2.4. Методи одержання високоякісного чавуна

Одержання чавуна визначеної якості забезпечується правильною шихтовкою, тобто відповідним підбором необхідних вихідних матеріалів при переплавлянні чавуна у вагранках. Крім того, маються спеціальні методи одержання високоякісного чавуна. Найважливіші з них наступні.

Низкоуглеродистый (сталистий) чавун зі змістом вуглецю 2,8 - 3,0% проти 3,2 - 3,5% у звичайних сірих чавунах виходить введенням у шихту від 15 до 40% сталі (від ваги шихти). Добавка стали значно підвищує міцність і стрілу прогину. Іноді низкоуглеродистый перлітний чавун називають сталистим. Сталистий чавун широко застосовувався під час другої світової війни для виробництва литих боєприпасів.

Модифікування чавуна. Цей метод одержання високоякісного чавуна полягає в обробці розплавленого чавуна невеликими добавками в ківш (0,3 - 0,8% від його ваги) графитообразующих сплавів - високопроцентного ферросилиция чи силикокальция. Чавун при цьому підбирається такого складу, щоб без обробки модифікаторами він мав білий злам. Модифікатори в рідкому чавуні створюють додаткові центри кристалізації металу і велике число центрів графітизації. У результаті модифікований чавун має дрібнозернисту будівлю, перлітну структуру і дрібні включення графіту, що забезпечує йому високі механічні властивості.

Модифікований чавун у ряді випадків є замінником сталі при виготовленні деталей машин. З модифікованих чавунів виготовляють багато відповідальних деталей , у тому числі колінчаті вали двигуна тепловоза ТЭЗ і деяких інших двигунів внутрішнього згоряння, шестірні, дизельні блоки циліндрів і кришки, циліндрові втулки, поршні, поршневі кільця.

Якщо чавун модифікувати чи магнієм церієм, то включення графіту виходять округленими. Міцність такого чавуна при розтяганні досягає 40 - 60 кг/мм2 при відносному подовженні до 30 - 40%.

Легування чавуна. Добавка невеликої кількості нікелю, хрому, а іноді міді і титана поліпшує структуру металевої основи чавуна і забезпечує одержання сприятливих форм графіту. Однак частіше замість добавок застосовують природно-леговані чавуни, одержувані з руд Халиловского й Елизаветинского родовищ, що містять деяка кількість хрому і нікелю.

Виробництво ковкого чавуна. Ковким називають чавун, що містить вільний вуглець у виді вуглецю отжига. Виходить він з білого чавуна тривалим отжигом, при якому цементит Fe3C розпадається, виділяючи округлені включення вуглецю отжига. Округлені пластівчасті включення вільного вуглецю в меншому ступені порушують загальну сплошность металевої основи чавуна, тому ковкі чавуни мають деяку пластичність і в'язкістю. Ковкий чавун по своїх властивостях займає середнє положення між сірим чавуном і сталлю.

Маються два основних способи виробництва ковкого чавуна.

Перший спосіб полягає в тім, що білий чавун отжигают на одержання ферритовой структури металевої основи. Структура такого чавуна складається з феррита і вуглецю отжига. Він має бархатистий чорний злам і тому називається черносердечным. Механічні властивості черносердечного чавуна:

sd = 30 ÷ 40 кг/мм2, d = 6 – 12%.

По другому способі білий чавун отжигают на одержання в структурі перліту. Структура такого чавуна по краях ферритовая, а в середині феррито-перлитовая чи, частіше, перлітова. Чавун має сріблистий злам, а тому називається белосердечным. Механічні властивості белосердечного чавуна:

sd = 30 ÷ 45 кг/мм2, d = 3 – 4%.

З ковкого чавуна виготовляють тонкі деталі - голівки гальмового рукава, кришки букс, сполучні частини до труб (фитинги). Особливо широке застосування ковкий чавун має в сільськогосподарському машинобудуванні.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я