Какие чугуны применяют в качестве заменителей стали?

Армалит

Какие чугуны применяют в качестве заменителей стали?

Обозначения в таблицах

В данном разделе собраны самые распространенные материалы, используемые АО «Армалит» в производстве.

Перейти к нужному разделу можно кликнув по ссылке:

1. Сталь

2. Чугун

3. Цветные сплавы на основе меди

Сталь

Сталью считают сплав железа с углеродом (до 2%). Детали сложной конфигурации, к которым предъявляют повышенные требования по прочности, ударной вязкости или другим свойствам, обычно изготовляют из стали. 

Легированная сталь — сталь, которая кроме обычных примесей содержит элементы, специально вводимые в определённых количествах для обеспечения требуемых физических или механических свойств. Эти элементы называются легирующими.

Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация 25Л

20Л, 30Л Сталь для отливок обыкновенная станины прокатных станов, шкивы, траверсы, поршни, буксы, крышки цилиндров, плиты настильные, рамы рольгангов и тележек, мульды, корпусы подшипников, детали сварно-литых конструкций и другие детали, работающие при температуре от —40 до 450 °С под давлением. Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация 35Л

30Л, 40Л, 45Л Сталь для отливок обыкновенная станины прокатных станов, зубчатые колеса, тяги, бегунки, задвижки, балансиры, диафрагмы, катки, валки, кронштейны и другие детали, работающие под действием средних статических и динамических нагрузок. Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация 20ГЛ

Сталь для отливок обыкновенная диски, звездочки зубчатые венцы и др. детали, к которым предъявляются требования по прочности и вязкости, работающие под действием статических и динамических нагрузок Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация 35ХМЛ

30ХМЛ, 35ХНЛ, 40ХГРЛ Сталь для отливок обыкновенная шестерни, крестовины, втулки, зубчатые венцы и другие детали, работающие с повышенными нагрузками и требующие повышенной твердости Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация 12Х18Н9ТЛ

Сталь для отливок с особыми свойствами различные детали машиностроения, работающие при температуре не выше 700 °С. Сталь жаростойкая до 750 °С, жаропрочная при температуре до 600 °С, аустенитного класса Подробнее

Чугун

Серый чугун — сплав железа с углеродом, в котором присутствует графит в виде различных включений. Отдельной разновидностью серого чугуна является высокопрочный чугун с графитом глобулярной формы, что достигается путем его модифицирования магнием (Mg), церием (Ce) или другими элементами. Серый чугун характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка) и служит основным материалом для литья.

Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация СЧ10

Чугун серый для изготовления отливок Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация ВЧ45

Чугун с шаровидным графитом для изделий с высокой прочностью и удовлетворительной пластичностью Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация АЧВ-1

Чугун антифрикционный высокопрочный с шаровидным графитом для работы в узлах трения с повышенными окружными скоростями в паре с термически обработанным (закаленным или нормализованным) валом. Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация АЧВ-2

Чугун антифрикционный высокопрочный с шаровидным графитом для работы в узлах трения с повышенными окружными скоростями в паре с валом, не подвергающимся термической обработке. Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация АЧС-2

Чугун антифрикционный для работы в паре с термически обработанным (закаленным или нормализованным) валом Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация АЧС-3 

Чугун антифрикционный серый с пластинчатым графитом для работы в паре с сырым (в состоянии поставки) или термически обработанным (закаленным или нормализованным) валом. Подробнее

Цветные сплавы на основе меди

Существует ряд марок бронз, не содержащих олова. Это двойные или чаще многокомпонентные сплавы меди с алюминием, марганцем, железом, свинцом, никелем, бериллием и кремнием. Величина усадки при кристаллизации у всех этих бронз более высокая, чем у оловянных. По некоторым свойствам безоловянные бронзы превосходят оловянные.

Читайте также  Где используют легированные конструкционные стали?

Алюминиевые, кремниевые и особенно бериллиевые бронзы — по механическим свойствам, алюминиевые — по коррозионной стойкости, кремнецинковые — по текучести.

Латунь — это двойной или многокомпонентный сплав на основе меди, где основным легирующим элементом является цинк, иногда с добавлением олова, никеля, свинца, марганца, железа и других элементов.

Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация БрА9Ж4Н4Мц1

Бронза безоловянная литейная арматура для морской воды Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация БрА9Ж3

Бронза безоловянная литейная антифрикционные детали, детали арматуры Подробнее
Марка Заменитель Классификация Применение Спецификация ЛЦ16К4

Латунь литейная для изготовления сложных по конфигурации деталей приборов и арматуры, работающих при температурах до 250°C и подвергающихся гидровоздушным испытаниям; деталей, работающих в морской воде (при обеспечении протекторной защиты) Подробнее

Источник: http://www.armalit1.ru/material.html

31. Влияние легирующих эл-тов на чугун

Какие чугуны применяют в качестве заменителей стали?

Сплавжелеза с углеродом (>2,14 % С) называютчугуном.При­сутствиеэвтектики в структуре чугуна обусловливаетегоиспользование исключительно в качествелитейного сплава.

Структурачугуна в отлив­кахзависит в первую очередь от химическогосостава (содержания углеродаи кремния) и скорости кристаллизации.

Кремнийспособствует процессу графитизации,действуя втом же направлении, что и замедлениескорости охлаждения.Измененяя,с одной стороны, содержание в чугунеуглерода и крем­ния,а с другой — скорость охлаждения, можнополучить различ­ную структуруметаллической основы чугуна. Чем большев чугуне кремния, темполнее протекает графитизация. Чембольше в чугуне угле­рода,тем меньше требуется кремния дляполучения заданной структуры.

Количествомарганца вчугуне не превышает 1,25—1,4 %.Марганецпрепятствует графитизации,т. е. затрудняет выделение графита иповышает спо­собностьчугуна к отбеливанию — появлению,особенно в поверх­ностныхслоях, структуры белого или половинчатогочугуна.При повышенном содержании фосфорав структуре чугуна образуются твердыевключения фосфиднойэвтектики.

Чемменьше графитных включений, чем онимельче и больше степеньизолированности их, тем выше прочностьчугуна.

32. Коррозионно-стойкие стали

Составысталей, устойчивых кэлектрохимической коррозии, устанавливаютв зависимости отсреды, для которой они предназначаются.Эти стали можно разделитьна два основных класса: хромистые,имеющие после охлажденияна воздухе ферритную, мартенситно-ферритную(ферритаболее 10 %) или мартенситную структуру,и хромоникелевые, имеющиеаустенитную, аустенитно-мартенситнуюили аустенитно-ферритную(феррита более 10%) структуру.

Коррозионнаястойкость стали повышается термическойобра­боткой:закалкой и высоким отпуском и созданиемшлифован­нойи полированной поверхности.

Стали12X13 и 20X13 применяют для изготовлениядеталей сповышенной пластичностью, подвергающихсяударным нагруз­кам (клапановгидравлических прессов, предметовдомашнего обихода),а также изделий, испытывающих действиеслабоагрес­сивныхсред (атмосферных осадков, водныхрастворов солей ор­ганическихкислот и т. д.).

Стали30X13 и 40X13 используют для карбюраторныхигл, пружин,хирургических инструментов и т. д

33. Серый чугун. Антифрикционные сч

Серымназ-ся чугун, в к0ром часть или весьуглерод находится в свободном состояниив виде графита, имеющего в плоскостимикрошлифа форму прямолинейных илиизогнутых пластин, а также разветвленныхрозеток с пластинчатыми лепестками. ВСЧ кроме железа и углерода содержитсякремний, а также марганец сера и фосфор,как неизбежные примеси. Графит придаетизлому чугуна темно-серый цвет. Вмашиностроении наиболее широкоеприменение получили доэвтектическиечугуны, содержащие 2.4-3.8% углерода. Сповышением содержания углерода графитаобразуется больше, что снижает мех.св-ва чугуна.

Антифрикц. чугуны(АЧ)обладают низким коэф. трения иудовлетворительной стойкостью противизноса. Применяются для подшипников,втулок в качестве заменителей бронзыпри легких условиях работы. В зависимостиот марки АЧ имеют перлитную,перлитно-ферритную и ферритно-перлитную,и аустенитную металлическу. основу.

34. Ковкий чугун– чугуны, вкоторых графит имеет хлопьевиднуюформу. Такой чугун получают в отливках,изготовленных из белого доэвтектическогочугуна и подвергнутых последующемуграфитизирующему отжигу, в результатечего цементит распадается, образуя приэтом графит хлопьевидной формы. Мех.св-ва ковкого чугуна опред-ся структуройМе-кой основы, количеством и степеньюкомпактности включений графита.Из отливок ковкого чугуна изготовляютдетали, работающиепри ударных и вибрационных нагрузках.Ковкийчугун применяют главным образом дляизготовления тонкостенныхдеталей

35Высокопрочными называются угуны,в которых графит имеет шаровид­нуюформу. Высокопрочный чугун получаютмодифицированием жидкого чугунаприсадками магния, церия, иттрия, кальцияи некоторых других эле­ментов . Чащеприменяют маг­ний в количестве0,03-0,07 %. По содержанию остальных элементоввысоко­прочный чугун не отличаетсяот серого чугуна. Под действиеммодификато­ра, например магния, графитв процессе кристаллизации принимаетшаро­видную форму.

различают следующиемарки высокопрочных чугунов: ВЧ 35; ВЧ40 с ферритной металлической основой;ВЧ 45; ВЧ 50 с перлит- -. но-ферритнойметаллической основой; ВЧ 60; ВЧ 70; ВЧ 80;ВЧ 100, ВЧ 120' с перлитной металлическойосновой.

Твердостьвысокопрочных чугунов колеблется впределах НВ140-380Высокопрочный чугун применяется какновый материал и как заменитель стали,ковкого чугуна и серого чугуна спластинчатым графитом. По сравнению состалью высоко­прочный чугун обладаетбольшей износостойкостью, лучшимиантифрикци­онными и антикоррозионнымисвойствами, лучшей обрабатываемостьюре­занием. В отличие от ковкого, извысокопрочного чугуна можно отливатьдетали любого сечения, массы и размеров.

К категории высокопрочных чугуновотносятся чугуны, имеющие вклю­ченияеермикулярногографитаутолщенныеизогнутые пластины со скругленнымикраями. По своим свойствам эти чугунызанимают промежу­точное положениемежду чугунами с шаровидным и пластинчатымграфи­том. По ГОСТ 28394-89 изготавливают(из СЧ + 0,1 % Mg)следующиемар­ки: ЧВГЗО, ЧВГ35, ЧВГ40, ЧВГ45.

Читайте также  Как снять клепки с металла?

Чугунс вермикулярным графитом (ЧВГ) применяетсяпри изготовлении прокатных станов,лопаток паровых турбин, а также вдизелестроении и других областяхмашиностроения.

36Сплав железа с углеродом (>2,i4% С) называют чугуном.При­сутствиеэвтектика бструктуречугуна (см. рис. 87) обусловливает егоиспользование исключительно в качествелитейного сплава. Углерод в чугуне можетнаходиться в виде цементита или гра­фита,или одновременно в виде цементита играфита.

Цементит придает изломуспецифический светлый блеск. Поэтомучугун, в котором весь углерод находитсяв виде цементита, называют белым.Графит,придает излому чугуна серый' цвет,поэтому чугун называют серым,Взависимости от формы графита и условийего .

образования различают следующиечугуны: серый, высокопрочный и ковкий.

Источник: https://studfile.net/preview/6726799/page:7/

Какие чугуны применяют в качестве заменителей стали?

Какие чугуны применяют в качестве заменителей стали?

Сплав железа, имеющего в своем составе углерод, называется чугуном. В некоторых случаях в состав добавляются легирующие добавки, влияющие на его потребительские качества. Чугун — это металл, который применяется в первую очередь в черной металлургии. Из него не только получают сталь, он востребован и при изготовлении кованных художественных деталей.

Серый чугун

Для машиностроения в основном применяется серый чугун, имеющий в своем составе графит. Детали, изготовленные из такого материала, не реагируют на возникающие напряжения, они поглощают колебания, появляющиеся в случае вибрации механизмов. Из него изготавливают детали ответственного назначения:

  1. Втулки;
  2. Станины станков;
  3. Тяжелые основания.

В качестве конструкционного материала его стали применять практически на всех предприятиях машиностроительной отрасли. Самыми большими потребителями серого чугуна стали следующие отрасли промышленности:

  1. Автомобилестроение;
  2. Станкостроение;
  3. Металлургия;
  4. Санитарная.

Детали тракторов, материалом которых стал серый чугун, достигают 20% от всего количества его деталей. Такое использование этого сплава связано с высокой износостойкостью. Он не задирается в случае большого трения и отсутствии смазки, иными словами, обладает демпфирующей способностью. Из него изготавливают:

  1. Блоки;
  2. Крышки подшипников;
  3. Тормозные диски;
  4. Феррадо;

Для изготовления головки блока различных двигателей, используют низколегированный сплав следующих марок:

Главными требованием, предъявляемыми к СЧ, при производстве гильз, стали:

  1. Перлитная структура;
  2. Графит;
  3. Высокая твердость.

Для моторов автомобилей любой конструкции используются гильзы цилиндров, изготовленные из специального легированного сплава. В большинстве случаев используется его фосфористая фракция.

Дизельные двигатели при работе создают большую нагрузку на блок цилиндров, поэтому для них используют легированные чугуны. Головки цилиндров изготавливают из высокоуглеродистых легированных марок,

Такие же требования соблюдаются при изготовлении отливок гильз, материалом которых является низколегированный сплав. Химический состав этого материала зависит от нескольких технологических характеристик:

  1. Способа плавки;
  2. Габаритов отливки;
  3. Технологичности формы.

На автомобилях устанавливают чугунные распределительные валы, отличающиеся высокой износостойкостью. Этот параметр достигается благодаря поверхностной закалке, которой подвергают металл.

Когда деталь эксплуатируется на больших скоростях, когда имеет место сухое трение, необходимо чтобы была повышенная износостойкость материала и высокий коэффициент трения. Именно в таких условиях данный сплав просто незаменим.

Тормозные барабаны, работающие в таких условиях, изготавливают из СЧ20. Когда деталь испытывает высокие нагрузки, и возможно появление термических трещин, используют специальный термостойкий сплав с высоким содержанием углерода и высоким уровнем легирования.

Для особо тяжелых условий , устанавливают детали, материалом которых является перлитный чугун. В его составе находится вермикулярный графит.

Вращение маховика при работе достигает 7000 об/мин. Такая скорость вызывает появление растягивающих напряжений. Вращающаяся поверхность маховика постоянно касается рабочей поверхности другой детали. Такое трение вызывает сильное выделение тепла в результате возникают термические трещины, которые отрицательно влияют на прочность детали.

Читайте также  Как правильно варить инверторной сваркой тонкий металл?

Чтобы повысить прочность, учитывая большой вес маховика и размер его сечения, он изготавливается из различных марок:

Он должен обеспечивать прочность заготовки выше 250 Н/мм2. Иногда СЧ 35 имеет прочность, которой не хватает для обеспечения нормальной работы маховика. В этом случае используют чугун, куда добавляют шаровидный графит.

Легковые автомобили могут похвастаться чугунными крышками, закрывающими коренные подшипники. Эта конструкция встречается в большинстве случае на машинах с карбюраторным двигателем. Чтобы обеспечить перлитную структуру, а также высокую твердость, превышающую 200 НВ, для изготовления крышек подшипников, применяют СЧ25.

Изготовление коллекторов

В автомобиле на выпускные коллекторы действуют выхлопные газы, температура которых доходит до 90 градусов. Коллекторы под воздействием агрессивной среды окисляются, деформируются и трескаются.

Использование серого чугуна обеспечивает долговечность таким деталям и высокую экономичность. В связи с тем, что толщина стенок коллектора очень мала, менее 7 мм, для их изготовления применяют СЧ15. Чтобы повысить его жаростойкость, проводят легирование чугуна хромом, или никелевыми добавками.

Для изготовления коллекторов, испытывающих большие термические нагрузки, используют:

  1. Ковкий чугун;
  2. С добавками шаровидного графита;

Все вышеперечисленные материалы обладают высокой термостойкостью и устойчивостью к агрессивным средам, щелочам и окислам.

Станкостроение

Из серого чугуна в станкостроении изготавливается большое количество литых деталей, работающих во всевозможных условиях, масса которых может достигать 100 тонн, при максимальной толщине стенки 200 миллиметров.

Классификация таких литых деталей в станкостроении, в зависимости от конструкций, от создавшихся условий эксплуатации соответствует действующему стандарту.

Для каждой детали подбирается специальная марка чугуна. Она зависит от следующих параметров:

  1. Классности заготовки;
  2. Толщины стенки;
  3. Твердости;
  4. Микроструктуры.

Учитывая специфику многих станкостроительных деталей, которые работают в основном на жесткость, для их изготовления предпочитают использовать чугун, имеющий повышенную твердость, достаточно низкую пластичность.

У таких чугунов химический состав отличается высоким содержанием марганца, и низким количеством углерода. Чтобы получить высокую твердость чугуна, используют легирование и другие технологические процессы.

Заготовки из СЧ нашли широкое применение в металлургическом оборудовании:

  1. Листопрокатные валки;
  2. Изложницы;
  3. Шлаковые чаши.

Сантехника

Очень много чугунных изделий применяется в сантехнике. Из чугуна изготавливают:

  1. Радиаторы отопления;
  2. Трубы;
  3. Фитинги;
  4. Раковины;
  5. Кухонные мойки.

И сегодня остаются востребованными чугунные ванны, которых отличает высокая прочность, долговечность и надежность. Такие изделия можно эксплуатировать десятки лет. Они сохраняют свой первоначальный вид и не требуют замены.

Из чугуна мастера изготавливают художественные шедевры. К примеру, набережные Санкт-Петербурга, украшены чугунными литыми деталями. Гуляя по улицам города можно встретить ажурные ворота, оригинальные чугунные ограждения. В скверах можно увидеть чугунные памятники.

Применение ковкого чугуна

Этот материал отличается великолепной демпфирующей способностью, он способен отлично работать при очень низких температурах. Этот вид чугуна применяют при производстве ответственных деталей тракторов, а также автомобилей, которым придется выполнять свою работу в тяжелых климатических условиях.

Нашли свое применение детали из ковкого чугуна и в электрической промышленности. Из него изготавливают:

  1. Клеммы;
  2. Крючья изоляторов;
  3. Державки проводов.

Такие изделия прекрасно справляются с силовыми нагрузками, они могут изгибаться при механическом воздействии.

В текстильном машиностроении, ковкий чугун используется при изготовлении:

  1. Шестерен;
  2. Вилок
  3. Спиц;
  4. Деталей, для бумагопрядильных машин.

Иначе говоря, для деталей, испытывающих большие статические нагрузки, подвергающиеся трению и быстрому износу. Для таких изделий применяют антифрикционный ковкий чугун, способный создавать минимальное трение, там, где имеется максимальный контакт деталей.

Ковкий чугун используется и в сантехнических изделиях. Из него изготавливают:

  1. Водопроводные отводы;
  2. Фланцевые переходники;
  3. Задвижки;
  4. Радиаторы отопления.

Эти изделия могут работать длительное время в водной среде.

Газовые системы используют ковкий чугун для изготовления выпуска фитингов, соединяющих трубы, где имеют место всевозможные разветвления.

Источник: https://varimtutru.com/kakie-chuguny-primenyayut-v-kachestve-zameniteley-stali/