|
Литье из серого чугуна составляет основную часть продукции литейных цехов. Это объясняется в первую очередь хорошими литейными свойствами серого чугуна и его невысокой стоимостью. Повышенная хрупкость чугуна ограничивает область его применения. Однако многие детали машин и механизмов, не испытывающие больших ударных нагрузок, могут отливаться из чугуна.
Углерод в сером чугуне находится в виде чешуек графита, чем частично разобщает металлическую сплошность сплава и вызывает хрупкость. Поэтому содержание углерода в сером чугуне не должно превышать 4%. Наиболее прочные чугуны содержат 2,8—% углерода. Процесс выделения графита при затвердевании и охлаждении чугуна из цементита сопровождается увеличением его объема, что понижает общую усадку чугуна до 1%. Кроме того, при увеличении содержания углерода чугун становится более жидкотекучим. Вследствие этого углерод повышает литейные свойства и позволяет получать качественное тонкостенное литье.
Кремний является элементом, способствующим получению серого чугуна. Он образует с железом химические соединения (FeSi и FeBSi8) и способствует выделению графита, заставляя распадаться карбид железа (Fe8C). Таким образом, увеличение количества кремния в чугуне приводит к уменьшению в нем карбидов железа и, следовательно, улучшению обрабатываемости его режущими инструментами. Кроме того, кремний увеличивает жидкотекучесть и понижает температуру плавления чугуна. Количество кремния в сером чугуне колеблется в пределах от 1,25 ДО 4,25%.
Марганец увеличивает устойчивость карбидов железа (Fe8C) при затвердевании и охлаждении чугуна, чем способствует получению белого чугуна. Однако присутствие марганца в сером чугуне в количестве 1% желательно, так как марганец повышает прочность чугуна, парализует вредное влияние серы, а также улучшает жидкотекучесть чугуна.
Сера понижает жидкотекучесть чугуна, делая его густым, плохо заполняющим форму, противодействует выделению графита и придает чугуну хрупкость. Поэтому она является вредной примесью. Предельно допустимое содержание серы в чугуне 0,15%.
Фосфор создает в чугуне твердую и хрупкую фосфидную эвтектику, поэтому в отливках деталей машин, подверженных ударным нагрузкам, его содержание не должно превышать 0,3%. В отливках, работающих на истирание, твердые участки фосфидной эвтектики повышают их износоустойчивость; в таких отливках допускается содержание фосфора до 0,7—,8%- Фосфор, кроме того, понижает температуру плавления чугуна, сильно увеличивает его жидкотекучесть и уменьшает усадку. Это позволяет получать из фосфористого чугуна тонкие отливки с чистой и гладкой поверхностью. Поэтому чугун, содержащий до 1% фосфора, применяется для художественного литья, труб и т. д.
Белый чугун применяют для отливки изделий с последующим отжигом на ковкий чугун. Содержание углерода в этом чугуне ограничивается 2,2—,2%, чтобы количество углерода отжига в металлической массе готового изделия не было слишком большим. Содержание кремния не должно превышать 1,4%, для предотвращения образования свободного графита в процессе литья; для повышения жидкотекучести в составе чугуна допускается до 0,2% фосфора, который не влияет на выделение графита. Марганец препятствует распадению карбидов железа (Fe3C) при отжиге, поэтому его содержание не должно превышать 1% (а для черно-сердечных ферритных чугунов 0,5%).
Усадка белых чугунов составляет около 2%.
|
