Leģētais čuguns: kategorijas, īpašības un pielietojums

2025 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-24 13:21

Leģētais dzelzs ir materiāls, ko iegūst, kausējot domnās. Tas var saturēt dažādus oglekļa daudzumus. Atkarībā no šīs vielas kvantitatīvā satura izšķir divus čuguna veidus. Pirmo sauc par konversiju jeb b alto, bet otro sauc par pelēko jeb lietuvi.

Čuguna veidu apraksts

Pirmais veids ir čuguns. Šis ir materiāla nosaukums, kurā ogleklis ir attēlots tādas vielas veidā kā cementīts. Pārtraukumā tam ir b alta krāsa, tāpēc arī tā nosaukums. Šādam čugunam raksturīga augsta cietība un trauslums. To ir ļoti grūti apstrādāt. Tajā pašā laikā aptuveni 80% no visa kausētā čuguna ir b altā krāsā. Šāda veida materiālu galvenais mērķis ir turpmāka pārkausēšana tēraudā.

Pelēkā sakausējuma čuguns ir metāls, kurā ogleklis ir kaļamā grafīta veidā. Pārtraukumā tā krāsa ir pelēka, kas arī noteica tās nosaukumu. Šāda čuguna trauslums un cietība ir mazāka nekā b altajam čugunam, taču tas ir daudz labāk apstrādāts.

Šā tipa leģētā čuguna īpašības ir šādas:

• Pirmkārt, tas ļoti labi iztur spiedes slodzi.
• Otrkārt, šis metāls ir nejutīgs pret virsmas defektiem, kā arī tam ir laba izturība pret noguruma bojājumiem.

Tomēr lietuvēs leģētajam čugunam ir diezgan vāja triecienizturība, kā arī zema elastība. Šo divu trūkumu dēļ šādu materiālu ir diezgan grūti izmantot strukturāliem mērķiem.

Pelēkā čuguna šķirņu vispārīgs apraksts

Šodien ir pieejamas šādas leģētā pelēkā čuguna kategorijas: SCH 10, SCH 15, SCH 18, SCH 20 un vairākas citas. Burti SCh marķējumā norāda, ka tas ir pelēkais čuguns, un nākamie divi cipari norāda maksimālo slodzi, ko metāls var izturēt izstiepts. Stiepes izturība šajā gadījumā tiek mērīta MPa.

Pelēkā čuguna šķirnes

Lietējam leģētam dzelzs ir vairāki apakštipi. Viens no tiem bija kaļamais čuguns. Šis nosacītais nosaukums tika dots materiālam, kas atšķiras ar to, ka tas ir mīkstāks un viskozāks nekā pelēks. Iegūstiet to no b altā čuguna. Lai to izdarītu, izmantojiet atkausēšanas procedūru, kas ilgst ilgu laiku. Marķējumi šeit ir aptuveni vienādi, piemēram, KCh 30-6, KCh 33-8, KCh 37-12. Burti norāda, ka šis čuguns ir kaļams, un nākamie divi cipari nosaka stiepes izturību. Bet kas attiecas uz pēdējo vienu vai diviem cipariem, tie raksturo maksimālo relatīvo pagarinājumu, kasmēra procentos.

Cits liešanas leģētā dzelzs apakštips ir pārveidots. Lai to iegūtu, pelēkajam ir jāpievieno īpaši elementi. Šādus modifikatorus pievieno pirms vielas ieliešanas. Kā piedevas var izmantot alumīniju, silīciju, kalciju un citus. Šīs piedevas ievērojami palielina kristalizācijas centru skaitu. Citiem vārdiem sakot, tie palīdz ievērojami samazināt grafīta daudzumu.

Pateicoties šīm piedevām, īpašajam leģētam čugunam ir augstākas izturības īpašības, mazāks trauslums un paaugstināta izturība pret plaisāšanu. Ir vērts piebilst, ka visas šī sakausējuma labākās kategorijas tiek iegūtas no šāda modificēta materiāla.

Sakausējuma sakausējuma veidi

Ko nozīmē leģētais čuguns? Leģēšana ir darbība, lai materiāla sastāvā ievadītu dažādus piemaisījumus, kas var uzlabot tā īpašības. Čugunam par šādām piedevām ir kļuvuši titāns, hroms, vanādijs un citi. Leģējošu elementu iekļaušana sastāvā var palielināt tādas īpašības kā izturība, cietība, nodilumizturība, izturība pret koroziju un daudzas citas.

Šodien atkarībā no leģējošo elementu daudzuma čugunā var izšķirt trīs veidus:

1. Ja piedevas satur līdz 2,5% no kopējās masas, tad tas ir mazleģēts čuguns.
2. Vidēji leģēti materiāli ir tie materiāli, kuru vielu saturs ir robežās no2,5–10%.
3. Pēdējais veids ir ļoti leģēts, ja modifikatoru saturs kopā pārsniedz 10%.

Vielas leģēšanai, marķēšanai

Saskaņā ar GOST leģētajam čugunam jāsatur noteikts daudzums vielu izmantošanai noteiktā apgabalā. Turklāt marķējums ir arī standarta. Piemēram, ChN15D7Kh ir augstas stiprības sakausējums, kas satur 15% niķeļa, 7% vara un aptuveni 1% hroma. Kā redzams, marķējumā leģējošie elementi ir apzīmēti ar vienu burtu, kam seko cipars, kas norāda piedevas kvantitatīvo saturu. Tomēr var arī būt, ka trūkst figūras, kā pēc hroma. Tas nozīmē, ka vielas saturs sastāvā ir aptuveni 1%.

Kas attiecas uz šāda čuguna ražošanu, tas ir diezgan lēts. Tajā pašā laikā gala produktam ir pietiekami augstas veiktspējas īpašības. Pateicoties šiem diviem faktoriem, aprakstītā materiāla apjoms nepārtraukti palielinās.

Sakausējuma sakausējuma veidi

Ir dabiski, ka jebkuras vielas pievienošana sastāvam pastiprinās jebkuru konkrēto īpašību. Tāpēc izšķir vairākas leģēto materiālu klases.

Tātad, čuguns var būt nodilumizturīgs. Šai grupai piederošajam materiālam ir raksturīga paaugstināta izturība pret nodilumu, kas rodas virsmas berzes laikā. Šajā kategorijā ietilpst pretberzes un berzes čuguns. Pirmajam no tiem ir ļoti zemsberzes koeficients. Sakarā ar to nosauktā tipa leģētā čuguna galvenais pielietojums ir tādu detaļu kā slīdgultņu, to bukses un citu detaļu ar līdzīgām prasībām ražošana.

Berzes materiālam, gluži pretēji, ir raksturīgs diezgan augsts berzes koeficients, un tāpēc to visbiežāk izmanto dažādu mehānismu, aprīkojuma u.c. bremžu ierīču ražošanā.

Nerūsējošais čuguns

Daudzi cilvēki zina, ka ir metāls, ko sauc par nerūsējošo tēraudu. Patiesībā šī nav ļoti precīza definīcija. Tieši šādi sakausējumi atšķiras ar to, ka to izturība pret koroziju ir diezgan augsta. Nosauktais čuguns visplašāk tika izmantots kuģu būvē. Ja dzelzs kā leģējošā elementa sastāvam pievieno vairāk nekā 12% hroma un pēc iespējas samazina oglekļa saturu, tad rezultātā tiks iegūts šāds sakausējums.

ChNHT, ChN1KhMD, ChN15D7Kh2 kļuva par tās izplatītākajiem zīmoliem. Tie atšķiras ar to, ka saglabā augstu izturību pret koroziju pat agresīvā vidē, tiem ir laba noturība pret kavitāciju un nodilumu tvaika un ūdens vidē.

Neliela, bet joprojām diezgan populāra grupa ir karstumizturīgs čuguns. Materiāla galvenā priekšrocība ir tā, ka tas ir diezgan grūti oksidējams, kā arī labi saglabā savas īpašības paaugstinātā temperatūrā.

Vara ieviešana

Šobrīdlaika, arvien biežāk sāk izmantot čugunu, pievienojot varu. Šīs piedevas ievadīšana sakausējumā ievērojami uzlabo tā liešanas īpašības. Pats labākais, ka tas ietekmē materiāla plūstamību. Turklāt tiek ievērojami samazināta plaisāšanas un saraušanās porainība.

Iekļauts 0,5% Cu (vara), padara čugunu pietiekami piemērotu, lai to varētu izliet daļās ar sieniņu biezumu no 10 līdz 25 mm. Ja ir nepieciešams palielināt nākotnes elementu sienu biezumu, tad būs jāpalielina vara, kā arī tā kompleksu kvantitatīvais saturs. Šeit ir vērts atzīmēt, ka vara pievienošanas efektu var uzlabot, ja sakausējumā tiek ievadīti tādi elementi kā antimons vai bismuts.

Ja palielināsies oglekļa ekvivalents, tad vara ietekme uz grafīta kristalizāciju samazināsies. Čuguna leģēšana ar varu var arī novērst balināšanu virsmas slāņos, kā arī ievērojami palielināt cietību virzienā uz vidu. Tas ir diezgan pamanāms, kausējot cilindru čaulas, čuguna bloku galviņas un citus priekšmetus.

Sarežģīta sakausējuma čuguns

Lai veiksmīgi izkausētu čugunu, ko var izmantot cilindru čaulu liešanai, nepieciešams izmantot ne tikai dažādus ferosakausējumus, bet arī indukcijas krāsni. Lai veiktu šādu detaļu liešanu, tiek izmantoti zīmoli IChKhN4, ChN1KhMD un ChNMSh un vairāki citi veidi. To atšķirīgā iezīme ir tāda, ka visas detaļas tiek izkausētas plānsienu vai masīvā veidnē.

Adatastruktūra un augstas izturības materiāls

Neliela pelēkā čuguna šķirne, kas pieder pie nodilumizturības grupas, ir materiāls ar adatu struktūru. Dopinga pakāpe šādā materiālā ir diezgan zema. Arī silīcija un oglekļa saturs tajā ir diezgan zems. Šajā gadījumā vielu, piemēram, vara, molibdēna, niķeļa un dažu citu modifikatoru, daudzums palielinās atkarībā no nepieciešamā sieniņu biezuma, kā arī atkarībā no izmantojamās liešanas metodes.

Cita šķirne ir augstas stiprības materiāls. Šī ir neliela pelēkā čuguna šķirne, kas izceļas ar mezglainā grafīta saturu. Lai iegūtu šādu struktūru, sakausējumā jāievada magnijs, cērijs un bismuts. Šo trīs sakausējuma elementu pievienošana pārvērš liešanas materiāla kaļamo grafītu par sferoidālu grafītu. Šis tips atšķiras ar to, ka tā mehāniskās īpašības ir daudz augstākas nekā citiem čuguna veidiem. Līdz šim tiek ražotas aptuveni 10 dažādas šīs kategorijas sakausējuma markas. Šādu materiālu var lieliski izmantot kuģu būvē, nevis kaļamā veidā. Un visizplatītākais kaļamā čuguna veids ir magnijs (ar lielu magnija daudzumu sastāvā).