- Какой чугун называют ковким
- Ковка чугуна
- Ковкий чугун — механические свойства
- Ковкий чугун — химический состав
- Ковкий чугун | литейные сплавы, их свойства и приготовление
- Контрольное число (кч) в общероссийских классификаторах –
- Марки ковкого чугуна
- Маркировка
- Обзор видов
- Общепринятая маркировка металла
- Особенности и свойства металла
- Особенности производства
- Получение ковкого чугуна
- Преимущества ковкого чугуна
- Разновидности
- Свойства
- Состав ковкого чугуна:
- Структура ковкого чугуна
- Теория железоуглеродистых структур
- Ферритно-перлитный
- Ферритный
Какой чугун называют ковким
Надо понимать, что ковкий чугун, это не чугун, полученный ковкой. Изделия из ковкого чугуна при высокой влажности могут деформироваться даже при комнатной температуре. Данное свойство ковкого чугуна и предопределило его название. Ковкий чугун получают литьем. Интересной и важной особенностью ковкого чугуна является отсутствие внутренних напряжений.
Ковка чугуна
Ковкий чугун – это разновидность чугуна, полученного термической обработкой белого чугуна. Отличительной особенностью ковкого чугуна является присутствие графита в хлопьевидной форме.
Ковкий чугун — механические свойства
Механические свойства материала отливок из ковкого чугуна ферритного и перлитного классов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1215-79, приведенным в табл. 1.
Таблица 1: Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79
| Марка | Временное сопротивление разрыву, МПа, (кгс/мм2) | Относительное удлинение, % | Твердость по Бринеллю, НВ |
| не менее | |||
| КЧ 30-6 | 294 (30) | 6 | 100-163 |
| КЧ 33-8 | 323 (33) | 8 | 100-163 |
| КЧ 35-10 | 333 (35) | 10 | 100-163 |
| КЧ 37-12 | 362 (37) | 12 | 110-163 |
| КЧ 45-7 | 441 (45) | 7* | 150-207 |
| КЧ 50-5 | 490 (50) | 5* | 170-230 |
| КЧ 55-4 | 539 (55) | 4* | 192-241 |
| КЧ 60-3 | 588 (60) | 3 | 200-269 |
| КЧ 65-3 | 637 (65) | 3 | 212-269 |
| КЧ 70-2 | 686 (70) | 2 | 241-285 |
| КЧ 80-1,5 | 784 (80) | 1,5 | 270-320 |
Примечание: * По согласованию изготовителя с потребителем допускается понижение на 1%.
Ковкий чугун — химический состав
Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна согласно ГОСТ 1215-79, приведен в табл. 2.
Таблица 2: Химический состав ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79
| Марка | Массовая доля, % | ||||||||
| Основные компоненты | Примеси, не более | ||||||||
| C | Si | C Si | Mn | P | S | Cr | |||
| Ферритного класса | |||||||||
| КЧ 30-6 | 2,6-2,9 | 1,0-1,6 | 3,7-4,2 | 0,4-0,6 | 0,18 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 33-8 | 2,6-2,9 | 1,0-1,6 | 3,7-4,2 | 0,4-0,6 | 0,18 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 35-10 | 2,5-2,8 | 1,1-1,3 | 3,6-4,0 | 0,3-0,6 | 0,12 | 0,20 | 0,06 | ||
| КЧ 37-12 | 2,4-2,7 | 1,2-1,4 | 3,6-4,0 | 0,2-0,4 | 0,12 | 0,06 | 0,06 | ||
| Перлитного класса | |||||||||
| КЧ 45-7 | 2,5-2,8 | 1,1-1,3 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 50-5 | 2,5-2,8 | 1,1-1,3 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 55-4 | 2,5-2,8 | 1,1-1,3 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 60-3 | 2,5-2,8 | 1,1-1,3 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 65-3 | 2,4-2,7 | 1,2-1,4 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,06 | 0,08 | ||
| КЧ 70-2 | 2,4-2,7 | 1,2-1,4 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,06 | 0,08 | ||
| КЧ 80-1,5 | 2,4-2,7 | 1,2-1,4 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,06 | 0,08 | ||
Ковкий чугун | литейные сплавы, их свойства и приготовление
Ковкий чугун представляет собой сплав железа с углеродом, в котором содержится 2,2—3,0 % углерода, 1,1—1,3% кремния, 0,3—0,6% марганца, до 0,2% фосфора и до 0,1% серы. Название «ковкий» следует понимать лишь в том смысле, что этот чугун по сравнению с серым является более вязким и пластичным. Благодаря этим свойствам ковкий чугун широко применяют для изготовления машиностроительных деталей, испытывающих в работе ударные нагрузки.
Ковкие чугуны для отливок по ГОСТ 1215—59 (см. табл. 1) изготовляют следующих марок: КЧ 30—6, КЧ 33—8, КЧ 35—10, КЧ 37—12, КЧ 45—6, КЧ 50—4, КЧ 56—4, КЧ 60—3, КЧ 63-2. Условные обозначения марок: К — ковкий; Ч — чугун; первые две цифры — предел прочности при растяжении в кгс/мм2, а последняя цифра — относительное удлинение в процентах. Большинство технологических операций (изготовление форм и стержней, заливка расплава, выбивка и очистка отливок) в литейных цехах ковкого чугуна осуществляют обычными способами. При формовке изменяют лишь способ подвода расплава к отливке и устройство литниково-питающей системы. Следует, однако, иметь в виду, что производство отливок из ковкого чугуна более сложно и длительно, чем из серого. Так как в вагранке получить чугун с низким (менее 3%) содержанием углерода очень трудно, то плавку обычно проводят последовательно в двух печах. Шихту расплавляют в вагранке, а полученный в ней жидкий чугун переливают в дуговую электрическую печь и уже там доводят до требуемого химического состава. Полученный расплав разливают в песчаные формы. Низкое содержание кремния и углерода приводит к образованию в отливках белого чугуна, обладающего большой твердостью и хрупкостью, обусловленной присутствием в основе чугуна цементита (рис. 15, а).
Таблица 1. Физические, технологические и механические свойства литейных сплавов
| Сплав | Плотность, г/см3 | Усадка линейная, % | Температура заливки, °С | Предел прочности при растяжении, к гс/мм2 | Относительное удлинение, % | Твердость НВ |
| Серый чугун (обыкновенный) | 7,0—7,3 | 0,8—1,0 | 1180—1450 | 12—44 | 28—64* | 143—289 |
| Ковкий чугун | 7,1—7,4 | 1,4-1,6 | 1350—1480 | 30—63 | 2—12 | 163—269 |
| Сталь литая углеродистая | 7,7—7,85 | 1,6—2,0 | 1350—1570 | 40—60 | 10—24 | 109—199 |
| Бронза | 7,4—8,9 | 1,3-2,4 | 1000—1200 | 3—60 | 2—20 | 14—250 |
| Латунь | 8,3—8,6 | 1,9—2,0 | 1050—1150 | 15—70 | 4—20 | 30—160 |
| Алюминиевые сплавы | 2,5—2,9 | 1,25—1,35 | 690—780 | 12—35 | 0,5—15 | 45—95 |
| Магниевые сплавы | 1,7—1,85 | 1,35—1,6 | 690—800 | 9—28 | 1—6 | 30—75 |
* Предел прочности при изгибе, кгс/мм2.
После выбивки из форм и очистки отливки подвергают отжигу при температуре 900— 1000° С в специальных томильных печах. При отжиге цементит белого чугуна разлагается на феррит и свободный углерод, в результате чего исчезает свойственная белому чугуну хрупкость и он становится пластичным. При распаде цементита объем чугуна несколько увеличивается, отчего отливки во время отжига деформируются (коробятся). Если коробление достигает значительной величины, то отливки правят под прессом или ударами молота.
На рис. 15, б показана схема структуры наиболее распространенного ферритного ковкого чугуна, который характеризуется темным цветом излома и используется при производстве деталей сельскохозяйственных машин, ответственных автомобильных деталей, деталей тормоза и т. д.
Контрольное число (кч) в общероссийских классификаторах –
Контрольное число (КЧ) — расчетное число, используемое для проверки правильности записи кода в общероссийских классификаторах.
Общероссийские классификаторы используют «коды», присваиваемые для обозначения классификационной группировки или объекта классификации. Кодв представляют собой совокупность знаков (символов).
Для проверки правильности записи кода используют контрольное число, которое рассчитывается на основании утвержденной методики.
Обычно КЧ применяется разработчиками классификатора, чтобы удостовериться в его правильности. Пользователи обычно пользуются кодами и позициями классификатора. Практического значения для пользователей показатель КЧ не имеет.
Методика расчета контрольного числа утверждена Приложением В к «ПР 50.1.024-2005. Правила стандартизации. Основные положения и порядок проведения работ по разработке, ведению и применению общероссийских классификаторов» (утв. и введены в действие Приказом Ростехрегулирования от 14.12.2005 N 311-ст):
Приложение В
(обязательное)
Контрольное число рассчитывается следующим образом:
1. Разрядам кода в общероссийском классификаторе, начиная со старшего разряда, присваивается набор весов, соответствующий натуральному ряду чисел от 1 до 10. Если разрядность кода больше 10, то набор весов повторяется.
2. Каждая цифра кода умножается на вес разряда и вычисляется сумма полученных произведений.
3. Контрольное число для кода представляет собой остаток от деления полученной суммы на модуль «11».
4. Контрольное число должно иметь один разряд, значение которого находится в пределах от 0 до 9.
Если получается остаток, равный 10, то для обеспечения одноразрядного контрольного числа необходимо провести повторный расчет, применяя вторую последовательность весов, сдвинутую на два разряда влево (3, 4, 5,…).
Если в случае повторного расчета остаток от деления вновь сохраняется равным 10, то значение контрольного числа проставляется равным «0».
Пример расчета контрольного числа:
Код 5 6 3 9 2 1
Вес разрядов 1 2 3 4 5 6
Сумма произведений, полученных путем умножения каждой цифры кода на вес разряда, равна:
5 х 1 6 х 2 3 х 3 9 х 4 2 х 5 1 х 6 = 78.
Остаток от деления полученной суммы на модуль «11» равен 1:
78 : 11 = 7 (1).
Контрольное число для данного кода равно 1.
Контрольные числа применяются во многих общероссийских классификаторах.
Обычно, в классификаторе, контрольное число обозначается отдельной графой «КЧ» и указывается к каждому коду классификатора.
Для примера приводим выдержку из «ОК 011-93. Общероссийский классификатор управленческой документации» (утв. Постановлением Госстандарта России от 30.12.1993 N 299):
| Код | КЧ | Наименование формы |
| 0200000 | 4 | УНИФИЦИРОВАННАЯ СИСТЕМА ОРГАНИЗАЦИОННО-РАСПОРЯДИТЕЛЬНОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ |
| 0211000 | 0 | Документация по созданию организации |
| 0211111 | 7 | Положение об организации |
| 0211151 | 9 | Приказ о создании организации |
Рубрики:
Справочник по бухучету
Стандарт бухгалтерского учета — документ, устанавливающий требования к ведению бухгалтерского учета, а также допустимые способы ведения бухгалтерского учета. Стандарты подразделяются на федеральные, отраслевые, международные и стандарты организации (экономического субъекта).
07.04.2021
Марки ковкого чугуна
Ковкий чугун маркируется КЧ 45 – 6. Первое число – это прочность на растяжение, второе – это удлинение в процентах.
Основные физико-технические параметры ковкого чугунного сплава нормированы в ГОСТ 1215-79.
Конкретная марка КЧ непосредственно зависит от условий, в которых проводилось томление. После этой операции получают три класса чугуна КЧ:
- Ферритный класс содержит феррит и хлопьевидный графит: КЧ 30-6
- КЧ 33-8
- КЧ 35-10
- КЧ 37-12
- Перлитный класс содержит перлит и хлопьевидный графит: КЧ 45-7
- КЧ 50-5
- КЧ 56-4
- КЧ 60-3
- КЧ 65-3
- КЧ 70-2
- КЧ 80-1,5
- Ферритно-перлитный класс содержит феррит, перлит и хлопьевидный графит.
Маркировка
Как и другие металла или их сплавы, ковкий чугун имеет определённую маркировку. Он обозначается в сокращении КЧ. После букв, обозначающих материал, идут цифры. Первые две обозначают предел прочности на разрыв. Третья цифра указывает на показатель удлинения в процентах.
По ГОСТу 1215–79 существует 11 разновидностей ковкого чугуна, которые имеют собственную маркировку. Их можно найти в справочниках по литью металлов и сплавов или таблицах в интернете.
Маркировка
Обзор видов
А теперь подробнее о ферритном, перлитном и комбинированном ферритно-перлитном видах материала.
Общепринятая маркировка металла
Согласно с рекомендациями ГОСТ 1215–79, маркировка ковкого чугуна включает в себя первые буквы его наименования – КЧ. Прописанное число, состоящее из двух цифр, отображает показатель временного сопротивления или предел стойкости к деформации и разрушению, измеряемый в 10 МПа – КЧ 70.
Вдобавок к этому, марки ковких сплавов классифицируются в зависимости от их структур. К ферритному и ферритно-перлитному классу относятся КЧ с относительно низкими пределами стойкости к разрушениям и более высокими процентами относительного удлинения.
По данным ГОСТ 26358, можно определить такие свойства марок ковкого чугуна, как:
- временное сопротивление разрыву;
- твёрдость по Бринеллю (НВ);
- относительное удлинение.
Особенности и свойства металла
Литейные свойства материала и особенности технологии формы. Ковкий чугун, полученный из отливок белого малоуглеродистого сплава, обладает относительно низкими литейными характеристиками:
- слабой текучестью;
- большой усадкой в жидком виде, при затвердевании и в твёрдом состоянии;
- большой приверженностью к формированию горячих и холодных дефектов.
Все это создаёт существенные трудности во время изготовления чугунных деталей, требует высокого нагрева металла и усиленных мер борьбы с литейными пороками. Получение КЧ должно осуществляться с учётом усадки в литейной форме и изменений размеров во время термического воздействия (томления).
Производство этих материалов происходит обычно при температурах от 1350 до 1450 градусов. Для обеспечения таких условий требуются особые меры для повышения температуры сплава, определяющие грамотный подбор агрегата.
Трубы из ковкого чугуна
Особенности производства
При изготовлении ковкого чугуна существует ряд особенностей и тонкостей. В первую очередь необходимо понимать, что основой для изготовления этого материала является БЧ (белый чугун). Этот сплав обладает плохими показателями для литья. При остывании происходит процесс усадки, во время которого материал сильно теряет в размере. Во время литья белого чугуна часто образовываются дефекты, из-за которых заготовки бракуются.
Чтобы добиться желаемого результата и обойти все недостатки этого материала, необходимо нагревать его до критических температур и при этом учитывать то, насколько измениться форма заготовки во время процессов томления и усадки. Томление металла должно проходить при температуре в 1400 градусов по Цельсию.
При укладке заготовок в горшки их располагают как можно плотнее друг к другу. Сверху их засыпают рудой или песком. Таким образом материал защищается от процессов окисления и деформации.
Чтобы сделать ковкий чугун, используют электрические печи. Специальное оборудование позволяет регулировать температуру томления. Наиболее эффективными являются печи, в которых можно регулировать воздушные смеси. Самыми популярными печами для изготовления ковкого материала являются муфельные. Они позволяют уберечь емкости с заготовками от соприкосновения с продуктами сгорания топлива.
Готовые отливки проходят несколько этапов очистки. На первом этапе с них счищаются остатки формовочной смеси. Чтобы провести грубую очистку применяется промышленное пескоструйное оборудование. Далее идёт второй этап очистки, на котором с отливки удаляются остатки питателей. Для этого применяются шлифовальные машины.
В ГОСТах указаны требования и правила, которые позволяют уберечь детали из КЧ от появления различных дефектов. К ним могут относиться трещины, сколы, недоливы и раковины. Ковка чугуна не проводится ни на одном этапе производства. Исправить большинство дефектов термической обработкой невозможно.
Получение ковкого чугуна
Как уже было сказано выше, ковкий чугун получают термической обработкой белого чугуна с последующим томлением (выдержкой при определенной температуре).
Поскольку белые чугуны обладают плохими литьевыми качествами, при производстве ковких чугунов необходимо принимать меры, направленные на снижение дефектов литья. С этой целью белый чугун перегревается, а при отливке учитывается его усадка, а также изменение размеров заготовок во время томления, которое выполняется при температуре 1350-1450°С.
Процесс томления ковкого чугуна проводится в специальных цехах, где заготовки, выполненные из чугунных сплавов, размещаются в горшках, вмещающих до 300 отливок.
Максимальную прочность ковкий чугун получает, если проходит процесс отжига в горшках, выполненных из белого чугуна, легированного хромом.
Ковкий чугун производится в муфельных электропечах, которые могут в режиме томления гибко регулировать температуру, при этом продукты сгорания топлива не контактируют с горшками, с уложенными заготовками.
Преимущества ковкого чугуна
Ковкий чугун имеет следующие преимущества:
- Сочетание отличных механических свойств и высокой обрабатываемости резанием
- Однородность структуры по всему сечению отливки
- Отсутствие внутренних напряжений в отливке
- Способность воспринимать высокие знакопеременные нагрузки
- Хорошая коррозионностойкость
Ковкий чугун используется в производстве мелких тонкостенных отливок (3-50 мм) ответственного назначения, которые работают в условиях динамических знакопеременных нагрузок в автомобильной промышленности, тракторостроении и сельскохозяйственной технике.
Разновидности
При изготовлении высокопрочных чугунных сплавов, создаются разные условия, при которых проводится процедура отжига. В зависимости от изменений технологического процесса, получается три вида ковкого чугуна:
- Перлитный — в состав этого материала входят частицы графита хлопьевидной формы.
- Ферритный — этот материал включается в себя феррит и частицы углерода хлопьевидной формы.
- Ферритно-перлитный. Смесь двух предыдущих видов ковкого чугуна.
В зависимости от температуры отжига и легирующих добавок характеристики готового материала изменяются.
Свойства
Механические свойства чугуна напрямую зависят от того, сколько в его составе содержится углерода и в какой форме представлен этот компонент. Характеристики могут изменяться от добавления легирующих примесей. К ним относится кремний, марганец, сера, фосфор и хром.
- Высокий показатель прочности и пластичности.
- Хорошая вязкость.
- Материал обладает высокой износостойкостью.
Ковкий чугун является лучшей разновидностью основного сплава. Из него изготавливаются массивные конструкции, отдельные части которых соединяются с помощью сварочного оборудования.
Состав ковкого чугуна:
- C – 2,4-3,0%
- Si – 0,8-1,4%
- Mn – 0,3-1,0%
- P – до 0,2%
- S – до 0,1%
Пройдя процесс томления, ковкий чугун содержит аустенит и графит.
При медленном охлаждении цементит, входящий в состав перлита, разлагается, и структура приобретает вид из феррита и графита (ферритный ковкий чугун).
При быстром охлаждении получается перлитный ковкий чугун, поскольку вторая стадия разложения отсутствует.
Структура ковкого чугуна
Компактные графитовые включения, являющиеся основной особенностью микроструктуры ковкого чугуна, определяют его высокую прочность и пластичность. Ковкий чугун с низким содержанием углерода является единственным видом чугуна, который поддается сварке.
Теория железоуглеродистых структур
Карбон с ферумом могут образовывать несколько различных видов сплавов по типу кристаллической решетки, что отображается на варианте микроструктуры.
- Твердый раствор проникновения в α-железо – феррит.
- Твердый раствор проникновения в γ-железо – аустенит.
- Химическое образование Fe3C (связанное состояние) – цементит. Первичный образовывается путем быстрого охлаждения из жидкого расплава. Вторичный – более медленное снижение температуры, из аустенита. Третичный – постепенное охлаждение, из феррита.
- Механическая смесь зерен феррита и цементита – перлит.
- Механическая смесь зерен перлита или аустенита и цементита – ледебурит.
Для чугунов характерна особая микроструктура. Графит может находиться в связанном виде и образовывать вышеперечисленные структуры, а может пребывать в свободном состоянии в форме разных включений. На свойства влияют как основные зерна, так и эти образования. Графитовыми фракциями в металле являются пластины, хлопья или шары.
Пластинчатая форма характерна для серых железоуглеродистых сплавов. Она обуславливает их хрупкость и ненадежность.
Включения хлопьеобразные имеют ковкие чугуны, чем положительно влияют на их механические показатели.
Шарообразная структура графита еще более улучшает качества металла, влияя на увеличение твердости, надежности, выдержки значительных нагрузок. Такими характеристиками обладает чугун высокопрочный. Ковкий чугун свойства свои обуславливает ферритной или перлитной основами с наличием хлопьеобразных графитовых включений.
Ферритно-перлитный
С ним все понятно: в составе присутствует и феррит, и перлит, и хлопьевидный углерод. Получают такой материал путем повышенной концентрации в металле легирующих элементов, противостоящих графитизации. Обычно это марганец, хоть может быть и кремний, например. Получение такого вида обеспечивает сокращение времени выдержки 3-й стадии отжига, а также форсирование охлаждения.
Ферритный
Такой материал изготавливают в нейтральной среде, у него наблюдается ферритная структура и остаточный углерод отжига. В составе сплава до момента термической обработки будет 2,2- 2,29% углерода, а еще другие элементы, на которые приходится не более 1% от состава.
Если концентрация углерода уменьшается, прочностные маркеры чугуна этого класса растут. Но при этом литейные свойства становятся хуже. Применяется ферритный вид преимущественно в производстве машинных деталей и аграрной техники, которой необходима стойкость к перманентным нагрузкам и напряжениям.
