Из чего состоит чугун
Что такое чугун, дадим определение — чугун это многокомпонентный сплав железа с углеродом, в котором содержание углерода свыше 2%, а также другие элементы, затвердевающий с образованием эвтектики.
Рассмотрим какие – же элементы входят в состав чугуна и для чего они нужны.
Находящиеся в чугуне элементы можно условно разделить на две группы:
1.Постоянные – C,Si,Mn,P,S
2.Легирующие – Cr,Ni,Cu,V,Ti,Mo,Ai,Mg,Ca,Ba.
Легирующими элементами также могут быть и Si c Mn.
Химический состав чугуна и механические свойства оговариваются в технических условиях чертежей на каждые конкретные литые детали.
Влияние элементов
Кремний –Si.
Уменьшает растворимость углерода в жидком и твердом растворах, способствует графитообразованию, поэтому с увеличением его содержания механические свойства высокоуглеродистых чугунов снижается из-за образования крупных зерен графита.
Марганец – Mn.
Растворяется в феррите и соединяется с углеродом, образуя карбиды, а с серой – сульфид марганца MnS, что повышает прочность чугуна и снижает вязкость. Марганец в чугуне нейтрализует вредное влияние серы – S. Содержание Mn до 1,5% положительно влияет на механические свойства серого чугуна.
Сера – S.
Образует с железом легкоплавкую эвтектику, с температурой плавления 985°С. Сера присутствует в виде сульфидов, богатых железом, или в виде эвтектики, она тормозит графитизацию в низкомарганцовистых чугунах, снижает их механические свойства из- за образованияна границах крупных зерен эвтектики.
Сульфидные соединения увеличивают вязкость чугуна, ухудшают жидкотекучесть и механические свойства.
Фосфор – Р.
Уменьшает растворимость углерода в чугуне и температуру эвтектических превращений. Фосфор повышает жидкотекучесть , поэтому его содержание в чугуне для художественного литья увеличивают до 1% и более. На графитизацию фосфор влияет незначительно .
Хром – Cr.
Хром увеличивает прочность чугуна при повышенных температурах и многократных нагревах, поэтому его применяют в составе жаростойких и окалиностойких чугунов. Хром повышает твердость, сопротивление износу, коррозии в морской воде и слабых растворах кислот, но увеличивает хрупкость чугуна.
Никель – Ni.
Повышает коррозионную стойкость чугунных отливок в морской воде и щелочах.
Медь — Cu.
При содержании в пределах 3-4 % легко растворяется в жидком чугуне способствует графитизации и уменьшает твердость, в сером чугуне способствует стабилизации перлита и увеличивает твердость, повышает температуру эвтектического превращения, способствует получению структуры, близкой к однородной в тонких и массивных сечениях отливки.
Титан — Ti.
Титан нейтрализует действие хрома в чугуне, являясь модификатором, в следстве чего отпадает необходимость в повышении содержания кремния. Титан используется как модификатор при производстве ковкого чугуна, но в высокопрочном чугуне Ti нежелательная примесь,так как препятствует образованию шаровидного графита.
Исходные материалы для производства чугуна
Исходными материалами, входящими в состав металлической шихты для производства чугуна, являются: доменный чушковый чугун ( литейный и передельный чугуны),
чугунный и стальной лом,чугунная и стальная брикетированная стружка, возврат собственного производства ( литники, скрап, сливы, бракованные отливки), которые загружаются в плавильную печь.
В качестве добавок в зависимости от марки выплавляемого чугуна применяются ферросплавы: ферросилиций, ферромарганец и другие.
Состав чугуна в процентах
