Temperguss: Eigenschaften, Kennzeichnung und Anwendungsbereich

Eisen – fest, ätzend-resistenten, jedoch fragile железоуглеродистый Legierung mit einem Gehalt von Karbon im Bereich von 2,14 bis 6,67 %. Trotz der Anwesenheit von charakteristischen Nachteilen, die Vielfalt der Arten, Eigenschaften, Einsatzgebiete. Weit verbreitet ist Temperguss.

Geschichte

Dieses Material bekannt war, seit dem vierten Jahrhundert v. Chr. Seine chinesischen Wurzeln sind in der VI Jahrhundert v. Chr. In Europa die erste Erwähnung der industriellen Produktion stammen aus der Legierung XIV, und in Russland – XVI Jahrhundert. Aber die Technologie der Herstellung von Temperguss patentiert in Russland im XIX Jahrhundert. Nach A. D. entwickelt Анносовым.

Da graue beschränkt auf die Verwendung von Gusseisen in Kraft niedrigen mechanischen Eigenschaften und zu einer ü teuer und haben eine geringe Härte und Langlebigkeit, so entstand die Frage über die Schaffung des Metalls zuverlässigen, haltbaren, festen, in der gleichen Zeit, die eine erhöhte Festigkeit und eine gewisse Plastizität.

Schmiede Gusseisen ist nicht möglich, aber durch die Plastik-Eigenschaften, es eignet sich für einige Arten von Umformen (zum Beispiel Schmiede).

Produktion

Die wichtigsten Verfahren – Schmelzen von Domain-öfen.

Die Ursprünglichen Produkte für Hochofen Verarbeitung:

• Mischung - Eisenerz, enthaltend das Metall in Form von Oxiden ферума.
• Kraftstoff - Koks und Erdgas.
• Sauerstoff - gesprengt durch spezielle Lanze.
• Flussmittel - Chemische Bildung auf der Grundlage von Mangan und (oder) Silizium.

Phasen der Hochofen Schmelzen:

1. Wiederherstellung von reinem Eisen durch Chemische Reaktionen Eisenerz mit wird durch eine Lanze Sauerstoff.
2. Die Verbrennung von Koks und Bildung der Oxide Carbon.
3. Aus reinem Eisen Aufkohlen in den Reaktionen mit Co und Co₂.
4. Sättigung Fe₃C Mangan und Silizium in Abhängigkeit von den erforderlichen Eigenschaften für die Ausgabe.
5. Entleerung des fertigen Metalls in der Form durch die gusseisernen Letki; ablassen der Schlacke durch Schlacke Abstich.

Nach Abschluss des Arbeitszyklus Hochöfen Gusseisen erhalten, Schlacke und колошниковые Gase.

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Metal products Produktion eines Domain

Abhängig von der Abkühlgeschwindigkeit, der Mikrostruktur, der Sättigung mit Kohlenstoff und Zusatzstoffen erhalten Sie möglicherweise mehrere Arten von Gusseisen:

1. Передельные (weiß): Kohlenstoff in gebundener Form, primär-zementit. Verwendet als Rohstoff für die Verhüttung von anderen железоуглеродистых Legierungen, Verarbeitung. Bis zu 80% aller produzierten Domain-Legierung.
2. Gießereien (Grau): Carbon in Form von vollständig oder teilweise freien Graphits, nämlich seine Platten. Verwendet für die Herstellung von малоответственных der Gehäuseteile. Bis zu 19% von der Domain-Casting.
3. Special: gesättigte ферросплавами. 1-2% der betrachteten Form der Produktion.

Temperguss erhalten durch Wärmebehandlung передельного.

Theorie железоуглеродистых Strukturen

Mit Carbon ферумом bilden können mehrere verschiedene Arten von Legierungen nach dem Typ des Kristallgitters, was Ausführungsform wird auf die Mikrostruktur.

1. Feste Lösung eindringen in den α-Eisen – Ferrit.
2. Feste Lösung eindringen in γ-Eisen – Austenit.
3. Chemische Bildung Fe₃C (verbundene Bedingung) – zementit. Primär entsteht durch schnelle Abkühlung aus der flüssigen Schmelze. Auktion – mehr als eine langsame Abnahme der Temperatur, der Austenit. Tertiäre ü schrittweise abkühlen, aus Ferrit.
4. Mechanische Mischung aus Körnern Ferrit und zementit ü Perlit.
5. Mechanische Mischung Korngrenzen Perlit oder Austenit und zementit ü ледебурит.

Für Gusseisen gekennzeichnet durch eine Besondere Mikrostruktur. Graphit kann in gebundener Form und bilden die oben genannten Strukturen, und wohnen kann im freien Zustand in Form von verschiedenen Einschlüssen. Auf die Eigenschaften auswirken, wie die wichtigsten Getreide, und diese Bildung. Graphit Fraktionen im Metall sind die Platten, Flocken oder Kugeln.

Slat Form ist typisch für den grauen железоуглеродистых Legierungen. Es bewirkt, dass Ihre zerbrechlichkeit und Unzuverlässigkeit.

Aktivieren хлопьеобразные haben schmiedbaren Gusseisen, was einen positiven Einfluss auf Ihre mechanischen Eigenschaften.

Eine Runde Struktur Graphit für noch bessere Qualität des Metalls beeinflußt die Erhöhung der Härte, Zuverlässigkeit, Ausdauer erhebliche Belastungen. Solche Eigenschaften hat Gusseisen Hochfest. Temperguss Ihre Eigenschaften bedingt ferritischen oder перлитной Grundlagen mit der Anwesenheit von хлопьеобразных Graphit-Einschlüsse.

Erste ferritischen Temperguss

Hergestellt aus weißem передельного доэвтектоидного малоуглеродистого durch glühen der Legierung Barren mit einem Gehalt an Kohlenstoff von 2,4-2,8 % des Vorhandenseins und der dazugehörigen Ergänzungen (Mn, Si, S, P). Die Wanddicke отжигаемых Teile sollte nicht mehr als 5 cm Für Castings beträchtliche Dicke Graphit hat die Form der Platten und die gewünschten Eigenschaften nicht erreicht werden.

Um duktiles Gusseisen mit ferritischem Grundlage, Metall wird in spezielle Kisten und Gießen Sand. Dicht schließende Behälter wird in den Heizschlangen des Ofens. Führen Sie diese Schritte durch glühen:

1. Entwürfe erwärmen in öfen auf eine Temperatur von 1 000 s und gelassen ertragen werden, bei gleichbleibender Wärme auf die Dauer von 10 bis 24 Stunden. In der Folge zerfällt primär-zementit und ледебурит.
2. Metall kühlen Mit bis zu 720 zusammen mit dem Ofen.
3. BeiTemperatur 720 Mit Whiskey lange Zeit: 15 bis 30 Stunden. Diese Temperatur stellt den Zerfall des sekundären zementit.
4. In der Endphase wieder abgekühlt zusammen mit arbeitendem Ofen Mit bis zu 500, sondern nach nutzen in die Luft.

Dies ist der technologische annealing genannt графитизирующим.

Nach der durchgeführten Arbeit die Mikrostruktur des Materials ist ein Ferrit mit хлопьевидными Körnern Graphit. Diese Art nennt man „черносердечным», da der Knick hat eine schwarze Farbe.

Erste perlitischem Temperguss

Es ist eine Art железоуглеродистого-Legierung, die auch entsteht aus доэвтектоидного weiß, aber Kohlenstoffgehalt in ihm erhöht: 3-3,6 %. Für Gussteile mit перлитной deren Grundlage wird in die Kisten Gießen und gehackte pulverisiertem Eisenerz oder Rückständen. Das Verfahren selbst annealing vereinfacht.

1. Temperatur des Metalls erhöht wird, bis 1 000 Mit tränken 60-100 Stunden.
2. Konstruktion mit dem Ofen abgekühlt.

Aufgrund der Mattigkeit unter der Einwirkung der Hitze in metallischer Umgebung ist die Diffusion von: ausgeschieden in цементитном Zerfall Graphit teilweise verlässt die oberflächliche Schicht отжигаемых Teile, siedelte sich auf der Oberfläche des Erzes oder Zunder. Erhalten mehr als weich, zäh und dehnbar Obere Schicht „белосердечного» Temperguss mit einer festen Mitte.

Dies glühen nennt man unvollständig. Er sorgt für den Zerfall von zementit und ледебурита Plattenwärmetauscher auf Perlit mit passendem Graphit. Falls erforderlich granuliert perlitisch Temperguss mit höheren raten der Zähigkeit und Duktilität, gilt ein zusätzliches Vorwärmen des Materials bis zu 720 C. dabei bilden sich Körner mit Perlit хлопьевидными графитными Einschlüssen.

Eigenschaften, Kennzeichnung und Anwendung von ferritischem Temperguss

Langes „Stress“ Metall-öfen in Folge hat eine vollständige Aufschlüsselung der zementit und ледебурита auf Ferrit. Dank der technologischen Tricks, erhalten eine Legierung mit hohem Kohlenstoffgehalt ü ferritische Struktur, die charakteristisch für unlegierten Stahl. Jedoch Karbon selbst ist nicht Weg – er geht aus dem mit dem Eisen verbundenen Zustand in das freie. Die Temperatureinwirkung ändert sich die Form Graphit-Einschlüsse bis хлопьеобразной.

Ferritische Struktur bedingt eine Abnahme der Härte, Zunahme der Werte der Stärke, das Vorhandensein solcher Eigenschaften, wie Schlagzähigkeit und Verformbarkeit.

Gusseisen Kennzeichnung ковких ferritischen Klasse: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12, wo:

KH – die Bezeichnung der Sorte – Temperguss;

30, 33, 35, 37: σ, 300, 330, 350, 370 N/mm² – maximale Belastung, die er aushält, ohne zu zerbrechen;

6, 8, 10, 12 – Dehnung, δ, % ü Indikator für die Plastizität (je höher der Wert, desto größer ist die Metall Zerspanen Druck).

Härte – etwa 100-160 außentemp.

Dieses Material entsprechend seiner Eigenschaften eine Mittelstellung zwischen diesen, wie Stahl und железоуглеродистый Legierung Grau. Duktiles Gusseisen mit ferritischem schlechter als die Grundlage перлитному über die Indikatoren für die Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Ermüdungsfestigkeit, jedoch höhere mechanische Verschlusszeit, Plastizität, Gusseisen Eigenschaften. Aufgrund des niedrigen Preises weit verbreitet in der Industrie für die Herstellung von teilen, die bei kleineren und mittleren Belastungen: Zahnräder, Kurbelgehäuse, Hinterachsen, Sanitär.

Eigenschaften, Kennzeichnung und Anwendung von perlitischem Temperguss

Durch Weichglühen primäre, sekundäre цементиты und ледебурит Zeit vollständig aufgelöst аустените, die bei einer Temperatur von 720 Mit verwandelt sich in Perlit. Letzteres ist eine mechanische Mischung von Körnern Ferrit und zementit Tertiär. Eigentlich ein Teil des Kohlenstoffs bleibt in gebundener Form, Struktur bedingt, und der Teil – „freigegeben» in Graphit abgeblättert. Dabei Perlit kann Plattenwärmetauscher oder granuliert. Auf diese Weise wird perlitisch Temperguss. Eigenschaften aufgrund seiner ereignisreichen fester und weniger biegsam Struktur.

Diese, im Vergleich mit ферритными, haben einen hohen Korrosionsschutz, abriebfest Eigenschaften, Ihre Festigkeit ist deutlich höher, jedoch unterhalb der Casting-Eigenschaften und Plastizität. Nachgiebigkeit gegen mechanische Beanspruchung erhöht Tenside, unter Beibehaltung der Härte und Zähigkeit des Kerns des Produkts.

Kennzeichnung Gusseisen ковких perlitischem Klasse: КЧ45-7, КЧ50-5, КЧ56-4, КЧ60-3, КЧ65-3, КЧ70-2, КЧ80-1,5.

Die Erste Ziffer – die Bezeichnung der Stärke: 450, 500, 560, 600, 650, 700 und 800 N/mm² bzw.

Die Zweite ü Bezeichnung Plastizität: die relative Dehnung δ, % ü 7, 5, 4, 3, 3, 2 und 1,5.

Perlitisch Temperguss Anwendung gefunden, die im Maschinen-und Apparatebau für die Entwürfe, die bei hohen Belastungen sowohl statisch, als auch dynamisch: Nockenwellen, Kurbelwellen, Teile, Kupplung Ersatzteile, Kolben, Pleuel.

Wärmebehandlung

Ein Material, das durch thermische Behandlung, nämlich dem glühen, kann erneut ausgesetzt werden Methoden der thermischen Einflüssen. Ihr Hauptziel – eine noch größere Erhöhung der Festigkeit, Verschleißfestigkeit, Beständigkeit gegen Korrosion und Alterung.

1. Hardening gilt für Designs, die hohe Härte und Zähigkeit; wird durch erhitzen auf 900, Details gekühlt mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von etwa 100 S/h mit dem Maschinenöl. Danach sollte ein hohes Urlauberhitzen bis 650С und Luftkühlung.
2. Die Normalisierung wird verwendet, um kleinere einfache Teile durch erhitzen in einem Ofen Mit bis zu 900, выстаивания bei dieser Temperatur für einen Zeitraum von 1 bis 1,5 Stunde und anschließender Luftkühlung. Bietet трооститный körniger Perlit, seine Härte und Festigkeit bei Reibung und Verschleiß. Gilt für eine Anti-Friction ковких Gusseisen mit перлитной Grundlage.
3. Ausglühen erfolgt erneut bei der Herstellung von Anti-Friction: heizen – Mit bis zu 900, langfristige Belichtungszeit bei dieser Wärme, Kühlung zusammen mit dem Ofen. Wird durch ferritische oder ферритно-перлитная Struktur Anti-Friction Temperguss.

Die Erwärmung der gusseisernen Produkte können lokal durchgeführt werden oder in einem Komplex. Für die lokale gelten hochfrequente Ströme oder ацетиленовое Flamme (Durchführung abschrecken). Für eine umfassende ü Heizung-öfen. Die lokale Erwärmung nur die oberste Schicht gehärtet wird, dadurch erhöht sich die Härte und Festigkeit, aber gespeichert werden die Indikatoren der Duktilität und Zähigkeit des Kerns.

Es ist wichtig anzugeben, dass die Schmiede Gusseisen nicht möglich ist, nicht nur wegen des unzulänglichen mechanischen Eigenschaften, sondern auch wegen seiner hohen Empfindlichkeit gegenüber starken Temperaturdifferenz, die unvermeidlich beim Härten wassergekühlt.

Die Anti-Friction-schmiedbaren Gusseisen

Diese Vielfalt gilt auch für ковким, und zu легированным, Sie sind Grau (ach), ковкими (АЧК) und hochfesten (АЧВ). Für die Herstellung von АЧК Temperguss verwendet, die dem glühen oder normalisieren. Prozesse durchgeführt werden, mit dem Ziel der Verbesserung seiner mechanischen Eigenschaften und die Bildung von neuen Eigenschaften – Verschleißfestigkeit bei der Reibung mit anderen teilen.

Markiert: АЧК-1, АЧК-2. Verwendet zur Herstellung von Kurbelwellen, Zahnräder, Lager.

Der Einfluss von Additiven auf die Eigenschaften

Darüber железоуглеродистой Grundlagen und Graphit-Sie haben in Ihrer Zusammensetzung und andere Bestandteile, die auch bedingen die Eigenschaften des Gusseisens: Mangan, Silizium, Phosphor, Schwefel, einige Legierungselemente.

Манган erhöht die Fließfähigkeit des flüssigen Metalls, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit. Er trägt zur Erhöhung der Härte und Festigkeit, Bindung Kohlenstoff mit dem Eisen in Chemische Formel Fe₃C, die Bildung von körnigem Perlit.

Silizium wirkt sich auch positiv auf die Fließfähigkeit der flüssigen Legierung, fördert den Zerfall von zementit und Graphit-Freisetzung Einschlüsse.

Schwefel ü negative, aber unvermeidliche Komponente. Es reduziert die mechanischen und chemischen Eigenschaften, stimuliert die Bildung von Rissen. Aber rationales Verhältnis Ihrer Inhalte mit anderen Elementen (Z. B. Mangan) dient zur Korrektur von mikrostrukturellen Prozesse. So, wenn das Verhältnis der Mn-S 0,8-1,2 gespeichert Perlit bei jedem Zeitpunkt der thermischen Einflüssen. Bei einer Erhöhung des Verhältnisses bis 3 die Möglichkeit bekommen, jede notwendige Struktur in Abhängigkeit von der eingestellten Parameter.

Phosphor ändert sich zum besseren gießbarkeit, der Einfluss auf die Festigkeit, verringert die stosszähigkeit und Plastizität, wirkt sich auf die Dauer der Graphitisierung.

Chrom und Molybdän erschweren die Bildung von Graphit-Flocken, in manchen Inhalt fördern die Bildung von körnigem Perlit.

Wolfram erhöht die Verschleißfestigkeit bei der Arbeit in Bereichen mit hohen Temperaturen.

Aluminium, Nickel, Kupfer fördern die Graphitisierung.

Indem die Anzahl der chemischen Elemente, die Teil der железоуглеродистого-Legierung sowie deren Verhältnis, kann man Einfluss auf die endgültigen Eigenschaften von Gusseisen.

Vorteile und Nachteile

Tempergussü Material, das eine Breite Verwendung in der Technik. Die wichtigsten Vorteile sind:

• Hohe Härte, Verschleißfestigkeit, Festigkeit zusammen mit жидкотекучестью;
• Die normalen Eigenschaften der Zähigkeit und Duktilität;
• Verarbeitbarkeit bei der Verarbeitung von Druck, im Gegensatz zu den grauen Gusseisen;
• Vielfältige Möglichkeiten der Korrektur der Eigenschaften der unter einer bestimmten Detail-Methoden thermische und chemisch-thermische Behandlung;
• Niedrige Kosten.

Die Nachteile sind individuelle Merkmale:

• Zerbrechlichkeit;
• Das Vorhandensein von Graphit Einschlüsse;
• Niedrige Eigenschaften bei der Zerspanung;
• Erhebliches Gewicht der Gussteile.

Trotz der bestehenden Mängel, Temperguss eine verantwortungsvolle Stelle in der Metallurgie und Maschinenbau. Aus ihm werden solche wichtigen Details, wie Kurbelwellen, Teile Bremsbelag, Zahnräder, Kolben, Pleuel. Mit der leichten Vielfalt der Marken, individuelle Nische in der Industrie nimmt Temperguss. Seine Anwendung ist typisch für jene Lasten, bei denen die Verwendung anderer Materialien ist unwahrscheinlich.