Классификация чугунов

1. Материаловедение

Преподаватель:
Зольников А.Е.

2. Классификация чугунов

3. ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО

• Наибольшее
применение нашел в
производстве чугуна
доменный процесс.
Он включает ряд
физических, физикохимических, а также
механических
проявлений,
наблюдаемых в
действующей
доменной печи.

4. ДОМЕННАЯ ПЕЧЬ

• Доменная печь
представляет собой
шахтную печь круглого
сечения, заключенную в
металлический
цельносварной корпус
толщиной 25-30 мм в
верхней и 35-50 мм в
нижней части. Изнутри
печь выложена
(футерована)
огнеупорным кирпичем.

5. Современная доменная печь состоит из колошника, шахты, распара, заплечиков и горна. Воздухонагреватель доменной печи - аппарат,

в котором происходит
предварительный нагрев
воздуха. Затем этот воздух
подается в печь.
Шихта в современном
понимании – это смесь
кокса, железорудного
агломерата и
офлюсованного сырья.

6. УСТРОЙСТВО ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

1 : железная руда + известняк
2 : кокс
3 : лента конвейера
4 : колошник с аппаратом, предотвращающим уход
доменного газа в атмосферу
5 : слой кокса
6 : слои известняка, оксида железа, руды
7 : горячий воздух (с температурой около 1200 °C)
8 : шлак
9 : жидкий передельный чугун
10 : шлаковый ковш
11 : чугуновоз
12 : циклон для очистки доменного газа от пыли перед
сжиганием его в регенераторах
13 : регенераторы (кауперы)
14 : дымовая труба
15 : подача воздуха в регенераторы (кауперы)
16 : порошок угля
17 : коксовая печь
18 : резервуар для кокса
19 : газоотвод для горячего колошникового газа

7. ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА

• Основной и важнейший
процесс в горне
доменной печи –
сжигание углерода кокса.
В результате горения
кокса выделяется
необходимое для
процесса тепло,
образуются
восстановительные газы
и освобождается объем,
что способствует
движению шихты сверху
вниз. В доменной печи
железо
восстанавливается почти
полностью.

8. ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЧУГУНА

• Низкотемпературный
отжиг
• Старение
• Графитизирующий
отжиг
• Нормализация
• Закалка
• Отпуск

9. Состав чугунов

• Чугун — сплав железа с углеродом,
содержащий углерода более 2,14 %.
• В отличие от стали чугун является более
хрупким материалом.

10.

• Кроме основы (железа) и углерода в
чугунах содержатся:
• Марганец — повышает твердость
чугуна.
• Кремний — повышает прочность и
вязкость чугуна, улучшает литейные
свойства.
• Сера — понижает прочность, ухудшает
литейные свойства чугуна.
• Фосфор — повышает хрупкость.

11. Классификация чугунов (по структуре)

12. Белый чугун

• Белые чугуны характеризуются наличием
углерода в виде цементита (Fe3C).
Белый чугун отличается:
• высокой твердостью
• хрупкостью
• высокой износостойкостью
• Обычно белый чугун не подвергается
механической обработке и используется
для переделки в ковкий чугун.

13. Ковкий чугун

• Ковкими называют
чугуны, в которых графит
имеет хлопьевидную
форму.
• Их получают
термической обработкой
белых чугунов.

14. Маркировка ковких чугунов

• Обозначение марки ковкого чугуна включает:
• буквы КЧ (обозначают «ковкий чугун»);
• цифры (первое число показывает предел прочности
при растяжении ; второе число — относительное удлинение).

15. Свойства ковкого чугуна

• Ковкий чугун обладает высокой прочностью и пластичностью,
хорошо обрабатывается резанием
• Ковкие чугуны широко применяются в машиностроении для
изготовления деталей высокой прочности

16. ПРОИЗВОДСТВО КОВКОГО ЧУГУНА

• Ковкий чугун производится из
отливок белой разновидности
изделий. В них углерод
полностью связан железом и
представлен карбидом железа
(цементитом Fe3C). При
отжиге заготовок при
температуре 950-970оС,
добиваются освобождения
графита из карбида железа и
аустенита (А). В результате он
кристаллизуется, образуя вид
хлопьев. Окончательное
формирование графитовых
хлопьев в чугуне происходит в
температурном интервале
760–720оC.

17. Серый чугун

• Серый чугун
характеризуется
тем, что в его
структуру входит
пластинчатый
графит

18. Маркировка серых чугунов

• Обозначение марки серого чугуна включает:
• буквы СЧ (обозначают «серый чугун»);
• Цифры (показывают предел прочности при растяжении)

19. Свойства серого чугуна

• Серый чугун обладает высокими литейными свойствами, хорошо
обрабатывается резанием.
• Широко применяется в машиностроении.
• Для повышения механических свойств производится
модифицирование серого чугуна путем добавления алюминия или кальция.

20. Высокопрочный чугун

• Высокопрочный
чугун от остальных
марок отличается
тем, что в структуре
имеет шаровидную
форму графита.
Высокопрочные
чугуны содержат:

21. Маркировка высокопрочных чугунов

• Обозначение марки высокопрочного чугуна включает:
• буквы ВЧ (обозначают «высокопрочный чугун»);
• цифры (первое число показывает предел прочности
при растяжении; второе число — относительное удлинение).

22. Свойства высокопрочного чугуна

• Высокопрочный чугун обладает высокой прочностью
и удовлетворительной пластичностью

23. Применение высокопрочного чугуна

• Высокопрочный чугун
применяется в различных
отраслях техники при
изготовлении прокатных
станов, кузнечнопрессового
оборудования, деталей
турбин и
других ответственных
деталей.

24. ПРОИЗВОДСТВО ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА

• При производстве
высокопрочного чугуна
большое место отводится
науглероживанию железа.
Чугун с такими
характеристиками
образуется, когда
восстановленное в
доменной печи из рудного
материала железо
принимает в себя много
углерода и прочих
элементов.

25. Маркировка антифрикционных чугунов

• Обозначение марки антифрикционного
чугуна включает:
• буквы АЧ (обозначают «антифрикционный
чугун»),
С — серый, В — высокопрочный, К —
ковкий;
• цифры (указывают номер марки).

26. Антифрикционный чугун

• Антифрикционные чугуны получают на основе
серых, высокопрочных и ковких чугунов.
• Чугуны АЧС легированы: хромом (0,2-0,4%),
никелем (0,2-0,4 %), медью (0,3-2 %), алюминием
(0,4-0,8 %).
• Чугуны АЧВ легированы: медью ( 0,7 %), магнием
(0,03 %).
• Чугуны АЧК легированы: медью (1-1,5%).

27. Свойства антифрикционного чугуна

• Антифрикционный чугун обладает хорошей
износостойкостью.

28.

• Антифрикционные
чугуны используются
для изготовления
деталей, работающих
в условиях
трения скольжения

29. Жаропрочный чугун

• Путем введения легирующих элементов
создаются чугуны со специальными
физическими и химическими свойствами.
• Жаропрочный чугун предназначен для
эксплуатации
при температуре до 600° С.
• Легирован никелем, хромом, марганцем.
• Жаропрочный чугун применяется для
изготовления деталей газовых турбин,
насосов, двигателей внутреннего сгорания.

30. Маркировка жаропрочных чугунов

• Обозначение марки жаропрочного чугуна включает:
• букву Ч (обозначает «чугун»);
• буквы Н, X, Г (обозначают легирующие элементы —
никель, хром, марганец);
• букву Ш (обозначает, что графит имеет шаровидную
форму);
• цифры за буквой (указывают процентное содержание легирующих
элементов).

31. Жаростойкий чугун

• Жаростойкий чугун обладает способностью
противостоять окислению при повышенных
температурах.
• Легирован хромом, кремнием, алюминием.
• Жаростойкий чугун сохраняет свойства при
температуре до 600-1100° С.

32. Маркировка жаростойких чугунов

• Обозначение марки жаростойкого чугуна включает:
• буквы ЖЧ (обозначают «жаростойкий чугун»);
• буквы X, С, Ю (обозначают легирующие элементы —
хром, кремний, алюминий);
• букву Ш (обозначает, что графит имеет шаровидную.
• форму);
• цифры (указывают процентное содержание легирующих элементов).

33. Коррозионно-стойкий чугун

• В состав чугуна вводится хром, титан,
молибден, медь,
никель с целью повышения его
коррозионной стойкости.
• Коррозионно-стойкий чугун сохраняет
свойства при
работе в газовых средах,
водных pастворах.

34. Маркировка коррозионно-стойких чугунов

• Обозначение включает:
• букву Ч (обозначает «чугун»);
• буквы X, Т, М, Д, Н (обозначают легирующие элементы — хром, титан,
молибден, медь, никель);
• букву Ш (обозначает, что графит имеет шаровидную форму);
• цифры (указывают процентное содержание легирующих элементов).