Получение - белый чугун
Cтраница 2
Большое влияние на структуру чугуна оказывают условия затвердевания и охлаждения отливок. Быстрое охлаждение способствует получению белого чугуна, медленное - серого. Скорость охлаждения зависит от применяемой литейной формы ( песчаная или металлическая), а также от толщины стенки отливки. В машиностроении используют отливки из серого, высокопрочного, с вермикулярным графитом и ковкого чугунов. Эти чугуны, как и сталь, состоят из металлической основы ( перлита, феррита) и неметаллических включений графита. Они различаются главным образом формой графитовых включений. Белый чугун имеет ограниченное применение. Некоторые отливки, от которых требуется повышенная твердость поверхностного слоя, изготовляют из отбеленного чугуна. Поверхностный слой его состоит из белого чугуна, а сердцевина - из серого. Толщину и твердость отбеленного слоя регулируют путем изменения химического состава чугуна и скорости затвердевания отливки. [16]
Кроме регулирования содержания углерода и кремния, необходимо также учитывать скорость охлаждения отливок. Известно, что быстрое охлаждение способствует получению белого чугуна, замедленное - серого чугуна. На рис. 141 приведена диаграмма, пользуясь которой можно получить в отливке нужную структуру, регулируя химический состав и скорость охлаждения. [17]
Аналогично кремнию влияют и такие элементы, как никель и алюминий; они уменьшают устойчивость цементита, увеличивают скорость его распада, облегчают образование серого чугуна. Марганец, хром, молибден, наоборот, увеличивают устойчивость цементита и способствуют получению белого чугуна. [18]
Марганец способствует образованию в чугуне карбида железа Fe3G и удержанию углерода при остывании чугуна в химически связанном состоянии. Следовательно, наличие в чугуне значительных количеств марганца ( 1 2 - 3 %) способствует получению белого чугуна. Такое же влияние оказывают хром и ванадий. [19]
Существенное влияние на графити-зацию чугуна оказывают примеси, находящиеся в чугуне. Одни из них - карбидообразующие ( Мп, Сг и Мо) - повышают устойчивость цементита и способствуют получению белого чугуна; другие - гра-фитообразующие ( Si, Ni и А1) - уменьшают устойчивость цементита и способствуют получению серого чугуна. [20]
Под термином холодной сварки чугуна понимают различные способы и приемы сварки, когда предварительный общий или местный подогрев изделия не производится. Дуговая - сварка обычными чугунными электродами или стальными электродами со специальными обмазками, дающими в металле шва синтетический чугун, полностью исключается, так как большие скорости охлаждения металла шва и переходных зон неизбежно ведут к получению белого чугуна с твердыми закаленными структурами. [21]
Для получения требуемой жидкотекучести и необходимого химического состава чугун плавят в вагранках, а перегревают и доводят до надлежащего химического состава в дуговых электрических печах. Такая последовательность-плавки и получение белого чугуна, перегретого до 1400 - 1450 С, называется дуплекс-процессом. [22]
В одной и той же отливке чугун может иметь различную структуру. В тонких частях отливки, где выше скорость кристаллизации и охлаждения, чугун имеет меньшую степень графитизации, чем в массивных. Быстрое охлаждение способствует получению белого чугуна, более медленное - серого чугуна. [23]
Однако сильно снижать содержание углерода нельзя: затруднится процесс плавки и сильно ухудшатся литейные свойства. При более высоком содержании кремния чугун отливки может получиться полностью или частично серым - и получить ковкий чугун станет невозможным: пластинки графита никакими способами не превратить в комочки. Что касается марганца, то с точки зрения получения белого чугуна повышение его содержания желательно, но с точки зрения последующего отжига марганец крайне нежелателен: он, как известно, стабилизирует карбиды. [24]
 |
Структурные превращения в зоне влияния при сварке чугуна. [25] |
Первый участок представляет собой частично расплавленный при сварке металл. Температурный интервал этого участка при содержании в свариваемом чугуне 3 % углерода определяется температурами 12404 - 1160 С. При сварке без подогрева скорость охлаждения такого металла ( - 3 % С; - 2 5 % Si) приводит к получению белого чугуна. На структуру и свойства металла этой зоны в некоторой степени может влиять состав сварочных материалов, в частности, вводя через них в металл шва графитизаторы ( С, Si, Ni и др.), можно усилить процесс графитизации в первом участке зоны термического влияния. [26]
Высокая скорость охлаждения способствует образованию в чугуне цементита; замедленное охлаждение, напротив, вызывает выделение С в виде графита. Так, при быстром охлаждении чугуна распад цементита не успевает произойти и образуется белый чугун. При медленном охлаждении распад цементита успевает произойти и образуется серый чугун. Существенное влияние на графити - / зацию чугуна оказывают примеси, находящиеся в чугуне. Одни из них - карбидообразующие ( Мп, Сг и Мо) - повышают устойчивость цементита и способствуют получению белого чугуна; другие - гра-фитообразующие ( Si, Ni и А1) - уменьшают устойчивость цементита и способствуют получению серого чугуна. [27]
Страницы: 1 2