чугунные порошки, сплавы

Чугун и чугунные сплавы.

Чугуны, в отличие от стали, не могут иметь однофазную структуру, то есть обладают высокой зернистостью. Это связано с высоким содержанием углерода в этих сплавах. Хотя границей между чугунами и сталями теоретически считается 2,14% углерода, на практике часто сплавы от 2% уже применяют как чугунные, особенно в порошковой металлургии.

Белый чугун

В этом сплаве углерод присутствует в виде светлого карбида железа — цементита. Цементит придает чугуну белый оттенок излома, повышает его твердость. Такой сплав трудно обрабатывать. Он используется преимущественно для переработки в сталь, поэтому называется передельным. При отжиге графитизируется и превращается в ковкий КЧ.

Серый чугун

Маркируется как СЧ с указанием величины сопротивления материала. Сплав содержит углерод в графитной форме. Кроме железа и до 3,6% углерода, содержит около 0,1% меди, никеля и хрома, 0,12% серы, 0,8% фосфора, 1%марганца, 1,6-3%кремния. Кремний способствует образованию зерен графита.  Графит мягкий и темный, что и определяет основные свойства серого чугуна — серебристый цвет излома, его можно обрабатывать резцами. Но материал хрупкий, ударом разбивается на куски, малое удлинение на разрыв.

Литейный

К литейным чугунам относят продукцию в виде отливок определенной формы. Могут быть графитизированными, белыми. А также половинчатыми, или отбеленными, то есть на поверхности со структурой как в белом чугуне, а середина серая графитизированная. Литейный чугун может быть ковким и высокопрочным, легированным. Свойства и цена литейного чугуна зависят не только от сырья, но и от способа отливки.

Модифицированный

Сплав МСЧ производят из серого чугуна, в который добавляют при температуре от 1400°C до 0,5% силикоалюминия, ферросилиция или силикокальция.  Эти включения модифицируют чугун, изменяют форму графитовых зерен на завихренную пластинчатую. Структура преобразуется в однородную и плотную. У сплава повышается коррозионная стойкость, износоустойчивость, прочность.

Высокопрочный магниевый или цериевый

Это сплав на основе серого чугуна, легированный церием или магнием, медью, в последние годы применяется иттрий и другие редкоземы.  Металлы делают включения графита в чугуне шаровидными. Это повышает ударную вязкость, прочность и пластичность. Маркируют такой сплав ВЧ или ЧШГ — чугун графито-шаровидный. Чтобы улучшить качество ВЧ и превратить его в сверхпрочный, сплав модифицируют ферросилицием или силикокальцием.

Алюминиевый

Добавка алюминия графитизирует чугун, делает его более вязким и пластичным. Алюминий действует аналогично кремнию и дает оптимальное сочетание прочности и пластичность, если кремния в сплаве не больше 1%. Высоколегированный алюминиевый чугун может использовать как материал с очень малой магнитностью.

Антифрикционный

Термически обработанные или литые разновидности серого, ковкого и высокопрочного чугуна. Из добавок повышено содержание кремния и марганца. Маркировка АЧВ, АЧС, АЧК. Используется для трущихся деталей со смазкой, таких как подшипники. Антифрикционные чугуны намного дешевле баббита и бронзы. При нагревании сила и коэффициент трения изменяется меньше, чем у цветных сплавов. Но при увеличении скорости трения сверх 8м/с истирание возрастает сильнее, чем у материалов-конкурентов.

Немагнитный

Используется, чтобы минимизировать искажение в магнитном поле или потери мощности – в стойках для магнитов, трансформаторах, электромашинах, масляных выключателях. Немагнитные чугуны бывают марганцевыми, никельмарганцевыми или никель-хромистыми. Никельмарганцевый чугун называют номаг. Благодаря немагнитности его используют в кожухах, изоляторных фланцах, трубах и зажимах.

Хромистый

Легирование чугуна хромом повышает его ударную прочность, кислотоупорность, плотность, снижает ударно-абразивный износ. Такие же качества придают сплаву добавки никеля. Хром препятствует графитизации и образует карбид, который повышает твердость чугуна, но снижает пластичность, повышается склонность к образованию трещин. Чтобы такой сплав было легче обрабатывать, в него добавляют медь. Больше всего используется в станко- и машиностроении. Чугун с содержанием хрома до 19% применяется в дробеструйных камерах, мельницах.

Высоконикелевый

Из высоконикелевых чугунов самые распространенные нихард — никельхромистый, и нирезист, никельмедистохромистый. В нихарде до 5% никеля и 2,8% хрома. При высокой твердости у нихарда такая же устойчивость к ударам не намного выше, чем у белого чугуна.  Есть склонность к трещинам. Из него делают отливки деталей, которые не должны быстро абразивно изнашиваться – футеровки, шары, головки валков в мельницах, бегунки.