Физические и химические свойства чугуна

Физические свойства чугуна (плотность, теплофизические и электромагнитные свойства) зависят от состава и структуры, а следовательно, от вида и марки чугуна.

Плотность чугуна.

Пренебрегав сравнительно малым влиянием ряда элементов в обычном чугуне, можно рассчитать плотность чугуна.

rho = 100 / delim{[}{{100 - 15C_{с в} - C_т - 2,7S - 14,5(P - 0,1) - П_о} / {7,87 - 0,05Si - 0,065Al} + {15C_{с в}} / {7,67} + C_т / 2,2 + {2,7S} / {4} + {14,5(P - 0,1)} / {7,32}}{]}

где С, S, Р — массовые доли элементов,%;
Сr — массовая доля графита, %;
П0 — пористость, %;
15 Ссв; 2,7 S; 14,5 (Р—0,1) — количество карбидов железа, сульфидов марганца н фосфидной эвтектики соответственно.

Приведенная формула дает вполне удовлетворительные совпадения с экспериментальными данными.

В табл. 1 приведена плотность различных групп чугунов.

Наибольшей плотностью характеризуются белые чугуны, не содержащие свободных графитовых включений, а некоторые легированные чугуны (хромовые, никелевые, хромоникелевые).

Таблица 1. Плотность чугуна
Группа чугуна Марка чугуна Структура Плотность, т/м2
Белый Перлит, карбиды 7,4-7,75
С пластинчатым графитом СЧ15, СЧ18 Ферритная, ферритноперлитная 6,8-7,2
СЧ20-СЧ25 Перлитная 7,0-7,3
СЧ30, СЧ35 Перлитная 7,2-7,4
Высокопрочный с вермикулярным или шаровидным графитом ВЧ 35-ВЧ 45 Ферритная 7,1-7,2
ВЧ 60-ВЧ 80 Перлитная 7,2-7,3
ВЧ 100 Бейнитная 7,2-7,35
Ковкий КЧ 30-6/КЧ 37-12 Ферритная 7,2-7,24
КЧ 45-7/КЧ 65-3 Перлитная 7,3-7,5
Легированный Никелевый с 34-36% Ni Аустенитная 7,5-7,7
Никелевый с медью типа ЧН15Д7Х2 - нерезист 7,4-7,6
Хромовый тип ЧХ28, ЧХ32 7,3-7,6
Хромово-никелевый 7,6-7,8
Кремнистый типа С15, С17 Ферритная 6,7-7,0
Чугун с 12% Mn 7,1-7,3
Алюминиевый: с 5-8% Al типа ЧЮ22Ш - чугаль 6,4-6,7
Ферритная 5,6-6,0

У серых чугунов плотность обычно тем больше, чем выше прочность чугуна.

Высокопрочный чугун при прочих равных условиях (одинаковом содержании кремния, перлита и графита) характеризуется большей плотностью, чем чугун с пластинчатым графитом. Однако во многих случаях эта плотность может оказаться на практике ниже, чем у серых чугунов, вследствие более высокого содержания углерода и кремния или большей ферритизации матрицы.

Большей плотностью также характеризуются аустенитные чугуны, вследствие более плотного строения, особенно при легировании никелем и мелью, плотность которых больше, чем у железа.

При легировании марганцем плотность аустенита несколько понижается. Еще меньше плотность ферритных кремнистых и алюминиевых чугунов.

Во всех случаях на плотность отливок влияет пористость (газовая, усадочная), величина которой колеблется обычно от 0,5 До 1,2% в зависимости от состава чугуна, характера кристаллизации и технологических факторов (эффективности питания, толщины стенки и т. п.), которые, в свою очередь, определяются технологичностью конструкции отливки. Наибольшее значение имеют условия питания, гидростатический напор, под которым происходит затвердевание отливки. Поэтому плотность в верхних частях крупных отливок может быть на 5% меньше, чем в нижних частях, а в центре — на 10% меньше, чем на периферии.

Плотность графитизированного чугуна уменьшается также с увеличением толщины стенки отливки вследствие увеличения степени графитизации и укрупнения графита:

Толщина стенки, мм 10 12,5 25 37
Плотность, т/м3 7,23 7,14 7,08 7,02

С увеличением жесткости форма Уменьшается предусадочное расширение, а следовательно, и усадочная пористость. Поэтому отливки, полученные в металлические формы, при прочих равных условиях более плотные, чем отливки, изготовленные в песчаных формах.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.