Ковкий чугун
| Стали |
|---|
 |
| Фазы |
| Микроструктуры |
| Классы |
| Другие материалы на основе железа |
Ковкий чугун отливается как белый чугун , структура которого представляет собой метастабильный карбид в перлитной матрице. Благодаря отжигу термической обработки хрупкая структура первой отливки преобразуется в ковкую форму. Углерод агломерируется в небольшие приблизительно сферические агрегаты графита , оставляя матрицу феррита или перлита в соответствии с точной используемой термической обработкой.
В литейной промышленности различают три основных типа ковкого чугуна: черносердечный, белосердечный и перлитный. [1]
История
Ковкое железо использовалось еще в IV веке до н. э. , и археологи обнаружили артефакты из ковкого железа, изготовленные в Китае между IV веком до н. э. и IX веком н. э. [2] К эпохе династии Тан использование ковкого железа в Китае пошло на убыль, хотя есть артефакты из ковкого железа, датируемые IX веком. [2] Ковкое железо упоминается в Англии в патенте, датируемом 1670-ми годами. [3] Реомюр провел обширные исследования ковкого железа в 1720 году. Он обнаружил, что отливки из железа, которые были слишком твердыми для обработки, можно было размягчить, упаковав их в железную руду или молотковый шлак и подвергнув воздействию высокой температуры в течение нескольких дней. Создание ковкого железа началось в Соединенных Штатах в 1826 году, когда Сет Бойден открыл литейный завод для производства сбруи и других мелких отливок. [4]
Литейные качества, термическая обработка и операции после литья
Как и подобные чугуны с углеродом, сформированным в сферические или шаровидные формы, ковкий чугун демонстрирует хорошую пластичность . Некоторые ошибочно считают его «старым» или «мертвым» материалом, но ковкий чугун все еще имеет законное место в наборе инструментов инженера-конструктора. Ковкий чугун является хорошим выбором для небольших отливок или отливок с тонким поперечным сечением (менее 0,25 дюйма, 6,35 мм). Другие чугуны с шаровидным графитом, произведенные с графитом в сферической форме, могут быть сложны в производстве в этих приложениях из-за образования карбидов при быстром охлаждении.
Ковкий чугун также демонстрирует лучшие свойства вязкости разрушения в условиях низких температур, чем другие чугуны с шаровидным графитом, из-за более низкого содержания кремния. Температура перехода от вязкого к хрупкому состоянию ниже, чем у многих других сплавов ковкого железа.
Чтобы правильно сформировать сферические узелки графита (называемые узелками закалочного графита или узелками закалочного углерода) в процессе отжига, необходимо позаботиться о том, чтобы чугунная отливка затвердела с полностью белым поперечным сечением чугуна. Более толстые секции отливки будут остывать медленно, позволяя сформироваться некоторому первичному графиту. Этот графит образует случайные чешуйчатые структуры и не преобразуется в карбид во время термообработки. Когда к такой отливке прикладывается напряжение в процессе применения, прочность на излом будет ниже, чем ожидалось для белого чугуна. Говорят, что такое железо имеет «пятнистый» вид. Некоторые контрмеры могут быть применены для улучшения формирования полностью белой структуры, но литейные заводы по производству ковкого чугуна часто избегают производства тяжелых секций.
После литья и термической обработки ковкий чугун может быть подвергнут холодной обработке, например, штамповке для выпрямления, гибки или чеканки . Это возможно благодаря желательному свойству ковкого железа быть менее чувствительным к скорости деформации, чем другие материалы.
Приложения
Часто используется для небольших отливок, требующих хорошей прочности на растяжение и способности изгибаться без разрушения (пластичность). Области применения включают электроарматуру, ручные инструменты, трубную арматуру, шайбы, кронштейны, арматуру для ограждений, оборудование для линий электропередач, сельскохозяйственное оборудование, горнодобывающее оборудование и детали машин. [5]
Смотрите также
Ссылки
- ^ Браун, Роберт Р. (1999). Справочник литейщика черных металлов Foseco . Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 0-7506-4284-X.
- ^ ab Дональд Б. Вагнер (1993). Железо и сталь в Древнем Китае . BRILL. стр. 338. ISBN 978-90-04-09632-5.
- ^ Дональд Б. Вагнер (1993). Железо и сталь в Древнем Китае . BRILL. стр. 335. ISBN 978-90-04-09632-5.
- ↑ Журнал и труды Гамильтонской научной ассоциации . 1927.
{{cite journal}}: Отсутствует или пусто|title=( помощь ) - ^ Харви Э. Штайнхофф; Гордон Б. Маннвайлер (1960). Литье из ковкого чугуна . Общество литейщиков ковкого чугуна.
