Как получают высокопрочный чугун

?Модификаторы инокулирующего действия ( ферросилиций, силикокальций, С, Аl, сплавы титана, циркония, некоторых лантаноидов, бария, стронция ) позволяют опустить в чугуне содержание Si и С без появления бледна, размельчают графит, в итоге чего растет количество перлита и улучшаются механические свойства серого чугуна.
Введение Sn, Pb, Р, Sb, N и других модификаторов способствует получению перлитных серых чугунов.
Введение Bi и повышение содержания S резко отбеливают чугун.
В ковком чугуне некоторые модификаторы связывают такие вредные примеси, подобно азоту ( в виде AIN, BN ) и хром ( в виде атомных сегрегаций типа Sb 2 Cr 3 ).
Некоторые модификаторы ( магний, большинство лантаноидов, иттрий ) при определённой их дозе вызывают выделение графита округлой фигуры, вследствие чего образуется чугун с шаровидным графитом, называемый высокопрочным.
Таковой вид модифицирования существенно увеличивает прочность чугуна и сильно повышает его пластичность и вязкость.
Главные способы модифицирования : на жёлобе печей, в автоклавах, в специальных ковшиках, например герметизированных, вдуванием, введением модификаторов через лигатуры или соли, в литниковых системах литейных формочек.

Высокопрочные чугуны применяют в разных областях техники, эффективно заменяя сталь во многих продуктах и устройствах.
Из них изготовляют оборудование прокатных станов ( прокатные валки массой до 12 т ), кузнечно - прессовое оборудование ( траверса пресса, шабот ковочного молота ), в турбостроении корпус паровой турбины, лопатки направляющего аппарата, в дизеле -, тракторо - и автомобилестроении - коленчатые валы, поршни и ответственные многие другие детали, работающие при высоких циклических нагрузках и в условиях изнашивания.

Отличительной особенностью высокопрочного чугуна являются механические его высокие свойства, обусловленные наличием в структуре шаровидного графита, который в меньшей степени, чем пластинчатый графит в сером чугуне, ослабляет рабочее сечение металлической основы и, что еще важнее, не оказывает на нее сильного надрезающего действия, благодаря чему вокруг включений графита в меньшей степени создаются концентраторы напряжений.
Чугун с шаровидным графитом обладает не только высокой крепостью, но и пластичностью.

Чугун с шаровидным графитом применяется также в химическом и нефтяном машиностроении ( трубы, детали насосов и компрессоров, покрышки и кольца буровых машинок, задвижки и арматура крекинговых установок, корпусы автоклавов ), в автотракторной промышленности и сельскохозяйственном машиностроении ( коленчатые и распределительные валы, тормозные барабаны, картеры коробок передач, картеры задних мостиков, ступицы колес, сошники плугов, зубья борон, шестерни сялок, диски лущильников ), в станкостроении ( корпуса токарных патронов, суппорты, резцедержатели, шпиндели, рычажки механизмов зажимов револьверных станков и станков - автоматов, задние бабки токарных и шлифовальных станков, шестерни, шкивы ), для изготовления шахтных и тоннельных тюбингов, изложниц для разливки стали и т.д.

Химический состав высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293 - 85.
: C углерод при толщине стены до 50 мм 3, 3 - 3, 8% ;
C углерод при толщине стены от 50 до 100 мм 3, 0 - 3, 5% ;
C углерод при толщине стены более 100 мм 2, 7 - 3, 2% ;
Si кремний при толщине стены до 50 мм 1, 9 - 2, 9% ;
Si кремний при толщине стены от 50 до 100 мм 1, 2 - 1, 7% ;
Si кремний при толщине стены более 100 мм 0, 5 - 1, 5% ;
Mn марганец 0, 2 - 0, 6% ;
???°?
r хром 0, 1% ;
S менее 0, 02% ;
P фосфор менее 0, 1%.
Механические свойства высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293 - 85 : лимит крепости ( временное сопротивление ) ? в ВЧ 40 = 400 Мпа ;

Включая небольшое сопротивление отливок из серого чугуна растягивающим и ударным нагрузкам, следует использовать сей материал для подробностей, которые подвергаются сжимающим или изгибающим нагрузкам.
В станкостроении это – базовые, корпусные детали, кронштейны, зубчатые колеса, ведущие ;
в автостроении - блоки цилиндров, поршневые кольца, распределительные валы, диски сцепления.
Отливки из серого чугуна также используются в электромашиностроении, для изготовления товаров народного потребления.

Графи?т ( от др. - греч.
????? — пишу ) — минерал из класса самородных элементов, одна из аллотропных модификаций углерода.
Структура слоистая.
Ряды кристаллической решётки могут по-разному располагаться относительно товарищ дружка, создавая единый ряд политипов, с симметрией от гексагональной сингонии ( дигексагонально - дипирамидальный ), до тригональной ( дитригонально - скаленоэдрический ).
Слои слабоволнистые, почти плоские, заключаются из шестиугольных слоёв атомов углерода.
Кристаллы пластинчатые, чешуйчатые.
Образует листоватые и округлые радиально - лучистые агрегаты, реже — агрегаты концентрически - зонального строения.
У крупнокристаллических выделений часто треугольная штриховка на плоскостях ( 0001 ).

Легированные Ч. Для улучшения прочностных, эксплуатационных свойств или придания Ч. особенных характеристик ( износостойкости, жаропрочности, жаростойкости, коррозионностойкости, немагнитности и т.д. ) в его состав вводят легирующие элементы ( Ni, Cr, Cu, Al, Ti, W, V, Mo и др. ).
Легирующими элементами могут служить также Mn при содержании > 2% и Si при содержании > 4%.
Легированные Ч. группируют в соответствии с содержанием основных легирующих элементов — хромистые, никелевые, алюминиевые и т.д.
По степени легирования различают низколегированные ( совокупное количество легирующих элементов 10% ).
Низколегированные Ч. имеют перлитную или бейнитную структуру матрицы, среднелегированные — обычно мартенситную, высоколегированные — в большинстве случаев аустенитную или ферритную.

Для получения химически активных металлов методом электролиза расплавленных соединений.
В частности, при получении алюминия используются сразу два свойства графита : Хорошая электропроводность, и подобно следствию — его пригодность для изготовления электрода Газообразность продукта реакции, протекающей на электроде — это углекислый газ.
Газообразность продукта означает, что он выходит из электролизёра сам, и не спрашивает особых степеней по его удалению из полосы реакции.
Это свойство значительно упрощает технологию производства алюминия.