Автор: Пользователь скрыл имя, 18 Декабря 2012 в 16:24, реферат
Ковкий чугун, как и серый, состоит из сталистой основы и содержит углерод в виде графита, однако графитовые включения в ковком чугуне иные, чем в обычном сером чугуне. Разница в том, что включения графита в ковком чугуне расположены в форме хлопьев, которые получаются при отжиге, и изолированны друг от друга, в результате чего металлическая основа менее разобщена, и чугун обладает некоторой вязкостью и пластичностью. Из-за своей хлопьевидной формы и способа получения (отжиг) графит в ковком чугуне часто называют углеродом отжига.
Ко́вкий чугу́н — условное название мягкого и вязкого чугуна, получаемого из белого чугуна отливкой и дальнейшей термической обработкой. Используется длительный отжиг, в результате которого происходит распад цементита с образованием графита, то есть процесс графитизации, и поэтому такой отжиг называют графитизирующим.
Ковкий чугун, как и серый, состоит из сталистой основы и содержит углерод в виде графита, однако графитовые включения в ковком чугуне иные, чем в обычном сером чугуне. Разница в том, что включения графита в ковком чугуне расположены в форме хлопьев, которые получаются при отжиге, и изолированны друг от друга, в результате чего металлическая основа менее разобщена, и чугун обладает некоторой вязкостью и пластичностью. Из-за своей хлопьевидной формы и способа получения (отжиг) графит в ковком чугуне часто называют углеродом отжига.
По составу белый чугун, подвергающийся отжигу на ковкий чугун, является доэвтектическим и имеет структуру ледебурит + цементит (вторичный) + перлит. Для получения структуры феррит + углерод отжига в процессе отжига должен быть разложен цементит ледебурита, вторичный цементит и цементит эвтектоидный, то есть входящий в перлит. Разложение цементита ледебурита и цементита вторичного (частично) происходит на первой стадии графитизации, которую проводят при температуре выше критической (950—1000 °С); разложение эвтектоидного цементита происходит на второй стадии графитизации, которую проводят путём выдержки при температуре ниже критической (740—720 °C), или при медленном охлаждении в интервале критических температур (760—720 °C).
Чугун был уже в употреблении в XV, XVI и XVII столетиях; потом как-то прекращается и, наконец, в конце XVIII и в начале XIX столетия опять появляется под названием литой стали (run steel, Flussstahl). В Германии он был введен в 1829 г., во Франции — Elliot'ом в 1836 г., в Бельгии — в 1838 г. С тех пор этот способ начинает все больше и больше развиваться и, благодаря различным улучшениям и усовершенствованиям, К. чугун нашел теперь большое применение в технике. В особенности большую услугу приносит К. чугун в производстве мелких, сложных фигурных изделий, для приготовления которых из стали или железа пришлось бы подвергать их очень трудной и продолжительной обработке. В настоящее время из К. чугуна изготовляют не только мелкие вещи, как, например разные оковки, ключи, замки, крючки, шпоры, подвески, но также и разные части ружейных стволов, швейных машин, колеса, шкивы и проч. Материалом для приготовления К. чугуна служит белый чугун, не заключающий в себе графита. Кроме того, он не должен содержать много марганца, кремния, фосфора и серы. Марганец сильно задерживает обезуглероживание; фосфор уменьшает прочность и способность выделения графита; кремний придает хрупкость и тоже замедляет обезуглероживание. Чугун для отливки предметов не употребляется прямо из домны, но чаще всего переплавляется в тиглях или, в редких случаях, в вагранках. Тигли делаются из огнеупорной глины или из графита, вместимостью от 15 до 30 кг, редко 50 кг. Для расплавления чугуна употребляется самодувный горн, в котором на решетке помещается один или два тигля. Часто таких печей ставится несколько, кругом дымовой трубы, наподобие горнов, употребляемых для переплавки стали. Формы приготовляются из сырого песка. Обыкновенная формовочная земля пригодна для этой цели. Модели могут быть деревянные, но чаще всего употребляются металлические. После заливки, дают время для охлаждения, а потом разгружают формы и очищают предметы от приставшего песка.
Цементным веществом
служит чистая железная руда,
чаще всего красный железняк
или шпатовая руда в
Пламя из топки проходит отверстиями в своде, медленно циркулирует между сосудами и спускается в дымовые ходы, окружающие печь. Когда ящики остыли до того, что можно дотронуться рукой, разгружают ящики, пробуют вещи напилком, сортируют и очищают щетками или в очистительных барабанах. Химической стороной процесса, кроме Реомюра, занимались Фуркиньон и Ледебур. Самые интересные опыты были сделаны в этом отношении Фуркиньоном. Для исследования всех изменений, которые претерпевал металл во время отжига, он употреблял разные цементы, а именно: гематит, угольный порошок, железные опилки, известь, костяной пепел, калькотар и, кроме того, отжигал бруски в среде водорода и азота. Определял изменения в пределе упругости, а также и состав металла до и после отжига. После отжига чугунного образца в гематите оказалось:
------------------------------
| До отжига | После отжига |
|-----------------------------
| C = 2,94 | 2,94 | C = 1,05 | 1,94 |
| Гр = следы | | Гр = 0,89 | |
|-----------------------------
| Si = 0,453 | Si = 0,448 |
|-----------------------------
------------------------------
Самые интересные результаты получились при отжиге бруска из этого же чугуна в угольном порошке.
После отжига
С = 1,53
Гр = 1,02
Si = 0,322
т. е. сумма углерода немножко
уменьшилась, а количество графита
сильно увеличилось. Из всех этих опытов
можно вывести следующие