2.1.4 Чугуны. Влияние элементов на структуру и свойства чугуна

2. 1. 4 Чугуны

Чугунами называются железоуглеродистые сплавы, содержащие от 2, 14% до 6, 67 % углерода.

Влияние элементов на структуру и свойства чугуна

В химический состав чугуна входят железо, углерод, кремний, марганец, сера, фосфор, которые влияют на структуру и свойства чугуна.

Углерод – если он находится в свободном состоянии в виде графита, то чугун становится мягким и хорошо обрабатывается резанием. Если углерод находится в виде цементита, т. е. в химически связанном с железом состоянии, то чугун имеет высокую твёрдость и плохо обрабатывается.

Кремний является важнейшей после углерода примесью в чугуне, способствует выделению углерода в виде графита. Он увеличивает жидкотекучесть чугуна, улучшает литейные свойства чугуна, делает чугун более мягким.

Марганец связывает углерод в виде цементита. При небольшом содержании марганец очень полезен, так как повышает прочность чугуна. Марганец способствует удалению серы из чугуна, образуя сернистый марганец, который всплывает на поверхность жидкого металла и уходит в шлак.

Сера в чугуне является вредной примесью, так как вызывает явление красноломкости, заключающееся в том, что в отливках в горячем состоянии образуются трещины. Сера ухудшает жидкотекучесть чугуна.

Сера попадает в чугун из руды и золы топлива во время плавки. Удаление серы при выплавке чугуна достигается прибавлением известняка, который частично соединяется с серой и переходит в шлак. Однако некоторое количество серы всегда остаётся в чугунах.

В предельных чугунах, предназначенных, для производства стали, серы не должно быть более 0, 08 %, а в литейных чугунах – не более 0, 06 %.

Фосфор понижает механические свойства чугуна и вызывает хладноломкость, т. е. способность отливок образовывать трещины в холодном состоянии. Для машиностроительного литья фосфор является вредной примесью. Содержание фосфора в ответственных отливках допускается до 0, 1 % в менее ответственных – до 1, 2 %.

Фосфор оказывает и положительное действие. Он повышает жидкотекучесть чугуна.

12 3 Следующая ⇒