом количество остаточного аустенита в белом слое увеличивается с повьпиением содержания углерода в исходной стали и не зависит от способа поверхностной обработки. Наибольшее количество остаточного аустенита наблюдается в поверхностных слоях после ФРУО, приводящей к наибольшему увеличению содержания углерода в бейом слое. [c.115]

Исследования свойств модифицированного чугуна показали, что графит не ухудшает его свойств, но придает ему ряд новых специфических свойств. В работах В. С. Мильмапа, Н. Г. Гиршовича, К. И. Вап ,енко, А. Ф. Ланда и других выявлен ряд весьма важных положительных особенностей людифи-цированного чугуна, определяемых именно наличием графита. Такие его свойства, как циклическая вязкость и связанное с пей поведение материала при циклических нагрузках, выдвинули чугун на видное jm to среди конструкционных материалов, обеспечив получение из него деталей сложной конфигурации гораздо более доступными и дешевыми средствами, чем при старых технологических приемах (обработке давлением, резанием и т. п.). [c.206]

Снижение напряжений в разностенных станочных деталях, благодаря получению более однородной структуры, позволяет отказаться от проведения процесса искусственного старения без нарушения размерной точности в период эксплоатации станков. Наряду с этим чугунные отливки обладают повышенной (по сравнению со стальными) способностью к заглушению вибраций, что особенно важно для точных станков по механической обработке металлов. [c.50]

Особо следует отметить появившиеся в последние годы за рубежом чугунные поршневые кольца, в структуре которых содержатся включения свободного цементита, равномерно распределенного в перлитной или троосто-мартенситной матрице. Такие кольца отличаются исключительно высокой износоустойчивостью, особенно по торцам, и хорошей тепловой стойкостью. Один из способов получения таких колец — легирование чугуна карбидами бора. Кольда из этого чугуна ставят в двигателях фирм Ролс-Ройс и Перкинс (Англия) и Форд (США). [c.104]

Распределительные валы (табл. 39). Тенденция к замене стальных распределительных валов литыми чугунными связана с высокими служебными свойствами низколегированного чугуна по сравнению со сталью, которые определяются особенностями структуры. Наличие графита в чугунных кулачках способствует удержанию смазки, что само по себе уменьшает износ кулачков. Меньший модуль упругости чугуна обусловливает и меньшие контактные напряжения в нем. Наилучшей износостойкостью обладают распределительные валы из низколегированного чугуна, в структуре которого содержатся первичные карбиды в виде игл, строчек или ячеек. При этом игольчатая структура карбидов наиболее желательна. Последующая термическая обработка (закалка) кулачков должна обеспечить максимальную твердость, не изменяя структуры первичных карбидов. Недопустимо содержание остаточного аустенита свыше 10%. Металлическая матрица закаленного чугуна состоит из игольчатого мартенсита и обеспечивает надежное удерживание карбидных зерен при воздействии на них циклических нагрузок. Химический состав чугуна должен обеспечить получение оптимальной исходной структуры в отливке и его хорошую прокаливаемость и закаливаемость. Высокая твердость кулачков лЪжет быть получена и в литье (отбеленные кулачки), при этом носки кулачков оформляются кокилем. Следует заметить, что чугунные закаленные распределительные валы более технологичны и обладают более высокими эксплуатационными свойствами. [c.104]

Особенности процесса плавки в вагранке определяются задачей получения Нйзкоуглеродистого и малокремнистого чугуна. Допускаемые содержания примесей — фосфора и серы, а также хрома — обеспечиваются тщательным подбором шихтовых материалов. Специальные процессы снижения содержания примесей — фосфора и серы в производстве ковкого чугуна практически не применяются. Типовые наборы шихтовых материалов следующие для ваграночного процесса [c.46]

Высокопрочный чугун с округлым графитом получается при модифицировании чугуна магнием или его сплавами с последующим или одновременным модифицированием кремнием (ферросилицием) или силикокальцием. Особенностью этого процесса является также необходимость достаточно высокого перегрева чугуна (1400—1450 С). Остаюш,ийся в чугуне (0,04—0,1%) магний обеспечивает образование графита округлой формы и получение высоких показателей прочности и пластичности чугуна. [c.50]

Ви1нтоо1бра зное движение пробок во время притирки дает косые штрихи, которые предупреждают обраэава1Ние круго- вых рисок, весьма нежелательных. Особенно важно, чтобы масло и притирочный порошок были чисты и чтобы в них не попали твердые частицы наждака, металлических опилок и пр. После получения ровной матовой поверхности на теле пробки и корпуса переходят на доводку крана на одном чистом масле. Чугунные краны притирают наждачным порошком. [c.43]

Газовая сварка отличается еще больщей универсальностью, чем ручная электросварка плавящимся электродом, так как она дает возможность осуществлять соединения не только деталей самой разнообразной формы и величины, но и выполнять их для деталей из различных металлов. Она обеспечивает получение качественных, хорошо сформированных швов, удобна для соединения тонкостенных и трубчатых элементов, а также обеспечивает наиболее качественную сварку серого чугуна. Ее недостатком является значительная деформация деталей, особенно при соединениях с угловыми швами. [c.41]

Тепловые потоки, близкие к потокам при нагреве т. в. ч., нельзя получить даже в мартеновских печах, где очень высокий подогрев воздуха. Для местного нагрева металла, особенно для нагрева под поверхностную закалку наиболее подходят керамические газовоздушные горелки. В этих горелках газовоздушная смесь сжигается с большими объемными тепловыми напряжениями, которые достигают 120-10 дж1сек и больше в 1 внутреннего объема камеры горелки. Прямой тепловой поток от таких горелок, который был достигнут во время опытов, составлял 0,8-10 вт м . В опытах при нагреве металла до температуры закалки (чугунные звездочки тол-Ш.ИНОЙ 18 мм) была получена удельная продолжительность нагрева примерно 0,3—0,25 мин/см. Абсолютная величина теплового потока и полученные значения удельной продолжительности нагрева указывают на то, что такими горелками можно производить местный нагрев металла под поверхностную закалку. Интересно отметить, что такой высокий удельный тепловой поток может обеспечить источник лучистой энергии с температурой 1973—2023° К. Так как температура. стенок внутри горелки не превышает при этом 1673—1723° К, то можно предположить, что при нагрев е этими горелками конвекция от газов к металлу имеет еш,е большее значение, чем при скоростном нагреве. [c.178]

Для деталей сложной формы применяют стальное и чугунное литье вместо поковок и штамповок. При этом толщину стенок отливок нужно ограничивать [16, 91], так как увеличение толщины стенок влечет за собой, при прочих равных условиях, значительное снижение пластичности и вязкости металла срединной зоны, а также и остальных механических свойств. Это происходит вследствие получения в срединной -зоне крупнокристаллитного строения и межкристаллитных пор. Особенно важно следить за толщиной стенок деталей, изготавливаемых из хромистых и аустенитных сталей, не имеющих фазовых превращений, так как в них отсутствует процесс вторичной кристаллизации. В этих сталях [16, 28, 123] зерно, полученное при первичной кристаллизации, остается без изменения. Любая последующая термическая обработка не может изменить величину зерна [90, 91, 94, 100]. [c.431]

Наиболее трудоемкий вид термической обработки — высокотемпературный графитнзирующий отжиг при 850—980 "С, который проводится для усгранения в металлической матрице структурно свободного цементита. Для получения перлитной основы охлаждение проводят на воздухе (нормализация), а для получения ферритной основы дают добавочную выдержку при 680— 750 С для распада эвтектоидного цементита.. Закалка в масле температурой 850—930 С с последующим отпуском и особенно изотермическая закалка на нижний бейнит (температура изотер-лгической выдержки 350—400 X) позволяют получать высокие механические свойства. Чугун со структурой нижнего бейнита имеет о - 15004-1600 МПа, Оо, == 9704-990 МПа, б = 14-2 % и 360—380 НВ. [c.152]

С уменьшением степени эвтектичности отдельные прочностные свойства немодифицированных чугунов воз растают неравномерно Так, например, предел прочности при изгибе увеличивается значительно быстрее, чем пре дел прочности при растяжении, особенно у синтетического чугуна, полученного из стальной стружки Сильное сни жение прочности при изгибе в случае увеличения степени эвтектичности наблюдается у обычного чугуна, выплав ленного на основе чугунной стружки [c.125]

Физико-химическая сущность процесса науглероживания. Науглероживание расплавленного металла — один из важнейших процессов плавки синтетического чугуна, которому посвящено большое число экспериментальных исследований. Особенно подробно изучалось науглероживание при ваграночной плавке, для условий протекания капли жидкого металла через слой раскаленного кокса, с привлечением теории конвективной диффузии. В индукционных печах частицы науглероживателя окружены жидким расплавом, который интенсивно перемешивается. В этом случае расплав служит источником тепла для частиц науглероживателя. Экспериментальные данные свидетельствуют о значительном изменении количественных зависимостей процесса науглероживания в индукционных печах промышленной частоты по сравнению с высокочастотными печами и тем более с вагранками, хотя принципиальное влияние основных факторов, естественно, сохраняется. Было обнаружено, что в ваграночном процессе колебания содержания углерода в выплавляемом чугуне происходят более плавно, чем в низкочастотной печи, что объясняется гораздо большей вариативностью условий плавки синтетического чугуна. Поэтому невнимательное отношение к проведению технологической операции науглероживания при выплавке синтетического чугуна обычно обусловливает получение некондиционного металла. [c.55]

Для синтетических немодифицированных чугунов, полученных как на стальной стружке, так и на высечке, характерно наличие большого количества эвтектического графита и выделение его в виде мелких компактных форм. Наблюдается присуш,ая синтетическому чугуну неоднородность распределения графита на некоторых участках и утолщенные узлы на включениях графита. Для обычного чугуна характерна более полная графитизация за счет меньшего количества перлита и значительное число пересекающихся включений, что особенно заметно при уменьшении эвтектичности. С понижением степени эвтек-тпчности в синтетических чугунах увеличивается изолированность графитных включений, возрастает их компактность. Нередки случаи образования структуры межден-дритного графита, причем совершенно отчетливо видно расположение аустенитных зерен. Количество графита и длина включений в обычном чугуне во всем интервале значений эвтектичности больше, чем в синтетических чугунах, полученных из стружки и листовой высечки. [c.117]

Анализ структуры металлической матрицы этих же образцов показал, что во всех образцах имеет место примерно одинаковая степень перлитизации—9,8%, но форма перлита и его структура были различными. В чугуне, полученном из чугунной стружки, пластинки перлита более крупные, несколько разнородные по своему строению, а в синтетическом чугуне структура основы отличается более высокой однородностью как во всем сечении шлифа, так и в пределах одного зерна. Уменьшается протяженность пластинок перлита, дисперсность его несколько выше, особенно при сравнении чугунов эвтектического состава. В чугунах с низкой эвтектичностью различие структур почти неощутимо, хотя при переплавке доменных чугунов матрица сильно расчленена включениями графита. С понижением степени эвтектичности во всех чугунах возрастает дисперсность перлита. В чугуне, полученном из чугунной стружки и ваграночной шихты, различие структуры металлической основы с уменьшением степени эвтектичности проявляется более сильно, чем в синтетических чугунах, хотя можно заметить, что в чугуне из листовой высечки перлит несколько крупнее, чем в чугуне, выплавленном на основе стальной стружки. Границы перлитных зерен в обычном чугуне толстые, хорошо очерченные, в синтетическом чугуне границы зерен улавливаются только по общему изменению направления пластинок составляющих перлита. Характерные Структуры матрицы различных чугунов представлены на рис. 53. [c.119]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...