Серый чугун обычно относится к чугуну с высоким содержанием углерода, кремния и марганца, но низким содержанием серы. Он образуется в процессе графитизации при медленном охлаждении жидкого чугуна. Графит распределяется в виде хлопьев. Свое название он получил благодаря тому, что его излом имеет темно-серый цвет. Серый чугун относится к чугуну с чешуйчатым графитом. Его основными компонентами являются железо, углерод, кремний, марганец, сера и фосфор. Это наиболее широко используемый чугун, на его производство приходится более 80% общего объема производства чугуна. Расплавленный чугун определенного состава подвергается простой предварительной обработке в печи, и после разливки получается чугун с чешуйчатым графитом, также известный как серый чугун.
Состав, структура и эксплуатационные характеристики серого чугуна
Химический состав серого чугуна
Химический состав серого чугуна ХТ150 составляет примерно: 3,2% - 3,5% углерода, 1,9% - 2,3% кремния, 0,5% - 0,8% марганца, менее 0,12% серы и менее 0,2% фосфора.
Химический состав серого чугуна HT200 обычно составляет от 3,0% до 3,3% углерода, от 1,4% до 1,6% кремния, от 0,8% до 1,0% марганца, менее 0,15% серы и менее 0,15% фосфора.
Химический состав серого чугуна ХТ250 обычно следующий: содержание углерода от 3,16% до 3,30%, кремния от 1,79% до 1,93%, марганца от 0,89% до 1,04%, серы от 0,094% до 0,125%, а фосфора от 0,120% до 0,170%.
Конструкция из серого чугуна
Структура серого чугуна состоит из металлической матрицы и чешуйчатого графита. Существует три основные формы металлической матрицы: феррит, перлит и феррит + перлит. В соответствии с различными структурами матрицы серый чугун можно разделить на следующие типы:
Ферритный серый чугун: Крупночешуйчатый графит распределен по ферритной металлической матрице. Обладает низкой прочностью и твердостью, хорошими литейными характеристиками и может использоваться для производства отливок или тонких деталей с низкими требованиями.
Феррито-перлитный серый чугун: Чешуйчатый графит распределен по металлической матрице, состоящей из перлита и феррита. Чешуйки графита немного толще и многочисленнее. Их легко контролировать во время литья, они обладают хорошей режущей способностью и широко используются. .
Перлитный серый чугун: Мелкий и равномерный чешуйчатый графит распределен по перлитной матрице. Он обладает высокой прочностью и твердостью и в основном используется для производства важных механических деталей.
Эксплуатационные характеристики серого чугуна
Эксплуатационные характеристики отливок из серого чугуна
Серый чугун обладает отличными литейными свойствами. Его химический состав близок к эвтектической точке, расплавленный чугун обладает хорошей текучестью, и из него можно отливать очень сложные детали. Кроме того, благодаря большому удельному объему графита уменьшается усадка отливки при затвердевании, что позволяет упростить процесс, снизить напряжение в отливке и получить плотную структуру.
Механические свойства серого чугуна
Механические свойства серого чугуна относительно невысоки. Его прочность на растяжение ниже, чем у стали, а пластичность и вязкость также невысоки. Графит распределен в виде чешуек, эффективная площадь опоры относительно мала, а графитовая вершина склонна к концентрации напряжений, поэтому прочность, пластичность и вязкость серого чугуна ниже, чем у других чугунов. Однако прочность на сжатие у серого чугуна относительно высока, обычно в 3-4 раза выше прочности на растяжение. Серый чугун с перлитной матрицей обладает высокой твердостью и износостойкостью.
Характеристики износостойкости серого чугуна
Серый чугун обладает лучшей износостойкостью. Это объясняется тем, что графит сам по себе обладает смазывающим эффектом, а полости после падения графита могут поглощать и накапливать смазочное масло, что делает отливки хорошо износостойкими. Кроме того, отливка содержит эвтектику фосфора с высокой твердостью, что может еще больше повысить износостойкость.
Характеристики коррозионной стойкости серого чугуна
Серый чугун в определенной степени устойчив к коррозии. Серый чугун может противостоять коррозии в некоторых слабых кислотах, слабых щелочах, воде и газовых средах. Однако коррозионная стойкость серого чугуна относительно ограничена по сравнению с некоторыми специализированными коррозионно-стойкими материалами.
Характеристики режущей способности серого чугуна
Серый чугун обладает хорошей режущей способностью благодаря смазывающему и стружкоразрушающему действию чешуйчатого графита на инструмент. Режущие свойства серого чугуна зависят от структуры и твердости матрицы. Ферритовая матрица является лучшей, за ней следует перлитная матрица. При наличии свободного цементита производительность резания резко падает.
Марки и области применения серого чугуна
Существует множество марок серого чугуна, распространенными из которых являются HT100, HT150, HT200, HT250, HT300, HT350 и др.
| HT100 | HT100 используется для производства простых отливок, выдерживающих только небольшие нагрузки, таких как крышки, внешние крышки, поддоны, маслосборники, маховики, рамы для рук, донные плиты, ручки и формы для стальных слитков, противовесы для доменных печей в металлургическом оборудовании, грузы для сталеплавильных печей и т.д. |
| HT150 | HT150 выдерживает умеренные нагрузки на изгиб и используется для изготовления коробок передач, выхлопных труб, воздухозаборников в сельскохозяйственных машинах, а также деталей, подверженных относительному перемещению и износу, например, верстаков. |
| HT200 | HT200 используется для производства отливок, которые выдерживают умеренные нагрузки на изгиб и имеют давление между поверхностями трения более 500 МПа, таких как рабочие столы станков, направляющие, основания, автомобильные коробки передач, впускные и выпускные трубы, корпуса насосов, корпуса клапанов, клапанные крышки и т.д. |
| HT250 | HT250 подходит для производства чугунных платформ, чугунных плоских плит, маркировочных плоских плит, чугунных верстаков, сборочных плоских плит, сварочных плоских плит, шестерен, уровней, станин станков, измерителей прогиба, крупных отливок и т.д. |
| HT300 | HT300 подходит для производства отливок, подверженных высоким нагрузкам на изгиб и требующих высокой герметичности, таких как трехмерные гибкие сварочные платформы, станины тяжелых станков, шестерни, кулачки, большие коленчатые валы двигателей, блоки цилиндров, цилиндры высокого давления, основания прокатных станов и т.д. |
| HT350 | HT350 используется при производстве токарных станков, штамповочных прессов и других тяжелых механизмов, подвергающихся большим нагрузкам, таких как станины станков, стальные прокатные салазки, ролики, коксовые колонны, цилиндрические кольцевые шестерни смесителей, опорные седла колес и т.д. |
Термическая обработка серого чугуна
Существуют различные методы термической обработки серого чугуна, в основном следующие:
Отжиг для снятия напряжения
Чтобы устранить остаточные напряжения в отливке, стабилизировать ее геометрические размеры, уменьшить или устранить деформации, вызванные резкой, отливку необходимо подвергнуть отжигу для снятия напряжений. При определении температуры отжига для снятия напряжения необходимо учитывать химический состав чугуна. Температура отжига для снятия напряжения для обычного серого чугуна обычно составляет 550°C, для низколегированного серого чугуна - 600°C, а для высоколегированного серого чугуна она может быть увеличена до 650°C. Скорость нагрева обычно составляет 60°C. ~120℃/h. Время выдержки зависит от температуры нагрева, размера и структурной сложности отливки, а также от требуемой степени снятия напряжения. Скорость охлаждения при отжиге для снятия напряжения с отливок должна быть медленной, обычно она контролируется на уровне 20-40°C/ч, а при охлаждении до температуры ниже 200-150°C отливка может быть выведена из печи воздушным охлаждением.
Отжиг с графитизацией
Если в отливке нет эвтектического цементита или его количество невелико, можно провести низкотемпературный графитизирующий отжиг; если количество эвтектического цементита в отливке велико, необходимо провести высокотемпературный графитизирующий отжиг. При низкотемпературном графитизирующем отжиге чугун подвергается графитизации и грануляции эвтектоидного цементита, что снижает твердость чугуна и повышает его пластичность. Высокотемпературный графитизирующий отжиг заключается в нагреве отливки до температуры, превышающей верхний предел Ac1, так что свободный цементит в чугуне распадается на аустенит и графит. После выдерживания в теплом состоянии в течение определенного времени отливку охлаждают различными способами в зависимости от требуемой структуры матрицы.
Нормализация
Целью нормализации серого чугуна является повышение прочности, твердости и износостойкости отливок, или в качестве подготовительной термообработки для поверхностной закалки для улучшения структуры матрицы. Общая нормализация заключается в нагреве отливки до верхнего предела Ac1 30 ~ 50℃, так что первоначальная структура преобразуется в аустенит, а затем она выпускается из печи и охлаждается воздухом после выдерживания в течение определенного периода времени; отливки сложной формы или важные нормализуются до устранения внутреннего напряжения. отжиг.
Закалка и отпуск
Процесс закалки заключается в нагревании отливки до температуры Ac1 + 30 ~ 50℃, обычно 850 ~ 900℃, так что структура преобразуется в аустенит, и поддерживается при этой температуре, а затем закаливается, обычно с использованием закалки маслом. Отпуск Для того, чтобы избежать графитизации, температура отпуска, как правило, должна быть ниже 550 ° C.
Поверхностная закалка: Для улучшения поверхностной твердости, износостойкости и усталостной прочности некоторых отливок может использоваться поверхностная закалка. Поверхностной закалке могут подвергаться как отливки из серого чугуна, так и отливки из ковкого чугуна. Как правило, используется поверхностная закалка с индукционным нагревом высокой (средней) частоты и электроконтактная поверхностная закалка.
В этой статье приводится подробное обсуждение и анализ различных характеристик, производственных процессов и областей применения отливок из серого чугуна. Исследуя состав отливок из серого чугуна, мы выяснили, что содержание углерода, кремния, марганца и других элементов оказывает значительное влияние на их эксплуатационные характеристики. Например, правильное увеличение содержания кремния может эффективно повысить прочность и вязкость отливок из серого чугуна, но избыток кремния приведет к снижению твердости отливок. В области применения отливки из серого чугуна широко используются в автомобилестроении, машиностроении и других областях благодаря хорошей износостойкости, амортизации и экономическим преимуществам.
Компания Dawang Metals обладает 25-летним опытом в области литья из серого чугуна, а ее высококачественные отливки экспортируются во многие страны Европы и Америки. Для тех, кто ищет надежного поставщика отливок из серого чугуна, Dawang Metals предлагает не только конкурентоспособные цены, но и всестороннюю техническую поддержку для удовлетворения ваших конкретных потребностей.
