У промисловості, побуті широкого використовуються вироби з чавуну. Метал є залізо, в молекулярну структуру якого інтегровано 2 відсотка вуглецю. Сьогодні отримують велику величність марок металу, що має різні характеристики зламу. Близько ста видів.
Виробництво вимагає величезної кількості теплової енергії, оскільки температура плавлення чавуну складає понад однієї тисячі градусів за Цельсієм. Плавка відбувається при температурі 1150 - 1200 C °.
Крім вуглецю, для отримання необхідної марки, в заміси додають кремній, сірку, марганець, фосфор. Підвищення міцності домагаються вкрапленням в заміси легуючих добавок.
Відмінності від стали
За технологічним процесом чавун є первинним продуктом, що отримується шляхом лиття, а сталь кінцевим. Молекулярне побудова стали містить вуглець в незначному обсязі. Матеріал пластичний, добре піддається механічній обробці. Виготовлення продукції здійснюється куванням, зварюванням, прокаткою на станах. Має високу температуру плавлення. За технологією сталь підлягає загартуванню. Якість залежить від приготовленої суміші і від того, яка температура плавлення сталей задана.
Швидкість перетворення стали в рідкий стан залежить від різних добавок. Саме відповісти на питання, при якій температурі плавиться сталь, можна умовно, вказавши лише діапазон нагрівання. Перехід з твердої речовини в рідку консистенцію відбувається при температурі 1450-1600 C ° .Пріведённий цифровий параметр вказує на відміну стали від чавуну. Це різні температури плавлення.
Чавун не так міцний, як сталь. Відлиті заготовки містять пори, надають їм крихкість. Саме в процесі лиття отримують вироби з чавуну. Наявність мікроскопічних порожнин знижує теплопровідні характеристики металу. Важливо поставити тепловий режим, зафіксувати, при якій температурі плавиться чавун.
Чорна металургія виробляє кілька різновид первинного продукту. Розглянемо деякі з них.
сірий чавун
Сплави, утворені компонентами заліза і вуглецю, змінюють структуру при інтеграції пластівчастого, пластинчастого, волокнистого графіту. Виробники отримують чавун підвищеної міцності, додаючи графіт глобулярний. Присутність в замісі Mg, Ce (магній, церій) мотивують його модифікацію. Від того, як швидко розплавлений чавун остигає, він набуває нових споживчі характеристики. Отримують вироби потрібної якості від вмілого поєднання конкретних властивостей.
Для полегшеного пошуку потрібного матеріалу в каталогах, вироби маркуються абревіатурою С. Ч. Цифри, наступні після букв, вказують на межу силового навантаження в кілограмах / на міліметр квадратний. Метал підвищеної міцності має літерне позначення В. Ч. Цифри, показують величину міцності, а також через дефіс - збільшення довжини в процентному відношенні. Наприклад, ВЧ60-1
Чавун сірий володіє відмінними технологічними показниками в процесі його виробництва:
- Кристалізація не вимагає позамежних температур, що позитивно позначається на економії електричної, інших видів енергії.
- Показує унікальну рідинну плинність.
- При розливі демонструє оптимальну усадку.
Метал завдяки унікальним властивостям є базовим матеріалом для виробництва виробів.
Має недоліки в застосуванні. Виготовляють вузли, деталі, що працюють тільки на стиск. Відливають станини для верстатів, циліндри, різні поршні і так далі. Критичні показники по крихкості не дозволяють використовувати для виробництва виробів, що працюють в умовах силових впливів на вигин. Температура плавлення 1150 - 1260 C °
Кольори вибіленого полотна
Білий чавун містить Залізовуглецеві з'єднання, зване цементитом. Володіє колосальною твердістю, яка виключає пластичність. Якщо провести розлом металу, то колір видно на зламі. Чавун твердіше каменю і крихкий, як яєчна шкаралупа. Піддають обробці з метою отримати ковке різноманітність. Температура плавлення відбувається в діапазоні 1150 - 1350 C °. Доречно зауважити, що термін ковкий використовується умовно, оскільки метал не піддається пластичній обробці. Ковкий чавун отримують в результаті термічного випалу.
Нагрівання матеріалу понад 900 градусів за Цельсієм впливає на його властивості. До такого результату приводить і швидкість охолодження графіту. Недотримання технологічних параметрів веде до ускладнення виконання зварювальних робіт, обробки заготовок.
Чавун високої міцності
У чорній металургії високоміцним матеріалом називають чавун, що має в молекулярній структурі графітні вкраплення, форма яких сфероїдальних. Унікальне відношення поверхні кулястого графіту до обсягу забезпечує формування металевої основи, тобто впливає на міцність. Плавлення металу з інтеграцією кулястого графіту не допускає тріщин. Утворюються нові властивості металу: стає міцним при силовому впливі на вигин. Крім цього, демонструє:
- в'язкість при миттєвих ударах;
- підвищення коефіцієнта плинності;
- невелике подовження, яке можна назвати відносним явищем.
- унікальну опірність при стисненні;
- зносостійкість.
Цей вид піддається зварюванні. З'єднання металу здійснюється за допомогою флюсів, що застосовуються у вигляді пастоподібних сумішей.
Надміцний чавунний матеріал володіє відмінними властивостями лиття. Прекрасна плинність в рідкому стані забезпечує зразкове наповнення форм. За деякими технологічними параметрами матеріал можна порівнювати зі сталлю.
З огляду на відмінні конструктивні властивості, на заводах виробляють деталі для вузлів і систем, якщо вони не відчувають при експлуатації машин і механізмів силових навантажень на розтяг.
зміни решітки
При збільшенні тепла (чавун плавиться при температурі 1200 градусів за Цельсієм), відбувається перехід кристалічної решітки в даний рідкий стан. Саме в цей момент зростає внутрішня енергія металу. Досягнувши нагріву понад однієї тисячі градусів, кристалічна решітка руйнується. В цей час, що надходить теплова енергія продовжує послаблювати молекулярні зв'язки. Спостерігається збільшення запасів енергії всередині металу. Вона вища за ту, що містить кристалізований матеріал, в кілька разів.
Припинення нагрівання є початком охолодження металу. Відбувається зворотний процес кристалізації, що розвивається по дендритних алгоритму. Тобто з точок, що мотивують такий розвиток. Вони (дендрити) виступають в ролі апріорних стадій процесу. Кристал виростає як би з центру явища. У рідкому, але вже в захололому чавуні, кристалізація відбувається за принципом будови дерева. У процесі беруть участь дендрити цементиту, аустеніту і графіту. Працівниками Державтоінспекції зафіксовано термодинамічних способом, що саме графіт кулястої форми представлений дендритом, які мають секторальну шарувату конструкцію.