Высокопрочный чугун и другие представители сплавов спецназначения
С этим металлом мы сталкиваемся практически каждый день: к примеру, высокопрочный чугун широко применяют в автомобильной промышленности. Также его используют для замены материала серого типа в случае, если существует потребность в снижении веса и увеличении срока эксплуатации деталей.
Высокопрочный чугун – не единственный представительно спецсплавов
Выплавляют его в доменных печах из железной руды. В результате получается сплав железа с углеродом и некоторых других компонентов, таких как хром или никель. Сплав отличается повышенной хрупкостью. Углерод в чугуне присутствует в виде графита или цементита.
Образование графита происходит в процессе его выделения из жидкого сплава или в результате распада цементита. Его наличие в сплаве способствует увеличению износостойкости металла. Он прекрасно поддается инструментальной обработке, в процессе которой образуется чистая поверхность.
Чугуны в основном используют только в качестве составляющих различных сплавов. Высокие литейные качества этого металла способствовали его широкому применению в промышленности. Выплавляемый в доменных печах он по своему назначению делится на: передельные, литейные и специальные (ферросплавные) виды. Два первых из них в дальнейшем применяют в производстве стали.
Литейные, объем производства которых составляет около 20% от всего производимого чугуна, поставляются на заводы машиностроительной отрасли для изготовления литых заготовок. К числу специальных сплавов относится жаростойкий, антифрикционный, немагнитный, износостойкий и жаропрочный чугун. Рассмотрим каждый из них более подробно в следующем разделе.
Жаростойкий чугун – яркий представитель особых сплавов
Жаростойкий чугун относится к типу серых высокопрочных сплавов, легирование которых осуществляется при помощи кремния или хрома. Данный вид металла отличается устойчивостью к воздействию высоких температур (до 700-800оС). Также высокой жаростойкостью обладают аустенитные легированные чугуны, в состав которых входит шаровидный графит.
Они применяются в производстве деталей различных аппаратов для химической промышленности, а также турбокомпрессоров, которые эксплуатируются при температуре до 700оС.
Жаропрочные разновидности относятся к аустенитным с шаровидным графитом ЧН19ХЗШ. Для повышения их технологических качеств такие сплавы подвергаются отжигу в нагревательных печах с последующим отпуском. В результате этого процесса в структуре металла образуются карбиды в виде округлых включений. Их используют для изготовления деталей дизельных двигателей, различного компрессорного оборудования и др.
Другие специальные чугуны
Чугун антифрикционный относится к серым высокопрочным чугунам специальных марок. Этим материалам свойственен низкий коэффициент трения, который напрямую зависит от количественного соотношения в нем феррита и перлита, а также от объема и формы графита. Благодаря своей металлической основе перлитные сплавы отличаются высокой износоустойчивостью.
Износостойкий чугун выплавляется с применением легирующих присадок, таких как никель, хром, молибден. Готовый материал впоследствии подвергается термической обработке, что ведет к повышению прочности и износоустойчивости деталей. Также для повышения эксплуатационных качеств легированного сплава используют поверхностное закаливание токами высокой частоты.
Модифицированный чугун получают путем добавления в жидкий металл специальных модификаторов. Некоторые из них, например, магний или иттрий при определенной концентрации вызывают выделение графита, что способствует образованию высокопрочного материала с шаровидным графитом.
Все виды специальных сплавов широко применяются в самых различных областях машиностроения, в особенности, когда металл кроме высокой прочности должен обладать определенными специфическими качествами.
