B altais čuguns: īpašības, pielietojums, struktūra un īpašības

2024 Autors: Howard Calhoun | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-17 10:35

Sākotnēji čuguna tehnoloģija pirmo reizi tika apgūta Ķīnā 10. gadsimtā, pēc tam tā kļuva plaši izplatīta citās pasaules valstīs. Čuguna pamatā ir dzelzs sakausējums ar oglekli un citām sastāvdaļām. Atšķirīga iezīme ir tā, ka čuguns satur vairāk nekā 2% oglekļa cementīta veidā, kas nav atrodams citos metālos. Ievērojams šī sakausējuma pārstāvis ir b altais čuguns, ko izmanto mašīnbūvē detaļu ražošanai, rūpniecībā un sadzīvē.

Izskats

Sakausējumam ir b alta krāsa lūzuma vietā un raksturīgs metālisks spīdums. B altā čuguna struktūra ir smalkgraudaina.

Properties

Salīdzinot ar citiem metāliem, dzelzs un oglekļa sakausējumam ir šādas īpašības un īpašības:

• augsts trauslums;
• paaugstināta cietība;
• augsta pretestība;
• zemas liešanas īpašības;
• zema apstrādājamība;
• laba karstumizturība;
• liela saraušanās (līdz 2%) un slikta pelējuma pildījums;
• zema triecienizturība;
• augsta nodilumizturība.

Metāla masai ir liela izturība pret koroziju sālsskābē vai slāpekļskābē. Ja konstrukcijā ir brīvi karbīdi, tad, ievietojot čugunu sērskābē, radīsies korozija.

B altais čuguns, kas satur mazāku oglekļa procentuālo daudzumu, tiek uzskatīts par sakausējumiem, kas ir izturīgāki pret augstām temperatūrām. Paaugstinātās mehāniskās izturības un stingrības dēļ, kas rodas, pakļaujot to augstām temperatūrām, lējumos tiek samazināta plaisu veidošanās.

Sastāvs

Dzelzs-oglekļa sakausējums tiek uzskatīts par lētāku nekā tērauds. B altais čuguns satur dzelzi un oglekli, kas ir ķīmiski saistītā stāvoklī. Oglekļa pārpalikums, kura nav cietā dzelzs šķīdumā, kombinētā veidā atrodas dzelzs karbīdu (cementīta) veidā un leģētajā čugunā īpašu karbīdu veidā.

Skatījumi

Atkarībā no oglekļa satura b altajā čugunā to iedala šādos veidos:

1. Hyotectic satur no 2,14% līdz 4,3% oglekļa un pēc pilnīgas atdzesēšanas iegūst perlīta, sekundārā cementīta un ledeburīta struktūru.
2. Eutectic satur 4,3% oglekļa, un tā struktūra ir gaiša cementīta fona formā, kas ir izraibināta ar tumšiem perlīta graudiņiem.
3. Hyotectic sastāvā ir no 4,3% līdz 6,67% oglekļa.

Pieteikums

Pamatojoties uz iepriekš minētajām īpašībām,var secināt, ka nav jēgas nodarboties ar b altā čuguna termisko un mehānisko apstrādi. Sakausējums savu galveno pielietojumu atrada tikai lējuma veidā. Līdz ar to b altais čuguns iegūst vislabākās īpašības tikai tad, ja ir izpildīti visi liešanas nosacījumi. Šo apstrādes metodi aktīvi izmanto, ja nepieciešams ražot masīvus izstrādājumus, kuriem jābūt ar augstu virsmas cietību.

Turklāt b altais čuguns tiek atkvēlināts, kā rezultātā veidojas kaļamais čuguns, ko izmanto plānsienu lējumu izgatavošanai, piemēram:

• automobiļu daļas;
• lauksaimniecības produkti;
• detaļas traktoriem, kombainiem utt.

Sakausējums tiek izmantots arī plākšņu ar rievotu vai gludu virsmu izgatavošanai, kā arī tiek aktīvi izmantots tērauda un pelēkā čuguna ražošanā.

B altā čuguna kā konstrukciju metāla izmantošana lauksaimniecībā ir diezgan ierobežota. Visbiežāk dzelzs-oglekļa sakausējumu izmanto hidraulisko mašīnu, smilšu metēju un citu mehānismu detaļu ražošanai, kas var darboties paaugstināta abrazīvā nodiluma apstākļos.

dzesētie čuguni

Šis sakausējums tiek uzskatīts par b altā čuguna veidu. Ātri atdzesējot dzelzs-oglekļa sakausējuma virsmu, ir iespējams panākt 12-30 mm vēsumu. Materiāla struktūra: virsmas daļa ir izgatavota no b alta, pelēka čuguna kodolā. No tāda materiāla tiek izgatavoti riteņi, lodes dzirnavām, velmēšanas ruļļi, kas tiek montētimašīnas lokšņu metāla apstrādei.

Sakausējuma leģējošie elementi

Speciāli ieviestas leģējošās vielas, kas pievienotas b altā čuguna sastāvam, var nodrošināt lielāku nodilumizturību un izturību, izturību pret koroziju un karstumizturību. Atkarībā no pievienoto vielu daudzuma izšķir šādus čuguna veidus:

• mazleģēts sakausējums (līdz 2,5% palīgvielu);
• vidēji leģēts (no 2,5% līdz 10%);
• augsti leģēts (vairāk nekā 10%).

Sakausējumam var pievienot sakausējuma elementus:

• hroms;
• sērs;
• niķelis;
• varš;
• molibdēns;
• titāns;
• vanādijs,
• silīcijs;
• alumīnijs;
• mangāns.

Leģētajam b altajam čugunam ir uzlabotas īpašības, un to bieži izmanto turbīnu, lāpstiņu, dzirnavu, cementa un parasto krāšņu detaļu, sūknēšanas mašīnu lāpstiņu utt. liešanai. Dzelzs-oglekļa sakausējumu apstrādā divās krāsnīs, kas padara to materiālam ir iespējams panākt noteiktu ķīmisko sastāvu:

• kupolā;
• elektriskajās krāsnīs.

B altā čuguna lējumi tiek atkvēlināti krāsnīs, lai stabilizētu nepieciešamos izmērus un mazinātu iekšējo spriegumu. Atkausēšanas temperatūra var paaugstināties līdz 850 grādiem. Sildīšanas un dzesēšanas process jāveic lēni.

B altā čuguna marķējums vai apzīmējums ar piemaisījumiemsākas ar burtu H. Kuri leģējošie elementi iederas sakausējuma sastāvā, var noteikt pēc turpmākajiem marķējuma burtiem. Nosaukumā var būt skaitļi, kas norāda papildu vielu procentuālo daudzumu, kas iederas b altajā čugunā. Ja marķējumā ir apzīmējums Ш, tas nozīmē, ka sakausējuma struktūrā ir sfērisks grafīts.

Atlaidināšanas veidi

B altā čuguna veidošanai rūpniecībā tiek izmantota sakausējuma ātra dzesēšana. Mūsdienās aktīvi tiek izmantoti šādi galvenie oglekļa sakausējumu atkausēšanas veidi:

• mīkstināšanas atkvēlināšanu galvenokārt izmanto, lai palielinātu ferīta saturu čuguna sastāvā;
• atlaidināšana, lai mazinātu iekšējos spriegumus un samazinātu fāzes transformācijas;
• grafitizējošā atkausēšana, kā rezultātā tiek iegūts kaļamais čuguns;
• normalizācija 850-960 grādu temperatūrā, kā rezultātā veidojas grafīts un perlīts, kā arī palielinās nodilumizturība un izturība.

Papildinformācija

Līdz šim ir pierādīts, ka nav tiešas saistības starp nodilumizturību un oglekļa sakausējuma cietību. Tikai pateicoties struktūrai, proti, karbīdu un fosfīdu izvietojumam regulāra režģa veidā vai vienotu ieslēgumu veidā, tiek panākta paaugstināta nodilumizturība.

B altā čuguna izturību visintensīvāk ietekmē oglekļa daudzums, un cietība ir atkarīga no karbīdiem. Vislielākā izturība un cietība ir tiem čuguniem, kasir martensīta struktūra.