И сталь, и чугун - это железоуглеродистые сплавы, содержащие небольшое количество легирующих элементов и примесей. В зависимости от содержания углерода их можно разделить на:
- Чугун - содержит от 2,0% до 4,5% углерода
- Сталь - с содержанием углерода от 0,05% до 2,0%
- Кованое железо - содержащее менее 0,05% углерода
Похожие статьи: Чугун против кованого железа
Чугун
Что такое чугун?
Чугун - это железоуглеродистый сплав с содержанием углерода более 2%. Углерод в чугуне часто присутствует в виде графита, а иногда в виде карбидов.
Помимо углерода, чугун содержит от 1% до 3% кремния, а также марганец, фосфор, серу и другие элементы.
Легированный чугун также содержит такие элементы, как никель, хром, молибден, алюминий, медь, бор и ванадий.
Углерод и кремний - основные элементы, влияющие на микроструктуру и свойства чугуна.
Виды чугуна
Чугун можно разделить на:
1. Серый чугун:
При высоком содержании углерода (от 2,7% до 4,0%) углерод в основном находится в виде чешуйчатого графита, а поверхность излома имеет серый цвет. Имеет низкую температуру плавления (от 1145°C до 1250°C), небольшую усадку при затвердевании, сжатие прочность и твердость подобно углеродистой стали, и хорошо поглощает удары.
Из него изготавливаются такие конструктивные элементы, как станины станков, цилиндры и коробки.
2. Белый чугун:
При низком содержании углерода и кремния углерод в основном находится в виде карбидов, а поверхность излома имеет серебристо-белый цвет.
При затвердевании он имеет большую усадку и подвержен образованию усадочных отверстий и трещин. Он обладает высокой твердостью и хрупкостью и не выдерживает ударных нагрузок. В основном используется в качестве заготовок для ковкого чугуна и для изготовления износостойких деталей.
3. Мягкий чугун:
Получено отжиг В белом чугуне графит распределен в виде скоплений, которые обычно называют ковким чугуном. Его микроструктура и свойства однородны, износостойки, обладают хорошей пластичностью и вязкостью.
Он используется для изготовления деталей с сложные формы и способны выдерживать сильные динамические нагрузки.
4. Ковкий чугун:
Получается при сфероидизации железистой воды серого чугуна. Осажденный графит имеет сферическую форму, обычно называемую узловым чугуном.
Он обладает более высокой прочностью, вязкостью и пластичностью, чем обычный серый чугун. Используется для производства деталей двигателей внутреннего сгорания, автомобильных компонентов, сельскохозяйственной техники и т.д.
5. Компактированный графитовый чугун:
Полученный путем уплотнения и сфероидизации железистой воды серого чугуна, осажденный графит имеет червеобразную форму.
Его механические свойства аналогичны свойствам чугуна с шаровидным графитом, а литейные свойства находятся между серым чугуном и чугуном с шаровидным графитом. Он используется для производства автомобильных деталей.
6. Легированный чугун:
Обычный чугун с добавлением соответствующего количества легирующих элементов (таких как кремний, марганец, фосфор, никель, хром, молибден, медь, алюминий, бор, ванадий, олово и т.д.).
Легирующие элементы изменяют матричную структуру чугуна, придавая ему соответствующие характеристики, такие как жаропрочность, износостойкость, коррозионная стойкость, устойчивость к низким температурам или немагнитность.
Из него изготавливают детали для горного, химического оборудования, приборов и измерительных приборов.
Литая сталь
Что такое литая сталь?
Сталь, используемая для литья. Это литейный сплав, который можно разделить на три типа: углеродистая литая сталь, низколегированная литая сталь и специальная литая сталь.
Виды литой стали
1. Углеродистая литая сталь:
Литая сталь, в которой углерод является основным легирующим элементом и содержит небольшое количество других элементов. Литая низкоуглеродистая сталь содержит менее 0,2% углерода, литая среднеуглеродистая сталь содержит от 0,2% до 0,5% углерода, а литая высокоуглеродистая сталь содержит более 0,5% углерода.
С увеличением содержания углерода прочность и твердость углеродистой литой стали возрастают. Углеродистая литая сталь обладает высокой прочностью, пластичностью и вязкостью, а также низкой стоимостью.
Он используется в тяжелом машиностроении для производства деталей, выдерживающих большие нагрузки, таких как рамы прокатных станов, основания гидравлических прессов; в железнодорожном транспорте для производства деталей, подвергающихся большим нагрузкам и ударам, таких как подушки качания, боковые рамы, колеса и сцепные устройства.
2. Низколегированная литая сталь:
Литая сталь, содержащая такие легирующие элементы, как марганец, хром и медь. Общее количество легирующих элементов обычно меньше, чем в стали 5%, которая обладает большей ударной вязкостью и может получить лучшие механические свойства в результате термообработки.
Низколегированная литая сталь обладает лучшими характеристиками, чем углеродистая, уменьшает вес детали и увеличивает срок службы.
3. Специальная литая сталь:
Легированная литая сталь, доработанная для удовлетворения особых потребностей. Существует множество разновидностей, обычно содержащих один или несколько высокосодержащих легирующих элементов для получения определенных специальных свойств.
Например, высокомарганцовистая сталь с содержанием марганца от 11% до 14% может противостоять ударному износу и в основном используется для износостойких деталей горных машин и инженерного оборудования; различные нержавеющие стали на основе хрома или хромоникелевые, используемые для деталей, работающих в условиях коррозии или высоких температур выше 650°C, таких как корпуса клапанов, насосов, контейнеров для химической промышленности или корпуса турбин электростанций большой мощности.
Стандарт ASTM D-5S для аустенитного нодулярного железа требует содержание углерода менее 2,0%.
