Свойства чугуна

Категория:
Литейное производство


Свойства чугуна

Литейные свойства

Чугун отличается сравнительно высокими литейными свойствами, что обусловлено его химическим составом, малым интервалом кристаллизации, относительно низкой температурой начала кристаллизации, а также графи-тизацией.

Жидкотекучесть сплава зависит от его положения на диаграмме состояния, и она тем выше, чем меньше интервал затвердевания. Чугун эвтектического состава обладает наибольшей жидкотеку-честью. Снижение содержания углерода в доэвтектическом чугуне с целью повышения его механических свойств приводит к уменьшению жидкотекучести, увеличение содержания фосфора — к повышению жидкотекучести. Включения марганца увеличивают вязкость чугуна и уменьшают жидкотекучесть. Жидкотекучесть чугуна значительно превышает жидкотекучесть стали.

Усадка чугуна. На усадку серого чугуна очень влияет процесс графитизации.

Объемы белого и серого чугунов в жидком состоянии уменьшаются в одинаковой степени. В период затвердевания усадка связана с изменением агрегатного состояния и особенно с графитизацией.

Объем белого чугуна всегда уменьшается. В сером же чугуне вследствие выделения графита, имеющего удельный объем примерно в три раза больший удельного объема жидкого расплава, происходит расширение, компенсирующее усадку тем полнее, чем выделяется больше графита. На рис. 92 представлен случай, когда в процессе затвердевания происходит отрицательная усадка, т.е. расширение чугуна. Величина усадки при затвердевании колеблется: белого чугуна от 3 до 5%, серого чугуна от 1,5 до 3%.

В твердом состоянии у серого чугуна происходит сначала расширение (рис. 92), связанное с процессами графитизации, и только после этого начинается усадка.

Рис. 1. Объемная усадка (е) белого (1) и серого (2) чугунов

Специальные свойства

Сопротивление коррозии. Под воздействием внешней окружающей среды происходит химическое или электрохимическое коррозионное разрушение чугуна. Результаты коррозии зависят от степени агрессивности среды, ее температуры, а также от состава, строения и характера поверхности отливки.

Коррозионную стойкость можно оценить скоростью коррозии, выраженной массой металла, превращенного в продукты коррозии за 1 ч с 1 м2 поверхности (г/м2-ч). Коррозионное разрушение чугуна начинается вдоль графитовых включений, поэтому уменьшение содержания общего и свободного углерода увеличивает сопротивление коррозии. Однородная, однофазная структура чугуна наиболее благоприятна. Присутствие в структуре цементита и других фаз вызывает образование гальванических пар. Сопротивление коррозии можно рассматривать как химическое свойство, в значительной степени зависящее от состава чугуна. При этом влияние оказывает состав структурных составляющих. Растворение в феррите различных элементов может способствовать снижению или повышению его электронного потенциала. Этим можно уменьшить разность потенциалов, образующихся на поверхности металла гальванических микроэлементов, и тем самым уменьшить коррозионное разрушение чугуна.

Таким образом, легирование чугуна — это важный способ защиты от коррозии.

Жаростойкость и сопротивление росту (ростоустойчивость).

В условиях высоких температур, кроме обычной коррозии (окисления.) наблюдается еще рост чугуна (необратимое увеличение объема, возрастающее с повышением температуры и продолжительностью ее воздействия). Плотность чугуна уменьшается и снижается его прочность.

Рост чугуна — это результат окисления железа и его примесей, которое происходит по всему объему отливки вследствие проникновения газов в толщу чугуна. Окислы располагаются, в основном, вдоль графитовых включений. В связи с этим на ростоустойчи-вость влияет характер выделений графита. Чем меньше количество графита и мельче его включения, тем выше сопротивление чугуна росту.

Следовательно, для повышения сопротивляемости чугуна образованию окалины и росту нужно одновременно использовать легирование и размельчение структурных составляющих.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум