Классификация чугуна и чугунного лома
Какие виды чугуна бывают
Содержание
Чугун – сплав железа и углерода с содержанием последнего от 2,14 %. В составе также содержатся постоянные примеси: кремний, марганец, сера и фосфор, в некоторых марках – легирующие добавки, улучшающие свойства.
Сплав широко применятся для производства узлов и деталей станков, машин, механизмов, труб, сантехники, отопительных приборов и других технических и бытовых изделий. Рассмотрим разновидности чугуна и чем они отличаются.
![какие виды чугуна бывают](/upload/medialibrary/a013/vidy-chuguna.jpg)
Классификация чугунов
Сплавы различают по назначению, содержанию и состоянию углерода, структуры графитовых включений, типу кристаллической решетки железа.
По первому признаку различают следующие виды чугуна:
- Белый.
- Серый.
- Половинчатый (отбеленный).
Рассмотрим свойства, структуру, основных типов сплавов с высоким содержанием углерода подробнее.
Белый чугун
Белым чугуном называют сплав, где углерод находится в химическом соединении с железом Fe3 C. Излом имеет мелкозернистую или игольчатую фактуру матово-белого цвета. Сплав отличает:
- Высокая твердость.
- Стойкость к абразивному износу.
- Устойчивость к коррозии в агрессивных средах и тяжелых условиях.
Белый чугун также отличает значительная хрупкость, сплав плохо поддается сварке и резке. Жидкий металл плохо заполняет литейные формы, отливки дают значительную усадку, при остывании часто образуются трещениы.
Важно! Нелегированный белый чугун практически не применяют в производстве. Основная область применения таких сплавов – переделка в другие марки чугуна. Легированные сплавы используют в производстве износостойких деталей и узлов: дробилок горных пород, прокатных валков и т.д.
Серый чугун
В сером чугуне углерод в основном присутствует в виде графита. В форме соединений с железом содержится не больше 0,8% углерода. Сплав имеет следующие свойства:
- Небольшая усадка и хорошая текучесть в расплавленном состоянии.
- Высокая прочность на сжатие.
- Хорошие антифрикционные свойства.
Серый чугун пластичней, лучше поддается резке и сварке чем белый. Данную разновидность также отличает высокая хрупкость, склонность к образованию трещин при нагреве и резком охлаждении. Узлы, детали и конструкции широко применяют в машиностроении, строительстве и других отраслях. Из сплава производят станины и тумбы станков, трубы, поршневые группы и др изделия.
![основные виды чугуна](/upload/medialibrary/a013/osnovnye-vidy-chugunov.jpg)
Половинчатый или обеленный чугун
Сплав содержит углерод в свободной и связанной форме. На изломе образцов половинчатого чугуна видны как белые, так и темные участки. Материал:
- Лучше поддается механической обработке, чем обычный белый чугун.
- Обладает высокой прочностью и износостойкостью.
Важно! К половинчатым чугунам относятся так называемые отбеленные сплавы. Для этого получения такого сплава периферийные части отливки охлаждают быстрее, чем сердцевину. В результате большая часть углерода ближе к поверхности изделия переходит в связанную с железом форму. Таким образом, на поверхности формируется белый чугун, в сердцевине – серый сплав с углеродом в виде графита.
Материал применяют для производства деталей, работающих в условиях высоких нагрузок на истирание и сжатие.
Ковкий чугун
Углерод в сплаве присутствует в виде графита. Включение имеют форму хлопьев и изолированы друг от друга. Такая структура обеспечивает более высокую вязкость и пластичность. Ковкий чугун отличает:
- Значительная прочность и твердость.
- Способность гасить вибрацию.
- Возможность обработки резаньем.
Область применения ковкого чугуна – производство деталей и узлов насосов, передаточных механизмов, другого оборудования, работающие при значительных статических и динамических нагрузках.
Высокопрочный чугун
Главная особенность сплава – изолированные графитовые включения шарообразной формы. Таким образом, железная основа чугуна такого типа сплошная, что отражается на его свойствах. Сплав отличает более высокие, чем у других видов чугунов:
- Прочность на изгиб и растяжение.
- Ударная вязкость.
- Относительное удлинение.
Материал сравнительно хорошо поддается механической обработке, хорошо заполняет форму и меньше склонен к образованию трещин при литье. Сплав также сохраняет все преимущества чугунов: значительную твердость, усталостную прочность, износостойкость.
Высокопрочный чугун используется для изготовления коленчатых валов передаточных механизмов, валков прокатных станов, двигателей и другого оборудования, узлов и деталей.
Специальные чугуны
К этому типу чугунов относятся сплавы с выраженными специальными свойствами. Сплавы подвергают температурной обработке, которая формируют нужную микроструктуру, вводят в состав легирующие добавки, улучшающие те или иные характеристики.
Различают следующие виды специальных чугунов:
- Жаростойкие.
- Антифрикционные.
- Жаропрочные.
- Износостойкие.
Производят также электротехнические, немагнитные и другие типы специальных чугунов. Свойства разных марок сплавов значительно различаются в зависимости от назначения. Чугуны используют для изготовления деталей, технических изделий, работающих в тяжелых условиях.
Легирующие добавки
Для улучшения свойств сплава в него добавляют другие металлы. Такие добавки называют легирующими.
Для придания необходимых характеристик используют:
- Кремний. Элемент содержатся в любом виде чугуна, легирующие свойства проявляются при содержании кремния от 5%. Так добавка 5-7% кремния придает сплаву жаростойкость. Чугун с 12-18% кремния не разрушается под воздействием кислот (кроме соляной) и щелочей.
- Марганец. Металл также относится к постоянным примесям, изменение свойств наблюдается при его содержании > 2%. Марганец повышает растворимость углерода в чугуне, что увеличивает жаропрочность, металл также придает чугуну стойкость к разрушению под воздействием химически агрессивных веществ.
- Молибден. Металл увеличивает твердость и прочность без потери ударной вязкости способности к обработке. Элемент также замедляет окисление железа.
- Хром. Металл увеличивает жаростойкость и жаропрочность. Влияние на сопротивление коррозии при содержании до 3% незначительно.
- Никель. Элемент повышает прочность, жаростойкость, устойчивость к морской воде.
В качестве легирующих элементов используют также медь, алюминий и другие химические элементы. С помощью добавок можно получить различные виды чугунов с заданными характеристиками.
Важно! В производстве деталей, узлов и технических изделий широко применяют сплавы чугуна с алюминием и другими химическими элементами . Такие материалы существенно отличаются от легированный чугунов % содержанием добавок. У сплавов оно составляет от 20%.
Классификация лома и отходов чугуна
Лом и отходы чугунов различных марок – ценное вторичное сырье, хорошо поддающееся переработке. Систематизация металлолома осуществляется по ГОСТ 2787-2019. Согласно системе стандартов, лом и отходы черных металлов с содержанием углерода от 2% относятся к классу «Ч» и обозначается кодом «2».
Чугунный металлом подразделяется также на виды, категории и группы. Классификация по видам осуществляется по размерам и степени засоренности.
По категориям различают:
- Металлолом нелегированных чугунов.
- Лом и отходы легированных сплавов.
- Неразделенный чугунный лом.
Металлолом легированного чугуна также разделяется на группы:
- Лом и отходы, неразделенные по маркам.
- Отсортированный по составу чугунный металлолом.
- Вторичное сырье разделенное по маркам.
Наиболее распространенные виды чугунного лома:
- 17А, 18А, 19А – габаритный кусковой лом. /li>
- А20, А21, А22 – негабаритное вторичное сырье, нуждающееся в измельчении перед переплавкой.
- А23-А24 – чугунная стружка в брикетах и россыпью.
- Б65 – металлолом чугуна с добавкой хрома и никеля.
- Б66 – отходы сплава с содержанием хрома и молибдена.
Важно! Как видно классификация на основные виды чугуна существенно отличается от классификации лома и отходов сплава. При переплавке и дальнейшей обработки отжигом или отпуском, добавкой других металлов из одной марки чугуна можно получить другую. Для вторичного сырья содержание и состояние углерода, тип кристаллической решетки не имеет решающего значения.
![виды чугуна](/upload/medialibrary/a013/lom-chuguna.png)
Время на чтение: 5 мин.