Содержание
Что такое чугун? Виды чугуна, свойства и применения
- Чугун: краткая справка
- Виды чугунов и их применение
- Передельный чугун
- Белый чугун
- Серый чугун
- Высокопрочный (модифицированный) чугун
- Ковкий чугун и его маркировка
- Специальные чугуны
- Как специальные примеси сказываются на структуре чугуна?
- Достоинства и недостатки
- Пригодность чугунов к сварочным работам
- Объемы производства чугуна
- Что получают из чугуна и где он используется?
Чугун – это железоуглеродистый сплав, в котором содержание углерода составляет более 2,14%. В нем также могут присутствовать постоянные примеси, а иногда и легирующие компоненты. Его механические свойства зависят от структуры и главным образом от формы, в которой находится углерод, а основными структурными составляющими являются цементит или графит и продукты распада аустенита, которые в зависимости от скорости охлаждения могут быть мартенситом, трооститом, сорбитом, перлитом и ферритом. Введение различных легирующих элементов позволяет управлять процессом графитизации и по-разному корректировать свойства чугуна.
Чугун: краткая справка
Сталь и чугун – это общепринятые технические термины для обозначения сплавов железа и углерода. Содержание углерода в чугуне от 2,14% и до 6,67%, остальное – железо, примеси и легирующие добавки. Углерод может быть в виде графитовых или цементитных (Fe3C – цементит, карбид железа) включений. Основные примеси — кремний, сера, марганец и фосфор. Чугун применяется в литейном производстве, а также в качестве сырья используется для выплавки стали.
Особенности и классификация чугунов
Характеристики сплава формируются еще на стадии производства. В зависимости от параметров протекания эвтектического превращения чугуны бывают серыми (углерод в виде графита), белыми (углерод в виде цементита) и половинчатыми.
Размер и конфигурация графитовых вкраплений определяют марки чугуна и их применение. По форме графитных включений они подразделяются на чугуны с пластинчатым, шаровидным, вермикулярным и хлопьевидным графитом, а по виду металлической основы – на перлитные, перлито-ферритные, ферритные, аустенитные, бейнитные и мартенситные. Помимо углерода в чугуне присутствуют:
- сера – 0,02-0,2%;
- кремний – 0,5-3,6%;
- марганец – 0,2-1,5%;
- фосфор – 0,04-1,5%.
В зависимости от содержания дополнительных добавок чугуны разделяют на нелегированные и легированные. К легированным относятся сплавы, в которые для создания специфических свойств добавлены такие элементы, как никель, хром, медь, алюминий, титан, ванадий, вольфрам, молибден и др. В свою очередь легированные чугуны классифицируют в соответствии с основным легирующим на хромистые, алюминиевые, никелевые и т.д.
Основные различия между сталью и чугуном
Основное, чем отличается чугун от стали – это доля углерода в их составе (у стали она находится в диапазоне от 0,025% до 2,14%, у чугуна – свыше 2,14%) и содержание примесей (в чугуне их больше). Это формирует температуру плавления сплавов. Если у чугунов она составляет 1150−1250 градусов, то у сталей этот показатель достигает 1500°С.
По внешнему виду сталь будет более светлой, а серые чугуны имеют темный и матовый оттенок. Сталь легче сваривается и куется, но хуже поддается литью. У чугунного продукта теплопроводность несколько выше, чем у стального.
Производство чугунных отливок
Виды чугунов и их применение
Передельный чугун
Этот сплав выплавляется в доменных печах и предназначен для дальнейшего передела в сталь или изготовления отливок. Может использоваться как в жидком, так и в твердом состоянии. В передельных чугунах строго контролируется содержание кремния, марганца, серы и фосфора. Основной стандарт, оговаривающий требования к данной продукции – ГОСТ 805. В зависимости от содержания кремния и назначения различают следующие виды передельных чугунов:
- передельный чугун для сталеплавильного производства марок П1, П2;
- передельный чугун для литейного производства марок ПЛ1, ПЛ2;
- передельный фосфористый чугун ПФ1, ПФ2, ПФ3;
- передельный высококачественный чугун ПВК1, ПВК2, ПВК3.
Белый чугун
В нем весь углерод находится в виде цементита. Структура формируется при высокой скорости охлаждения. Отличительная особенность такого вида чугуна – белый отлив в месте излома, а также высокие хрупкость и твердость (НВ 450-550). Продукт практически не поддается механической обработке режущим инструментом. Такие сплавы используют для изготовления литых износостойких деталей (мелющие шары, лопасти шнеков, лопатки дробеметных турбин, прокатные валки), а также в качестве основы при производстве ковких разновидностей чугуна. Износостойкость чугуна увеличивают путем легирования молибденом, никелем, марганцем и другими элементами.
Серый чугун
В серых чугунах углерод представлен пластинчатым графитом. Находится он в свободном виде, благодаря чему излом имеет характерный серый цвет. Такой сплав сравнительно хорошо поддается механической обработке, имеет относительно невысокую прочность и низкую пластичность при растяжении. При этом, благодаря наличию пластинчатого графита, серый чугун обладает хорошими антифрикционными и демпфирующими свойствами, малой чувствительностью к концентраторам напряжения. Внутренняя структура формируется при низких темпах охлаждения.
Серый чугун имеет хорошую жидкотекучесть, мало склонен к образованию усадочных дефектов по сравнению с другими видами чугуна, поэтому его широко используют для изготовления отливок сложной формы с толщиной стенок вплоть до 500 мм.
Маркировка определена ГОСТ 1412 и обозначает перечень марок от СЧ 10 до СЧ 35.
- Буквы СЧ – серый чугун;
- цифры – сведения о временном сопротивлении при растяжении (МПа/10).
Высокопрочный (модифицированный) чугун
Особенность этого сплава, получаемого путем добавления в расплав чугуна чистого магния (Mg), аего соединений или других модификаторов-сфероидизаторов(церия, иттрия и пр.), в том, что графит в таком чугуне имеет шаровидную форму. Количество модифицирующего компонента, того же магния, составляет 0,02–0,08%.
Свойства чугуна с шаровидным графитом определяет в основном металлическая основа (в отличие от серого чугуна с пластинчатыми графитными включениями). Такой высокопрочный сплав используют при производстве износостойких деталей ответственного назначения, выдерживающих большие статические, циклические и ударные нагрузки в условиях износа, в том числе в агрессивных средах и при высоких температурах.
ГОСТ 7293 регламентирует требования к химическому составу и свойствам сплавов с шаровидным графитом для отливок. В соответствии с данным стандартом выпускают изделия марок ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80 и ВЧ 100, где «ВЧ» — обозначение высокопрочного чугуна, а цифра – минимальное значение временного сопротивления σв (МПа/10). Так, продукт ВЧ 40 имеет σв не менее 400 МПа. Высокопрочные чугуны бывают на ферритной, феррито-перлитной, перлитной основе.
Ковкий чугун и его маркировка
Продукт отжига заготовок белого чугуна, имеющий в своей структуре графит в форме хлопьев («углерод отжига»). Это придает сплаву высокую прочность и повышенную пластичность, однородность распределения свойств, хорошую обрабатываемость и практически полное отсутствие внутренних напряжений в отливках. Благодаря этим свойствам ковкий чугун применение нашел в производстве продукции ответственного назначения – деталей и элементов, работающих при вибрационных и ударных нагрузках.
В зависимости от химического состава чугуна и режимов отжига можно получать различную основу – ферритную, перлитную или ферритоперлитную. Различают также две разновидности ковкого металла — черносердечный и белосердечный. Основные параметры такой продукции регламентированы ГОСТ 1215.
Емко и точно характеризует ковкий чугун маркировка, которая содержит не только его обозначение (КЧ), но и основные механические свойства – минимальное временное сопротивление и относительное удлинение Например, буквенно-цифровой код КЧ 33-8 обозначает, что у ковкого чугуна данной марки минимальное временное сопротивление 37 кгс/мм2 (или 323 МПа), а показатель относительного удлинения – не менее 8%.
Специальные чугуны
Существуют марки сплавов со специальными характеристиками, которые достигаются путем легирования, применения специальной технологии отжига и охлаждения. К таким чугунам относятся:
- жаростойкие;
- коррозионностойкие;
- художественные;
- антифрикционные и износостойкие;
- чугуны с особыми электромагнитными свойствами;
- ферросплавы и другие.
Технические условия на легированные специальные чугуны регламентируют стандарты ДСТУ 8851, ГОСТ 7769, ISO 2892 и другие. В них указывается из чего состоит чугун для различных особых применений, какими механическими свойствами он должен обладать и каким образом необходимо его маркировать.
Как специальные примеси сказываются на структуре чугуна?
При производстве отдельных сплавов добавление специальных присадок в чугун меняет его состав и свойства.
- Кремний является самым важным легирующим элементом в чугуне, который вместе с углеродом влияет на структуру и свойства. Кремний позитивно влияет на выделение графита, улучшает литейные характеристики сплава.
- Сера уменьшает способность жидкого чугуна заполнять литейные формы, снижает его механические свойства и придает красноломкость.
- Марганец негативно сказывается на литейных свойствах, противодействует графитизации, но увеличивает твердость и прочность.
- Фосфор необходим при изготовлении чугунных отливок сложной формы, в том числе тонкостенных, поскольку способствует повышению жидкотекучести сплава. Но при этом теряется прочность, возрастает хрупкость.
Добиться специфических свойств позволяют и другие легирующие добавки, вводимые на этапе выплавки материала. Получается измененная характеристика чугуна с улучшенными износо- или жаростойкостью, коррозийной прочностью или электропроводностью.
Достоинства и недостатки
Первые обнаруженные грубые чугунные отливки датируются серединой XIV столетия. С тех пор существенно изменились технологии, расширилось и применение чугуна. Объективно оценивая этот продукт черной металлургии, нужно назвать как его положительные, так и отрицательные стороны.
Бесспорные преимущества
В первую очередь это экологичность и отменные гигиенические качества. Та же чугунная посуда не разрушается в кислотно-щелочных растворах, хорошо моется и прогревается, долго сохраняя аккумулированное тепло. Следует отметить долговечность и широкую линейку ассортимента, экономичность и относительную несложный процесс производства чугунных изделий.
Варьируя состояние нахождения углерода в сплаве, можно получить белый или серый чугун. Широкий спектр применения объясняется легкой обработкой (ковкой), высокой теплоотдачей и прочностью.
Недостатки чугуна, как материала
Самыми слабыми сторонами сплавов считаются хрупкость и подверженность ржавлению даже при кратковременном взаимодействии с водой. К тому же изделия из чугуна отличаются большим весом и специфическим набором физико-механических характеристик, требующих особых условий для их транспортировки, сборки и обслуживания.
Чугун
Как делают чугун?
Сплав выплавляется в доменных печах и вагранках. Основным источником железа служит железорудное сырье – продукт обогащения руды. Применяется топливо – кокс (продукт специальной обработки каменного угля), природный газ, пылеугольное топливо. Высокотемпературная технология плавки чугуна в шахтной печи позволяет запускать восстановительные химические процессы и выделять железо из оксидов.
В результате доменной плавки получается сплав железа и углерода – чугун, а также шлак, содержащий невосстановленные окислы, остатки флюсов, золы топлива и пр.
Пригодность чугунов к сварочным работам
Соединение чугунных деталей при помощи сварки как никогда актуально и требует серьезного подхода. В технологическом аспекте пригодность металла низкая. На это существует ряд причин, и основная из них – очень высокое содержание углерода и примесей. Кроме того, трудно сформировать сварной шов из-за жидкотекучести материала. Возможны непровары – результат образование тугоплавких оксидов в процессе окисления кремния, других компонентов сплава. Интенсивное выделение газа приводит к образованию в шве пор.
Применение чугуна для сваривания с металлами, отличающимися скоростью охлаждения/нагрева приводит к трещинообразованию на сварном шве и его хрупкости. Поэтому, для сварки прибегают к использованию покрытых или угольных электродов, порошковой проволоки, установок газовой сварки. Избежать образования закаленных участков помогает предварительный прогрев свариваемых деталей и правильный выбор режима сварки.
Объемы производства чугуна
Первое место в мире по производству чугуна вот уже несколько лет подряд прочно удерживает Китайская Народная Республика. За первые два месяца 2019 году китайские компании увеличили объемы его выплавки до 126, 59 млн. тонн. Таким образом, более половины мировых объемов чугуна сегодня выплавляется в Поднебесной.
Объемы мирового производства чугуна, тыс. тонн
Кроме Китая, в рейтинг ведущих производителей чугуна входят Индия, Япония, РФ, Южная Корея, Иран, Бразилия, Германия и США. А замыкает ТОП-10 Украина, что стало возможным благодаря стабильной деятельности предприятий Группы Метинвест.
Производство чугуна в мире с 2010 по 2019 год
Регион
|
Годы
| |||||||||
2010
|
2011
|
2012
|
2013
|
2014
|
2015
|
2016
|
2017
|
2018
|
2019
| |
Евросоюз
|
94054
|
93 855
|
90 493
|
92 328
|
95 176
|
93 596
|
91 312
|
93 235
|
90 787
|
85 691
|
Другие страны Европы
|
9 643
|
10 184
|
9 774
|
10 411
|
10 876
|
11 992
|
12 280
|
12 741
|
12 873
|
12 265
|
СНГ
|
77 923
|
80 174
|
81 860
|
81 962
|
79 452
|
77 585
|
82 396
|
75 952
|
75 396
|
73 938
|
Северная Америка
|
39 216
|
42 159
|
44 328
|
41 319
|
41 218
|
35 859
|
33 008
|
32 946
|
34 886
|
32 567
|
Южная Америка
|
34 531
|
37 535
|
30 454
|
29 992
|
30 671
|
31 627
|
29 439
|
31 654
|
31 744
|
29 087
|
Африка
|
6 725
|
5 564
|
5 499
|
5 778
|
5 252
|
5 264
|
5 111
|
5 152
|
5 411
|
4 266
|
Азия
|
763 032
|
826 220
|
854 111
|
902 136
|
917 651
|
897 875
|
913 410
|
927 722
|
994 748
|
1 037 317
|
Средний Восток
|
2 540
|
2 242
|
2 143
|
2 007
|
2 782
|
2 459
|
2 251
|
2 293
|
2 362
|
2 530
|
Океания
|
6 672
|
5 925
|
4 381
|
4 160
|
3 962
|
4 272
|
4 313
|
4 441
|
4 561
|
4 336
|
Что получают из чугуна и где он используется?
Материал довольно популярный в машиностроении и других отраслях промышленности. Это главный компонент исходных материалов для выплавки стали в кислородных конвертерах, мартенах и электродуговых печах. Кроме того, чугун – наиболее популярный сплав для изготовления отливок различной формы. Востребованность чугуна в других сферах объясняется высокими прочностными характеристиками и достаточной плотностью. Области применения некоторых марок сведены в таблицу.
Сплавы
|
Сферы применения
|
Серые
|
Производство колонн, маховиков, опорных и фундаментальных плит, шкивов, станин, прокатных станков, канализационных изделий.
|
Ковкие
|
Основания под тяжелое оборудование, опоры ж/д и автомобильных мостов, коленвалы для двигателей дизельного транспорта и тракторов.
|
Легированные белые
|
Мелющие части оборудования, прессовочные формы для огнеупоров, прокатные валки.
|
Антифрикционные
|
Подшипники скольжения, втулки топливных насосов, направляющие клапаны, поршневые кольца автомобилей.
|
Высокопрочные
|
Детали турбин, коленчатые валы, двигатели на тракторы и автомобили, изложницы, шестерни, прокатные валки.
|
Если же вас интересует качественный металлопрокат из сертифицированных материалов, обращайтесь в компанию «Метинвест-СМЦ». В нашем каталоге металлопроката вы найдете любую продукцию из более 200 основных наименований в нужных типоразмерах и по адекватной цене.
Что такое чугун? Виды чугуна, свойства и применения
- Чугун: краткая справка
- Виды чугунов и их применение
- Передельный чугун
- Белый чугун
- Серый чугун
- Высокопрочный (модифицированный) чугун
- Ковкий чугун и его маркировка
- Специальные чугуны
- Как специальные примеси сказываются на структуре чугуна?
- Достоинства и недостатки
- Пригодность чугунов к сварочным работам
- Объемы производства чугуна
- Что получают из чугуна и где он используется?
Чугун – это железоуглеродистый сплав, в котором содержание углерода составляет более 2,14%. В нем также могут присутствовать постоянные примеси, а иногда и легирующие компоненты. Его механические свойства зависят от структуры и главным образом от формы, в которой находится углерод, а основными структурными составляющими являются цементит или графит и продукты распада аустенита, которые в зависимости от скорости охлаждения могут быть мартенситом, трооститом, сорбитом, перлитом и ферритом. Введение различных легирующих элементов позволяет управлять процессом графитизации и по-разному корректировать свойства чугуна.
Чугун: краткая справка
Сталь и чугун – это общепринятые технические термины для обозначения сплавов железа и углерода. Содержание углерода в чугуне от 2,14% и до 6,67%, остальное – железо, примеси и легирующие добавки. Углерод может быть в виде графитовых или цементитных (Fe3C – цементит, карбид железа) включений. Основные примеси — кремний, сера, марганец и фосфор. Чугун применяется в литейном производстве, а также в качестве сырья используется для выплавки стали.
Особенности и классификация чугунов
Характеристики сплава формируются еще на стадии производства. В зависимости от параметров протекания эвтектического превращения чугуны бывают серыми (углерод в виде графита), белыми (углерод в виде цементита) и половинчатыми.
Размер и конфигурация графитовых вкраплений определяют марки чугуна и их применение. По форме графитных включений они подразделяются на чугуны с пластинчатым, шаровидным, вермикулярным и хлопьевидным графитом, а по виду металлической основы – на перлитные, перлито-ферритные, ферритные, аустенитные, бейнитные и мартенситные. Помимо углерода в чугуне присутствуют:
- сера – 0,02-0,2%;
- кремний – 0,5-3,6%;
- марганец – 0,2-1,5%;
- фосфор – 0,04-1,5%.
В зависимости от содержания дополнительных добавок чугуны разделяют на нелегированные и легированные. К легированным относятся сплавы, в которые для создания специфических свойств добавлены такие элементы, как никель, хром, медь, алюминий, титан, ванадий, вольфрам, молибден и др. В свою очередь легированные чугуны классифицируют в соответствии с основным легирующим на хромистые, алюминиевые, никелевые и т.д.
Основные различия между сталью и чугуном
Основное, чем отличается чугун от стали – это доля углерода в их составе (у стали она находится в диапазоне от 0,025% до 2,14%, у чугуна – свыше 2,14%) и содержание примесей (в чугуне их больше). Это формирует температуру плавления сплавов. Если у чугунов она составляет 1150−1250 градусов, то у сталей этот показатель достигает 1500°С.
По внешнему виду сталь будет более светлой, а серые чугуны имеют темный и матовый оттенок. Сталь легче сваривается и куется, но хуже поддается литью. У чугунного продукта теплопроводность несколько выше, чем у стального.
Производство чугунных отливок
Виды чугунов и их применение
Передельный чугун
Этот сплав выплавляется в доменных печах и предназначен для дальнейшего передела в сталь или изготовления отливок. Может использоваться как в жидком, так и в твердом состоянии. В передельных чугунах строго контролируется содержание кремния, марганца, серы и фосфора. Основной стандарт, оговаривающий требования к данной продукции – ГОСТ 805. В зависимости от содержания кремния и назначения различают следующие виды передельных чугунов:
- передельный чугун для сталеплавильного производства марок П1, П2;
- передельный чугун для литейного производства марок ПЛ1, ПЛ2;
- передельный фосфористый чугун ПФ1, ПФ2, ПФ3;
- передельный высококачественный чугун ПВК1, ПВК2, ПВК3.
Белый чугун
В нем весь углерод находится в виде цементита. Структура формируется при высокой скорости охлаждения. Отличительная особенность такого вида чугуна – белый отлив в месте излома, а также высокие хрупкость и твердость (НВ 450-550). Продукт практически не поддается механической обработке режущим инструментом. Такие сплавы используют для изготовления литых износостойких деталей (мелющие шары, лопасти шнеков, лопатки дробеметных турбин, прокатные валки), а также в качестве основы при производстве ковких разновидностей чугуна. Износостойкость чугуна увеличивают путем легирования молибденом, никелем, марганцем и другими элементами.
Серый чугун
В серых чугунах углерод представлен пластинчатым графитом. Находится он в свободном виде, благодаря чему излом имеет характерный серый цвет. Такой сплав сравнительно хорошо поддается механической обработке, имеет относительно невысокую прочность и низкую пластичность при растяжении. При этом, благодаря наличию пластинчатого графита, серый чугун обладает хорошими антифрикционными и демпфирующими свойствами, малой чувствительностью к концентраторам напряжения. Внутренняя структура формируется при низких темпах охлаждения.
Серый чугун имеет хорошую жидкотекучесть, мало склонен к образованию усадочных дефектов по сравнению с другими видами чугуна, поэтому его широко используют для изготовления отливок сложной формы с толщиной стенок вплоть до 500 мм.
Маркировка определена ГОСТ 1412 и обозначает перечень марок от СЧ 10 до СЧ 35.
- Буквы СЧ – серый чугун;
- цифры – сведения о временном сопротивлении при растяжении (МПа/10).
Высокопрочный (модифицированный) чугун
Особенность этого сплава, получаемого путем добавления в расплав чугуна чистого магния (Mg), аего соединений или других модификаторов-сфероидизаторов(церия, иттрия и пр.), в том, что графит в таком чугуне имеет шаровидную форму. Количество модифицирующего компонента, того же магния, составляет 0,02–0,08%.
Свойства чугуна с шаровидным графитом определяет в основном металлическая основа (в отличие от серого чугуна с пластинчатыми графитными включениями). Такой высокопрочный сплав используют при производстве износостойких деталей ответственного назначения, выдерживающих большие статические, циклические и ударные нагрузки в условиях износа, в том числе в агрессивных средах и при высоких температурах.
ГОСТ 7293 регламентирует требования к химическому составу и свойствам сплавов с шаровидным графитом для отливок. В соответствии с данным стандартом выпускают изделия марок ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80 и ВЧ 100, где «ВЧ» — обозначение высокопрочного чугуна, а цифра – минимальное значение временного сопротивления σв (МПа/10). Так, продукт ВЧ 40 имеет σв не менее 400 МПа. Высокопрочные чугуны бывают на ферритной, феррито-перлитной, перлитной основе.
Ковкий чугун и его маркировка
Продукт отжига заготовок белого чугуна, имеющий в своей структуре графит в форме хлопьев («углерод отжига»). Это придает сплаву высокую прочность и повышенную пластичность, однородность распределения свойств, хорошую обрабатываемость и практически полное отсутствие внутренних напряжений в отливках. Благодаря этим свойствам ковкий чугун применение нашел в производстве продукции ответственного назначения – деталей и элементов, работающих при вибрационных и ударных нагрузках.
В зависимости от химического состава чугуна и режимов отжига можно получать различную основу – ферритную, перлитную или ферритоперлитную. Различают также две разновидности ковкого металла — черносердечный и белосердечный. Основные параметры такой продукции регламентированы ГОСТ 1215.
Емко и точно характеризует ковкий чугун маркировка, которая содержит не только его обозначение (КЧ), но и основные механические свойства – минимальное временное сопротивление и относительное удлинение Например, буквенно-цифровой код КЧ 33-8 обозначает, что у ковкого чугуна данной марки минимальное временное сопротивление 37 кгс/мм2 (или 323 МПа), а показатель относительного удлинения – не менее 8%.
Специальные чугуны
Существуют марки сплавов со специальными характеристиками, которые достигаются путем легирования, применения специальной технологии отжига и охлаждения. К таким чугунам относятся:
- жаростойкие;
- коррозионностойкие;
- художественные;
- антифрикционные и износостойкие;
- чугуны с особыми электромагнитными свойствами;
- ферросплавы и другие.
Технические условия на легированные специальные чугуны регламентируют стандарты ДСТУ 8851, ГОСТ 7769, ISO 2892 и другие. В них указывается из чего состоит чугун для различных особых применений, какими механическими свойствами он должен обладать и каким образом необходимо его маркировать.
Как специальные примеси сказываются на структуре чугуна?
При производстве отдельных сплавов добавление специальных присадок в чугун меняет его состав и свойства.
- Кремний является самым важным легирующим элементом в чугуне, который вместе с углеродом влияет на структуру и свойства. Кремний позитивно влияет на выделение графита, улучшает литейные характеристики сплава.
- Сера уменьшает способность жидкого чугуна заполнять литейные формы, снижает его механические свойства и придает красноломкость.
- Марганец негативно сказывается на литейных свойствах, противодействует графитизации, но увеличивает твердость и прочность.
- Фосфор необходим при изготовлении чугунных отливок сложной формы, в том числе тонкостенных, поскольку способствует повышению жидкотекучести сплава. Но при этом теряется прочность, возрастает хрупкость.
Добиться специфических свойств позволяют и другие легирующие добавки, вводимые на этапе выплавки материала. Получается измененная характеристика чугуна с улучшенными износо- или жаростойкостью, коррозийной прочностью или электропроводностью.
Достоинства и недостатки
Первые обнаруженные грубые чугунные отливки датируются серединой XIV столетия. С тех пор существенно изменились технологии, расширилось и применение чугуна. Объективно оценивая этот продукт черной металлургии, нужно назвать как его положительные, так и отрицательные стороны.
Бесспорные преимущества
В первую очередь это экологичность и отменные гигиенические качества. Та же чугунная посуда не разрушается в кислотно-щелочных растворах, хорошо моется и прогревается, долго сохраняя аккумулированное тепло. Следует отметить долговечность и широкую линейку ассортимента, экономичность и относительную несложный процесс производства чугунных изделий.
Варьируя состояние нахождения углерода в сплаве, можно получить белый или серый чугун. Широкий спектр применения объясняется легкой обработкой (ковкой), высокой теплоотдачей и прочностью.
Недостатки чугуна, как материала
Самыми слабыми сторонами сплавов считаются хрупкость и подверженность ржавлению даже при кратковременном взаимодействии с водой. К тому же изделия из чугуна отличаются большим весом и специфическим набором физико-механических характеристик, требующих особых условий для их транспортировки, сборки и обслуживания.
Чугун
Как делают чугун?
Сплав выплавляется в доменных печах и вагранках. Основным источником железа служит железорудное сырье – продукт обогащения руды. Применяется топливо – кокс (продукт специальной обработки каменного угля), природный газ, пылеугольное топливо. Высокотемпературная технология плавки чугуна в шахтной печи позволяет запускать восстановительные химические процессы и выделять железо из оксидов.
В результате доменной плавки получается сплав железа и углерода – чугун, а также шлак, содержащий невосстановленные окислы, остатки флюсов, золы топлива и пр.
Пригодность чугунов к сварочным работам
Соединение чугунных деталей при помощи сварки как никогда актуально и требует серьезного подхода. В технологическом аспекте пригодность металла низкая. На это существует ряд причин, и основная из них – очень высокое содержание углерода и примесей. Кроме того, трудно сформировать сварной шов из-за жидкотекучести материала. Возможны непровары – результат образование тугоплавких оксидов в процессе окисления кремния, других компонентов сплава. Интенсивное выделение газа приводит к образованию в шве пор.
Применение чугуна для сваривания с металлами, отличающимися скоростью охлаждения/нагрева приводит к трещинообразованию на сварном шве и его хрупкости. Поэтому, для сварки прибегают к использованию покрытых или угольных электродов, порошковой проволоки, установок газовой сварки. Избежать образования закаленных участков помогает предварительный прогрев свариваемых деталей и правильный выбор режима сварки.
Объемы производства чугуна
Первое место в мире по производству чугуна вот уже несколько лет подряд прочно удерживает Китайская Народная Республика. За первые два месяца 2019 году китайские компании увеличили объемы его выплавки до 126, 59 млн. тонн. Таким образом, более половины мировых объемов чугуна сегодня выплавляется в Поднебесной.
Объемы мирового производства чугуна, тыс. тонн
Кроме Китая, в рейтинг ведущих производителей чугуна входят Индия, Япония, РФ, Южная Корея, Иран, Бразилия, Германия и США. А замыкает ТОП-10 Украина, что стало возможным благодаря стабильной деятельности предприятий Группы Метинвест.
Производство чугуна в мире с 2010 по 2019 год
Регион
|
Годы
| |||||||||
2010
|
2011
|
2012
|
2013
|
2014
|
2015
|
2016
|
2017
|
2018
|
2019
| |
Евросоюз
|
94054
|
93 855
|
90 493
|
92 328
|
95 176
|
93 596
|
91 312
|
93 235
|
90 787
|
85 691
|
Другие страны Европы
|
9 643
|
10 184
|
9 774
|
10 411
|
10 876
|
11 992
|
12 280
|
12 741
|
12 873
|
12 265
|
СНГ
|
77 923
|
80 174
|
81 860
|
81 962
|
79 452
|
77 585
|
82 396
|
75 952
|
75 396
|
73 938
|
Северная Америка
|
39 216
|
42 159
|
44 328
|
41 319
|
41 218
|
35 859
|
33 008
|
32 946
|
34 886
|
32 567
|
Южная Америка
|
34 531
|
37 535
|
30 454
|
29 992
|
30 671
|
31 627
|
29 439
|
31 654
|
31 744
|
29 087
|
Африка
|
6 725
|
5 564
|
5 499
|
5 778
|
5 252
|
5 264
|
5 111
|
5 152
|
5 411
|
4 266
|
Азия
|
763 032
|
826 220
|
854 111
|
902 136
|
917 651
|
897 875
|
913 410
|
927 722
|
994 748
|
1 037 317
|
Средний Восток
|
2 540
|
2 242
|
2 143
|
2 007
|
2 782
|
2 459
|
2 251
|
2 293
|
2 362
|
2 530
|
Океания
|
6 672
|
5 925
|
4 381
|
4 160
|
3 962
|
4 272
|
4 313
|
4 441
|
4 561
|
4 336
|
Что получают из чугуна и где он используется?
Материал довольно популярный в машиностроении и других отраслях промышленности. Это главный компонент исходных материалов для выплавки стали в кислородных конвертерах, мартенах и электродуговых печах. Кроме того, чугун – наиболее популярный сплав для изготовления отливок различной формы. Востребованность чугуна в других сферах объясняется высокими прочностными характеристиками и достаточной плотностью. Области применения некоторых марок сведены в таблицу.
Сплавы
|
Сферы применения
|
Серые
|
Производство колонн, маховиков, опорных и фундаментальных плит, шкивов, станин, прокатных станков, канализационных изделий.
|
Ковкие
|
Основания под тяжелое оборудование, опоры ж/д и автомобильных мостов, коленвалы для двигателей дизельного транспорта и тракторов.
|
Легированные белые
|
Мелющие части оборудования, прессовочные формы для огнеупоров, прокатные валки.
|
Антифрикционные
|
Подшипники скольжения, втулки топливных насосов, направляющие клапаны, поршневые кольца автомобилей.
|
Высокопрочные
|
Детали турбин, коленчатые валы, двигатели на тракторы и автомобили, изложницы, шестерни, прокатные валки.
|
Если же вас интересует качественный металлопрокат из сертифицированных материалов, обращайтесь в компанию «Метинвест-СМЦ». В нашем каталоге металлопроката вы найдете любую продукцию из более 200 основных наименований в нужных типоразмерах и по адекватной цене.
Чугун Определение и значение
- Основные определения
- Викторина
- Примеры
- Британский
Показывает уровень сложности слова.
Сохрани это слово!
Показывает уровень сложности слова.
сущ.
сплав железа, углерода и других элементов, отлитый в виде мягкого и прочного или твердого и хрупкого железа, в зависимости от смеси и методов формования.
ВИКТОРИНА
Сыграем ли мы в «ДОЛЖЕН» ПРОТИВ. «ДОЛЖЕН» ВЫЗОВ?
Должны ли вы пройти этот тест на «должен» или «должен»? Это должно оказаться быстрым вызовом!
Вопрос 1 из 6
Какая форма обычно используется с другими глаголами для выражения намерения?
Происхождение чугуна
1655–65; cast (причастие прошедшего времени cast) + iron
Слова рядом с cast iron
решающий голос, литье колеса, литье в свою долю, литье в камне, литье в одной форме, чугун, замок, Castlebar, casted, Castleford, Castle Ховард
Другие определения чугуна (2 из 2)
чугун
[ kast-ahy-ern, kahst- ]
/ ˈkæstˈaɪ ərn, ˈkɑst- /
прилагательное из чугуна
не подлежит изменению или исключению: железное правило.
выносливый: чугунный желудок.
Происхождение чугуна
Впервые упоминается в 1655–1665 гг.
Dictionary.com Unabridged
Основано на словаре Random House Unabridged Dictionary, © Random House, Inc., 2022 г.
Как использовать чугун в предложении
Когда мне нужно что-то действительно близкое к жару, я переворачиваю чугунную сковороду вверх дном, ставлю ее на самую верхнюю полку и ставлю на нее другую сковороду. .
Не бойтесь бройлеров|Элазар Зонтаг|11 февраля 2021 г.|Eater
Эти блины — лучше всего их готовят на чугунной сковороде — получаются чертовски легкими каждый раз с нужным количеством кислоты.
Лучшие рецепты блинов по мнению редакции Eater|Сотрудники Eater|1 февраля 2021 г.|Eater
Многие люди также стремились рассказать Грей о чугуне в надежде обратить ее, поделившись своими советами и методами ухода за ним.
Споры между ненавистниками чугуна и лоялистами так же вечны, как и сама сковорода|Эмили Хейл|11 декабря 2020 г. |Washington Post
Никогда не мойте с мылом чугунную сковороду с приправами и не мойте ее в посудомоечной машине.
Советы от Элоизы: санитарная обработка и дезинфекция — не одно и то же|Элоиза Элоиза|29 октября, 2020|Washington Post
Небольшой магазин производит чугунные сковороды, формы для выпечки и жаровни.
Как вручную изготавливаются чугунные сковороды в печи Borough|Видео Eater|21 октября 2020 г.|Eater
Cruce управляет кемпингом Iron Hill Campground на другой стороне шоссе.
Жестокое путешествие 7-летнего выжившего в авиакатастрофе через лес|Джеймс Хигдон|7 января 2015 г.|DAILY BEAST
Очевидно, что не все первоначальный состав может вернуться или даже иметь желание.
Самые сочные слухи о «Звездных войнах: Пробуждение силы» (и некоторые опровергнутые)|Рич Гольдштейн|3 января 2015 г.|DAILY BEAST
По прошествии месяцев, когда она начала снимать фильм, я все больше волновался.
Доктор Кинг едет в Голливуд: порочная история «Сельмы»|Гэри Мэй|2 января 2015 г.|DAILY BEAST
Это бросило тень на фильм, который был одним из моих любимых в прошлом году.
Кофейная беседа с Итаном Хоуком: о «Отрочестве», Дженнифер Лоуренс и обмене писсуарами Билла Клинтона|Марлоу Стерн|27 декабря 2014 г.|DAILY BEAST
Разогрейте духовку до 375°F. Разогрейте растительное масло в большой чугунной сковороде с высокими бортами.
Приготовьте Карле Холл хрустящую запеканку из зеленой фасоли с луком-шалотом|Карла Холл|27 декабря 2014|DAILY BEAST
Мистер Джонс повернул большой железный ключ, который держал в руке, и его осенило.
Причуда Эльстера|Миссис. Генри Вуд
Они так богаты гармонией, так причудливы, так дики, что, когда вы их слышите, вы подобны водорослям, выброшенным на лоне океана.
Обучение музыке в Германии|Эми Фэй
Материнская женщина инстинктивно приняла младенца и отбросила дорожный коврик, в который он был закутан.
Веселые приключения Аристида Пужоля|Уильям Дж. Локк
Так вот, весь Северо-Запад стонал под железным запретительным законом в то время и еще несколько лет спустя.
Необработанное золото|Бертран В. Синклер
Ей приснились маслянистые запахи и чудовищные железные конструкции, над которыми доминировал великий мастер: и Эдвин был во сне.
Hilda Lessways|Arnold Bennett
Определения чугуна из Британского словаря
чугун
существительное
железо, содержащее столько углерода (от 1,7 до 4,5 процентов), что его нельзя придать кованой форме
прилагательное чугунный
сделанный из чугуна
жесткий, прочный или неподатливый чугунное решение
Collins English Dictionary — Complete & Unabridged 2012 Digital Edition
© William Collins Sons & Co. Ltd. 1979, 1986 © HarperCollins
Publishers 1998, 2000, 2003, 2005, 2006, 2007, 2009, 2012
Самый быстрый словарь в мире | Vocabulary.
com
ПЕРЕЙТИ К СОДЕРЖАНИЮ
чугун сплав железа, содержащий столько углерода, что он становится хрупким и поэтому не может подвергаться ковке, а должен формоваться литьем
сверхпрочный чугун
кастрация хирургическое удаление яичек или яичников
полипептидный гормон гастрин, секретируемый слизистой оболочкой желудка; когда в тонком кишечнике присутствуют пептиды и аминокислоты, секреция желудочного сока стимулируется
превышение стоимости превышение стоимости над бюджетом
79″>кастильский уроженец или житель Кастилии
кастильский испанский язык, на котором говорят в Кастилии
набрать первый ряд петель при вязании
ирония несоответствие между ожидаемым и происходящим
Castro Лидер кубинских социалистов, свергнувший диктатора в 1959 году и создавший на Кубе марксистское социалистическое государство (1927 года рождения)
Гастрофрины, преимущественно тропические узкоротые жабы
клещевина ядовитые семена клещевины; источник касторового масла
бичевание словесное наказание