چدن نشکن: خواص، نشانه گذاری و دامنه

آهن - سخت، مقاوم در برابر خوردگی، اما شکننده آلیاژ آهن کربن با کربن C در محدوده 2.14-6.67٪. به رغم وجود یک مشکل خاص، آن را تا انواع مختلف، خواص، برنامه های کاربردی. به طور گسترده ای مورد استفاده قرار چدن داکتیل است.

داستان

این مواد شده است از سال قبل از میلاد قرن چهارم شناخته شده است. الکترونیکی. ریشه چینی او در ششم می باشد. قبل از میلاد. الکترونیکی. در اروپا، اولین اشاره از تولید صنعتی از آلیاژ مورخ چهاردهم، و در روسیه - قرن شانزدهم. اما تکنولوژی تولید چدن نشکن است که در روسیه در قرن نوزدهم به ثبت رساند. پس از توسعه AD Annosovym.

از آنجا که چدنهای خاکستری در استفاده محدود است به علت خواص مکانیکی پایین، و فولاد - گران هستند و یک سختی کم و دوام، سوال به وجود آمد از فلز ایجاد یک قدرت قابل اعتماد، با دوام، جامد، در حالی که افزایشی و یک انعطاف پذیری خاص.

های فرفورژه هستند، با این حال، با توجه به ویژگی های پلاستیکی، خود را به برخی از انواع کار های پلاستیکی (به عنوان مثال، فورج) بوجود می آورد.

تولید

راه اصلی - ذوب در کوره های انفجار.

مواد اولیه برای تولید و فرآوری انفجار:

• شارژ - سنگ آهن حاوی اکسید فلزی به شکل ها Ferum.
• سوخت - کک و گاز طبیعی.
• اکسیژن - از طریق نیزه ویژه تزریق می شود.
• شار - تشکیل شیمیایی بر اساس منگنز و (یا) سیلیکون است.

مراحل انفجار کوره:

1. بازیابی آهن خالص با واکنش شیمیایی سنگ آهن با اکسیژن از طریق tuyeres.
2. احتراق تشکیل کک و کربن اکسیدهای.
3. از carburizing در واکنش های آهن خالص با CO و CO _2.
4. اشباع از آهن ₃ C با منگنز و سیلیکون بسته به خواص مورد نظر از خروجی.
5. تخلیه فلز به پایان رسید را به قالب از طریق taphole؛ تخلیه سرباره از طریق یک سوراخ سرباره روی ضربه بزنید.

پس از اتمام چرخه عامل انفجار کوره آهن، سرباره و گازهای حاصل به دست آمده.

محصولات فلزی حوزه تولید

بسته به سرعت سرد، ریزساختار اشباع کربن و مواد افزودنی ممکن است انواع مختلفی از آهن دریافت خواهید کرد:

1. خوک (سفید) کربن در یک صورت محدود، سیمان اولیه. مورد استفاده به عنوان ماده خام برای ذوب آلیاژهای دیگر پردازش آهن کربن. تا 80٪ از دامنه آلیاژ تولید شده است.
2. ریخته گری (خاکستری) کربن در قالب به طور کامل یا تا حدی آزاد گرافیت، یعنی صفحات آن است. Malootvetstvennyh برای تولید قطعات بدن استفاده می شود. تا 19 درصد تولید شده توسط ریخته گری کوره.
3. فررللیس غنی: ویژه. نوع 1/2٪ تولید در نظر گرفته.

چدن نشکن توسط عملیات حرارتی خوک تهیه شده است.

تئوری آهن ساختارهای

کربن با ها Ferum می تواند انواع مختلفی از آلیاژهای کریستال نوع شبکه در تجسم ساختار نشان داده شده است تشکیل می دهد.

1. نفوذ در جامد محلول α آهن - فریت.
2. نفوذ در جامد محلول γ آهن - آستنیت.
3. تشکیل شیمیایی آهن ₃ C (دولت موظف) - سمنتیت. اولیه است خنک کننده سریع از مایع مذابی. ثانویه - کاهش دمای آهسته از آستنیت. سوم - خنک کننده تدریجی از فریت.
4. مخلوط مکانیکی دانه فریت و سمنتیت - پرلیت.
5. مخلوط مکانیکی دانه آستنیت و پرلیت و یا سمنتیت - Ledebur.

برای چدن است که توسط یک ساختار خاص مشخص می شود. گرافیت می تواند در قالب و به صورت محدود و از ساختار بالاتر باشد، و ممکن است در حالت آزاد در قالب ناخالصی های مختلف باشد. از خواص هر دو دانه را اساسی، و این تشکل است. فراکسیون گرافیت فلز صفحات، تکه یا افلاک است.

شکل برگ به طور معمول برای آلیاژهای آهن-کربن خاکستری است. این امر باعث شکنندگی و عدم اطمینان است.

اجزاء چدن نشکن کرکی از یک اثر مثبت بر عملکرد مکانیکی خود را.

ساختار گرافیت کروی بیشتر باعث بهبود کیفیت فلز، موثر بر افزایش سختی دوام، استقامت بارهای قابل توجه است. از جمله ویژگی های دارای استحکام بالا چدن. خواص چدن نشکن علل آن فریت یا اصول اولیه پرلیت از حضور آخال پوسته پوسته.

تهیه چدن نشکن فریتی

آن تولید می شود از یک خوک سفید شمش آلیاژ کم کربن و فولاد های با محتوای کربن 2.4-2.8٪ و حضور مربوطه را از مواد افزودنی (منگنز، سیلیسیم، S، P) proeutectoid. ضخامت دیواره قطعات آنیل باید بیش از 5 سانتی متر باشد. ریخته گری قابل توجهی گرافیت ضخامت به شکل صفحات است و خواص مورد نظر دست یابند.

برای به دست آوردن چدن با فلز پایه فریتی است در جعبه های مخصوص قرار داده و پور شن و ماسه. محکم ظرف در بسته در یک کوره ی حرارتی قرار داده شد. در طول انجام آنیل مراحل زیر است:

1. ساخت و ساز در کوره های به دمای 1000 درجه سانتیگراد حرارت داده و مجاز به در حرارت ثابت ایستاده به مدت 10 تا 24 ساعت است. به عنوان یک نتیجه از انشعابات و Ledebur سمنتیت اولیه.
2. این فلز به 720 C در کوره سرد.
3. در دمای 720 درجه سانتیگراد مقاومت در برابر از 15 تا 30 ساعت طولانی مدت. این درجه حرارت را تضمین از فروپاشی سمنتیت ثانویه.
4. در مرحله نهایی دوباره با فر کار به 500؟ C سرد شد، و سپس به هوا برداشت.

این فرایند آنیلینگ به نام جوانه.

پس از ریزساختار کار فریت با دانه های گرافیت است. این نوع به نام "chernoserdechnym" از یک استراحت سیاه و سفید است.

تهیه پرلیت چدن چکش خوار

این نوع از آلیاژ آهن کربن، که همچنین از سفید proeutectoid سرچشمه، اما محتوای کربن آن افزایش می یابد: 3-3.6٪. برای ریخته گری با اساس پرلیت، آنها را در جعبه قرار داده شده بریزید و سنگ پودر آهن یا آسیاب مقیاس خرد. روش بازپخت خود را ساده شده است.

1. دمای فلز به 1000 مطرح شد؟ C، 60-100 ساعت نگه داشته.
2. طراحی سرد با کوره.

از آنجا که زردی تحت عمل حرارت در یک محیط فلزی پخش: رهاشدنی در گرافیت تجزیه سمنتیت برگ جزئی annealed قطعات لایه سطحی، حل و فصل در سنگ یا سرباره سطح. آماده نرم تر، سخت و انعطاف پذیر topsheet "beloserdechnogo" چدن نشکن با وسط جامد.

این بازپخت ناقص است نامیده می شود. این فروپاشی لدبوریت سمنتیت و پرلیت در صفحه با گرافیت مناسب فراهم می کند. در صورت لزوم انعطاف پذیر پرلیت دانه آهن با سختی و شکل پذیری بالاتر، بازیگران استفاده از مواد اضافی را به 720 گرم می شود؟ C. بنابراین می دانه های پرلیت با اجزاء گرافیت تشکیل شده است.

خواص، برچسب زدن و استفاده از چدن نشکن فریتی

بلند مدت "ازار" فلز در نتایج کوره در یک فروپاشی کامل از لدبوریت و سمنتیت در فریت. با توجه به پیچیدگیهای فنی، آلیاژ با کربن بالا - فریتی مشخصه ساختار فولاد کم کربن. اما کربن به خودی خود است و نه دور - آن را از دولت همراه آهن در رایگان می رود. اثر دما تغییر شکل اجزاء گرافیت به پوسته پوسته شدن.

ساختار فریت باعث کاهش سختی، افزایش مقادیر مقاومت، حضور ویژگی هایی مانند چقرمگی و انعطاف پذیری.

علامت گذاری به شکل دراورده کلاس فریت آهن: KCH30-6، KCH33-8، KCH35-10، KCH37-12 که در آن:

CN - گونه شناسایی - نرم و قابل انعطاف؛

30، 33، 35، 37: σ _یک 300، 330، 350، 370 N / میلی متر ² - حداکثر بار که می توان آن را بدون شکستن مقاومت در برابر.

6، 8، 10، 12 - کشیدگی، δ،٪ - شاخص انعطاف (بالاتر از ارزش، بیشتر در معرض درمان فشار فلزی).

سختی - در مورد 100-160 HB.

این مواد که عملکرد بین متوسط مانند فولاد و چدن کربن آلیاژ خاکستری است. چدن نشکن با پایه فریتی پرلیت تحتانی از نظر مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر خوردگی و استحکام خستگی، اما استقامت مکانیکی بالاتر، انعطاف پذیری، ریخته گری ویژگی های. : با قیمت پایین آن به طور گسترده ای در صنعت برای تولید قطعات عامل در بارهای کم و متوسط استفاده می شود چرخ دنده ها، بدنه، محور عقب، لوله کشی.

خواص، برچسب زدن و استفاده از پرلیت چدن چکش خوار

با توجه به سرد شدن آهسته اولیه ناقص، زمان دوم و Ledebur سمنتیت را به طور کامل در آستنیت، که در دمای 720 درجه سانتیگراد به پرلیت تبدیل حل می شود. در حالت دوم یک مخلوط مکانیکی دانه فریت و سمنتیت سوم است. در واقع، بخشی از کربن به صورت محدود و باقی مانده است، باعث می شود یک ساختار، یک بخش - "آزاد" در گرافیت ورقه است. هنگامی که این پرلیت می تواند یک صفحه و یا دانه دار. بنابراین تشکیل پرلیت چدن چکش خوار. خواص آن به دلیل اشباع ساختار سخت تر و کمتر قابل انعطاف هستند.

این، هنگامی که در مقایسه با فریتی خوردگی بالاتر، مقاوم در برابر سایش خواص، دوام خود را به طور قابل ملاحظه بالاتر است، اما کمتر شکل پذیری و ویژگی های castability. استعداد ابتلا به فشار مکانیکی افزایش سطح در حالی که حفظ سختی و چقرمگی از هسته محصول.

علامت گذاری پرلیت آهن: KCH45-7، KCH50-5، KCH56-4، KCH60-3، KCH65-3، KCH70-2، KCH80-1،5.

رقم اول - قدرت طراحی: 450، 500، 560، 600، 650، 700 و 800 N / میلی متر ^{2 بود.}

دوم - شکل پذیری δ نماد کشیدگی،٪ - 7، 5، 4، 3، 3، 2 و 1.5.

برنامه های کاربردی پرلیت چدن نشکن در رشته مهندسی مکانیک و ابزار برای طرح های که در بار بالا عمل پیدا شده است - هر دو استاتیک و دینامیک: میل بادامک، میل لنگ، قطعات کلاچ، پیستون، شاتون.

عملیات حرارتی

مواد به دست آمده با توجه به عملیات حرارتی، یعنی، بازپخت ممکن است به روش تکرار تاثیرات درجه حرارت قرار می گیرند. هدف اصلی آنها - حتی قدرت بیشتر، دوام، مقاومت در برابر خوردگی و پیری.

1. معتدل است برای سازه های نیاز به سختی بالا و چقرمگی استفاده می شود؛ به 900 گرم تولید شده توسط؟ C، قطعات با نرخ متوسط حدود 100؟ C / ثانیه با استفاده از روغن موتور سرد می شود. پس از آن باید به یک تعطیلات بالا با حرارت به 650S و خنک کننده با هوا می شود.
2. عادی برای قطعات ساده متوسط در یک کوره با حرارت دادن تا 900 درجه سانتیگراد استفاده می شود، در این درجه حرارت ایستاده برای مدت 1 تا 1.5 ساعت و خنک کننده پس از آن در هوا باقی بماند. Troostite فراهم می کند پرلیت دانه، ثبات و استحکام و قابلیت اطمینان از اصطکاک آن و می پوشند. این است که برای ضد سایش چدن چکش خوار با پایه پرلیت استفاده می شود.
3. آنیل بارها و بارها در تولید ضد اصطکاک انجام می شود: حرارت - تا 900 C، نگه داشتن در این گرما طولانی مدت، خنک کننده با کوره. فریتی ارائه و یا فریتی-پرلیتی ساختار ضد اصطکاک چدن نشکن.

گرمایش محصولات چدن می تواند باشد که به صورت محلی یا پیچیده انجام شده است. برای بالا جریان های فرکانس کاربردی موضعی یا شعله استیلن (برگزاری رفع). برای پیچیده - کوره های حرارتی. زمانی که حرارت محلی تنها لایه فوقانی سخت است، آن را افزایش سختی و استحکام آن است، اما شاخص شکل پذیری و گرانروی هسته باقی می ماند.

این مهم است که اشاره می کنند که جعل آهن غیر ممکن است، نه تنها به دلیل ویژگی های مکانیکی کافی، بلکه به دلیل حساسیت بالای آن به تغییرات ناگهانی درجه حرارت، که اجتناب ناپذیر که رفع با آب خنک کننده است.

ضد اصطکاک چدن چکش خوار

این تنوع نیز به نرم و قابل انعطاف اعمال می شود و دوپ، آنها خاکستری (ASF) هستند، جعل (APC) و استحکام بالا (ACHV). APC است برای انعطاف پذیر تولید چدن، است که به بازپخت یا عادی در معرض استفاده می شود. مقاومت در برابر سایش در اصطکاک با بخش های دیگر - فرآیندهای هستند که به منظور بهبود خواص مکانیکی آن و تشکیل ویژگی های جدید انجام شده است.

برچسب: 1-APC، APC-2. مورد استفاده برای تولید میل لنگ، چرخ دنده، بلبرینگ.

اثر مواد افزودنی بر خواص

به غیر از پایه آهن گرافیت و آنها را در ترکیب خود داشته باشند، و دیگر اجزای، که همچنین خواص چدن شود: منگنز، سیلیکون، فسفر، گوگرد، برخی از عناصر آلیاژی.

منگان را بهبود می بخشد سیالیت فلز مذاب، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر سایش. آن را به سختی و استحکام اتصال کربن با آهن در فرمول شیمیایی آهن ₃ C، تشکیل پرلیت دانه کمک می کند.

سیلیکون همچنین دارای یک اثر مثبت بر سیالیت آلیاژ مذاب، آن را به فروپاشی از سمنتیت و آخال گرافیت تخصیص کمک می کند.

گوگرد - منفی است، اما یک جزء اجتناب ناپذیر است. این کاهش می دهد خواص مکانیکی و شیمیایی، باعث تحریک تشکیل ترک. با این حال، رابطه منطقی با محتوای آن از عناصر دیگری (مثلا، منگنز) تصحیح فرآیندهای ریزساختاری. بنابراین، هنگامی که نسبت منگنز-S 0،8-1،2 پرلیت است که در هر گونه نفوذ دمای زمان بندی ذخیره می شود. با افزایش نسبت به 3 ممکن است برای به دست آوردن هر ساختار مورد نظر بسته به پارامترهای از پیش تعیین شده.

فسفر در حال تغییر است برای سیالیت بهتر بر قدرت، را کاهش می دهد سختی و شکل پذیری، تاثیر بر طول مدت گرافیتی.

کروم و مانع از مولیبدن تشکیل گرافیت، در برخی از محتویات ترویج تشکیل پرلیت دانه.

تنگستن مقاومت در برابر ساییدگی هنگام کار در مناطق درجه حرارت بالا افزایش می دهد.

آلومینیوم، مس و نیکل به گرافیتی کمک می کند.

با تنظیم مقدار عناصر شیمیایی که آلیاژ آهن کربن، و همچنین نسبت را تشکیل می دهند، می تواند خواص نهایی چدن تاثیر می گذارد.

مزایا و معایب

نشکن chugun- مواد با استفاده گسترده در هنر است. مزیت های اصلی آن عبارتند از:

• سطح بالایی از سختی، مقاومت، قدرت، همراه با سیالیت لباس؛
• ویژگی های طبیعی چقرمگی و شکل پذیری؛
• فرآیندپذیری با درمان فشار، در تقابل با چدن خاکستری؛
• خواص مختلف مورد ادامه اصلاح تحت روش های خاصی از عملیات حرارتی و شیمیایی و حرارتی؛
• کم هزینه است.

معایب ویژگی های فردی عبارتند از:

• شکنندگی؛
• حضور آخال از گرافیت؛
• عملکرد ضعیف در برش.
• ریخته گری وزن قابل توجه است.

با وجود کاستی های فعلی، چدن داکتیل اتهام در متالورژی و مهندسی مکانیک طول می کشد. از آن جمله جزئیات مهم به عنوان میل لنگ، قطعات لنت های ترمز، چرخ دنده ها، پیستون ها، شاتون تولید شده است. داشتن یک تنوع کوچک از علامت های تجاری، طاقچه های فردی در صنعت اشغال چدن نشکن. کاربرد آن به نوعی برای بار که تحت آن استفاده از مواد دیگر بعید است است.