Залізовуглецеві сплави: Чавуни
1. Класифікація чавунів
Чавун – залізовуглецевий сплав, що містить 2,5–4,5 % вуглецю, 1–3 % кремнію, 0,3–1 % марганцю та домішки сірки й фосфору.
Основна класифікаційна ознака – форма вуглецю (графіт чи цементит).
|
Класифікація чавунів |
||
|
Вид |
Характеристика |
Використання |
|
Білий |
Вуглець у вигляді цементиту (Fe₃C). Злам світлий. Дуже твердий і крихкий, погано обробляється
різанням. |
Виробництво ковкого чавуну, як проміжний продукт у металургії. |
|
Сірий |
Вуглець у вигляді пластинчастого графіту. Злам сірий. Добре
обробляється, має високі литі властивості.
|
Деталі машин, корпуси верстатів, труби, плити, радіатори. |
|
Ковкий |
Отримується відпалюванням білого чавуну; графіт у вигляді
грудочок. Висока пластичність і міцність. |
Деталі автомобілів, фітинги, арматура, деталі зі складною
формою. |
|
Високоміцний (модифікований) |
Графіт у формі кульок (кулькоподібний графіт), досягається
модифікуванням магнієм.
|
Колінчасті вали, зубчасті колеса, труби під тиском. |
|
Спеціальні чавуни (леговані) |
Містять легуючі елементи (Cr, Ni, Mo тощо) для надання
спеціальних властивостей (жаростійкість, корозійна стійкість). |
Деталі хімічного обладнання, теплові агрегати.
|
2. Механічні властивості
(показники залежать від марки та умов лиття)
Густина: 6,8–7,4 г/см³
Твердість: HB 130–300 (білий до 600 HB)
Міцність на розтяг:
сірий: 150–300 МПа
ковкий: 350–600 МПа
високоміцний: до 800 МПа
Добра литкість, сірий і високоміцний – гарна вібро- й зносостійкість.
3. Маркування чавунів (за ДСТУ / ГОСТ)
Сірий чавун – літера СЧ+ цифра, що показує мінімальну межу міцності на розтяг, МПа.
Напр.: СЧ20 – сірий чавун з міцністю 200 МПа.
Ковкий чавун – літера КЧ + цифра (межа міцності).
Напр.: КЧ35-10– міцність 350 МПа, відносне подовження 10 %.
Високоміцний чавун – ВЧ + цифра (межа міцності).
Напр.: ВЧ60 – міцність 600 МПа.
Білі та спеціальні чавуни маркують за хімічним складом (наприклад, з позначенням легуючих елементів: ЧХ – хромистий, ЧН – нікелевий тощо).
4. Галузі застосування
Сірий чавун: корпуси верстатів, станини, труби, кришки люків, радіатори опалення.
Ковкий чавун: деталі автомобілів і тракторів (корпуси редукторів, кронштейни, фітинги).
Високоміцний чавун: колінчасті вали, зубчасті колеса, напірні трубопроводи.
Білий чавун: проміжний продукт для отримання ковкого чавуну, виробництво зносостійких деталей.
Спеціальні чавуни (леговані): хімічне обладнання, жаростійкі та корозійностійкі деталі (наприклад, у хімічній та енергетичній промисловості).
Підсумок:
Чавуни – важлива група залізовуглецевих сплавів з різними видами структури графіту, що визначає їхні властивості, маркування та сфери застосування – від звичайного лиття до високонавантажених машинобудівних деталей.
Завдання до теми «Залізовуглецеві
сплави: Чавуни. Класифікація, механічні властивості, маркування та галузі
застосування»
1 Питання для опитування
1. Що таке чавун
і який діапазон вмісту вуглецю він має?
2. За якою
ознакою проводять основну класифікацію чавунів?
3. Назвіть
основні види чавунів та дайте їх коротку характеристику.
4. У чому
відмінність між сірим і білим чавуном за структурою та властивостями?
5. Що означає
маркування СЧ20, КЧ35-10, ВЧ60?
6. Де
використовують ковкий та високоміцний чавун?
7. Які легуючі
елементи можуть входити до складу спеціальних чавунів і для чого?
2 Тестові запитання (виберіть одну правильну
відповідь)
1. У білому
чавуні вуглець знаходиться у вигляді:
a) пластинчастого графіту
b) цементиту
c) кулькоподібного графіту
d) аморфного вуглецю
2. Ковкий чавун
отримують:
a) модифікуванням магнієм
b) відпалюванням білого чавуну
c) введенням легуючих елементів
d) швидким охолодженням сірого чавуну
3. Позначення
ВЧ60 означає:
a) високоміцний чавун із межею міцності 600
МПа
b) сірий чавун із межею міцності 600 МПа
c) ковкий чавун із відносним подовженням 60
%
d) чавун із вмістом вуглецю 6 %
4. Сірий чавун
відрізняється:
a) високою пластичністю
b) високою твердістю і крихкістю
c) наявністю пластинчастого графіту
d) обов’язковим легуванням хромом
3. Практичні (групові або індивідуальні) завдання
1. Заповніть
таблицю: вид чавуну – форма вуглецю – основні властивості – типові сфери
застосування.
2. Завдання на
маркування: розшифруйте позначення СЧ25,
КЧ45-6, ВЧ70.
3. Ситуаційне
завдання:*вам потрібно виготовити труби для напірного водопостачання. Який вид
чавуну оберете та чому?
4. Порівняльний
аналіз: складіть коротку схему відмінностей між ковким та високоміцним чавуном
(спосіб отримання, властивості, використання).
4. Дослідницьке / творче завдання
Підготуйте
коротке повідомлення (3–4 хв) або міні-презентацію про один із видів
спеціальних (легованих) чавунів: його склад, властивості та приклади
використання.
Немає коментарів:
Дописати коментар