Mnogi ljudi znaju za takav materijal kao što je lijevano željezo i njegove karakteristike čvrstoće. Danas ćemo produbiti ovo znanje i saznati što je lijevano željezo, od čega se sastoji, koje vrste dolazi i kako se proizvodi.

Spoj

Što je lijevano željezo? To je legura željeza, ugljika i raznih nečistoća, zahvaljujući kojima stječe potrebna svojstva. Materijal mora sadržavati najmanje 2,14% ugljika. Inače će to biti čelik, a ne lijevano željezo. Zahvaljujući ugljiku, lijevano željezo ima povećanu tvrdoću. Istodobno, ovaj element smanjuje duktilnost i savitljivost materijala, čineći ga krhkim.

Osim ugljika, lijevano željezo nužno uključuje: mangan, silicij, fosfor i sumpor. Neke marke također sadrže dodatne aditive koji materijalu daju specifična svojstva. Uobičajeno korišteni legirajući elementi uključuju krom, vanadij, nikal i aluminij.

Materijal ima gustoću od 7,2 g/cm 3 . Za metale i njihove legure to je prilično visoka brojka. Lijevano željezo je pogodno za proizvodnju svih vrsta proizvoda lijevanjem. U tom je pogledu superiorniji od svih legura željeza osim nekih vrsta čelika.

Talište lijevanog željeza je 1200 stupnjeva. Za čelik, ova brojka je 250-300 stupnjeva veća. Razlog tome leži u povećanom sadržaju ugljika u lijevanom željezu, što uzrokuje manje bliske veze između atoma željeza. Tijekom taljenja lijevanog željeza i njegove naknadne kristalizacije, ugljik nema vremena da u potpunosti prodre u strukturu željeza. Stoga se materijal ispostavlja krhkim. Struktura lijevanog željeza ne dopušta da se koristi za proizvodnju proizvoda koji su stalno podložni dinamičkim opterećenjima. Ali ono za što je lijevano željezo idealno je za dijelove koji moraju imati povećanu čvrstoću.

Potvrda o primitku

Proizvodnja lijevanog željeza vrlo je skup i materijalno intenzivan proces. Za dobivanje jedne tone legure potrebno je 550 kg koksa i 900 litara vode. Što se tiče rude, njezina količina ovisi o sadržaju željeza u njoj. U pravilu se koristi ruda s masenim udjelom željeza od najmanje 70%. Prerada manje bogatih ruda nije ekonomski isplativa.

Prije taljenja materijal se obogaćuje. Proizvodnja lijevanog željeza u 98% slučajeva javlja se u visoke peći.

Tehnološki proces uključuje nekoliko faza. Najprije se u visoku peć ubacuje ruda koja uključuje magnetsku željeznu rudaču (spoj dvovalentnog i trovalentnog željeznog oksida). Također se mogu koristiti rude koje sadrže željezni hidrooksid ili njegove soli. Osim sirovina, u ložište se stavlja i ugljen za koksiranje koji je neophodan za stvaranje i održavanje visoka temperatura. Produkti izgaranja ugljena, kao reduktori željeza, također sudjeluju u kemijskim reakcijama.

Dodatno, fluks se dovodi u peć, koji igra ulogu katalizatora. Ubrzava proces topljenja stijena i oslobađanja željeza. Važno je napomenuti da prije ulaska u peć ruda mora proći posebnu obradu. Budući da se sitni dijelovi bolje tope, prethodno se drobi u drobili. Ruda se zatim ispire kako bi se uklonile nemetalne nečistoće. Zatim se sirovine suše i peku u pećnicama. Zahvaljujući pečenju, iz njega se uklanjaju sumpor i drugi strani elementi.

Nakon što je peć potpuno napunjena, započinje druga faza proizvodnje. Kada se plamenici pokrenu, koks postupno zagrijava sirovinu. Time se oslobađa ugljik, koji reagira s kisikom i stvara oksid. Potonji aktivno sudjeluje u redukciji željeza iz spojeva u rudi. Što se više plina nakuplja u peći, reakcija se sporije odvija. Kada traženi udio postignuta, reakcija potpuno prestaje. Višak plinova kasnije služi kao gorivo za održavanje potrebne temperature u ložištu. Ova metoda ima nekoliko snage. Prvo, omogućuje vam smanjenje troškova goriva, što smanjuje troškove proizvodnog procesa. I, drugo, proizvodi izgaranja ne ulaze u atmosferu, zagađujući je, već nastavljaju sudjelovati u proizvodnji.

Višak ugljika se miješa s talinom i apsorbira željezo. Ovako nastaje lijevano željezo. Nečistoće koje se nisu otopile isplivaju na površinu smjese i uklanjaju se. Zovu se troska. Troska se koristi u proizvodnji određenih materijala. Kada se sav višak čestica ukloni iz taline, dodaju joj se posebni aditivi.

Sorte

Već smo saznali što je lijevano željezo i kako se dobiva, sada ćemo razumjeti klasifikaciju ovog materijala. Lijevano željezo za cijevi i ljevaonice proizvodi se gore opisanom metodom.

Sirovo željezo se koristi u proizvodnji čelika putem konvertora kisika. Ovu vrstu karakterizira nizak sadržaj silicija i mangana u leguri. Lijevačko željezo koristi se u proizvodnji svih vrsta proizvoda. Podijeljen je u pet vrsta, od kojih će se svaka zasebno razmatrati.

Bijela

Ovu leguru karakterizira sadržaj viška ugljika u obliku karbida ili cementita. Ime ove vrste je dano za bijela na mjestu prijeloma. Sadržaj ugljika u takvom lijevanom željezu obično prelazi 3%. Bijeli lijev je jako krt i lomljiv, pa je njegova upotreba ograničena. Ova vrsta se koristi za proizvodnju dijelova jednostavne konfiguracije koji obavljaju statičke funkcije i ne podnose velika opterećenja.

Dodavanjem aditiva za legiranje bijelog lijevanog željeza moguće je povećati tehničke parametre materijala. U tu svrhu najčešće se koristi krom ili nikal, rjeđe vanadij ili aluminij. Marka s ovom vrstom aditiva naziva se "sormite". Koristi se u razne uređaje poput grijaćeg elementa. "Sormite" ima visoku otpornost i dobro radi na temperaturama ne višim od 900 stupnjeva. Najčešća uporaba bijelog lijeva je u proizvodnji kućanskih kada.

Sivo

Ovo je najčešća vrsta lijevanog željeza. Našao je primjenu u raznim područjima nacionalno gospodarstvo. U sivom livu ugljik je prisutan u obliku perlita, grafita ili ferit-perlita. U takvoj leguri sadržaj ugljika je oko 2,5%. Poput lijevanog željeza, ovaj materijal ima visoku čvrstoću, pa se koristi u proizvodnji dijelova koji primaju ciklička opterećenja. Sivi lijev se koristi za izradu čahura, nosača, zupčanika i kućišta za industrijsku opremu.

Zahvaljujući grafitu, sivi lijev smanjuje trenje i poboljšava učinak maziva. Stoga su dijelovi od sivog lijeva vrlo otporni na ovu vrstu trošenja. Prilikom rada u posebno agresivnim okruženjima, u materijal se uvode dodatni aditivi za izravnavanje negativan utjecaj. Tu spadaju: molibden, nikal, krom, bor, bakar i antimon. Ovi elementi štite sivi lijev od korozije. Osim toga, neki od njih povećavaju grafitizaciju slobodnog ugljika u leguri. Zahvaljujući tome, stvara se zaštitna barijera koja sprječava destruktivne elemente da dopru do površine lijevanog željeza.

Neodlučan

Međumaterijal između prve dvije vrste je polulijevano željezo. Ugljik koji sadrži predstavljen je u obliku grafita i karbida u približno jednakim omjerima. Osim toga, takva legura može sadržavati male količine lideburita (ne više od 3%) i cementita (ne više od 1%). Ukupni sadržaj ugljika u polulijevanom željezu kreće se od 3,5 do 4,2%. Ova sorta se koristi za proizvodnju dijelova koji rade u uvjetima stalnog trenja. To uključuje kočione pločice za automobile, kao i valjke za strojeve za brušenje. Kako bi se dodatno povećala otpornost na habanje, leguri se dodaju sve vrste aditiva.

Kovan

Ova legura je vrsta bijelog lijevanog željeza, koja se podvrgava posebnom pečenju kako bi se grafitizirao slobodni ugljik. U usporedbi s čelikom, takvo lijevano željezo ima poboljšana svojstva prigušenja. Osim toga, nije toliko osjetljiv na posjekotine i dobro se ponaša u uvjetima niskih temperatura. U takvom lijevanom željezu maseni udio ugljika nije veći od 3,5%. U leguri je predstavljen u obliku ferita, granuliranog perlita koji sadrži uključke grafita ili ferit-perlita. Tempirani lijev, poput polulijevanog željeza, koristi se uglavnom u proizvodnji dijelova koji rade u uvjetima kontinuiranog trenja. Kako bi se poboljšala svojstva materijala, leguri se dodaju magnezij, telur i bor.

Visoka čvrstoća

Ova vrsta lijevanog željeza dobiva se stvaranjem kuglastih grafitnih inkluzija u metalnoj rešetki. Zbog toga metalna baza kristalne rešetke slabi, a legura dobiva poboljšana mehanička svojstva. Stvaranje sferičnog grafita nastaje uvođenjem magnezija, itrija, kalcija i cerija u materijal. Lijevano željezo visoke čvrstoće po svojim je parametrima blisko visokougljičnom čeliku. Dobro je podložan lijevanju i može u potpunosti zamijeniti čelične dijelove mehanizama. Zbog visoke toplinske vodljivosti, ovaj se materijal može koristiti za izradu cjevovoda i uređaja za grijanje.

Izazovi industrije

Danas lijevanje lijevanog željeza ima sumnjive izglede. Činjenica je da zbog visoke razine troškova i velika količina otpada, industrijalci sve više napuštaju lijevano željezo u korist jeftinih zamjena. Zahvaljujući brzom razvoju znanosti, odavno je moguće dobiti kvalitetnije materijale uz niže troškove. Obrana igra veliku ulogu u ovom pitanju. okruženje, koji ne prihvaća korištenje visokih peći. Trebat će godine, ako ne i desetljeća, da se taljenje željeza potpuno preusmjeri na električne peći. Zašto tako dugo? Zato što je vrlo skupo i ne može ga svaka država priuštiti. Stoga ostaje samo čekati da se uspostavi masovna proizvodnja novih legura. Naravno, potpuno prestati industrijska primjena lijevano željezo neće raditi uskoro. Ali očito je da će opseg njegove proizvodnje padati svake godine. Ovaj trend je počeo prije 5-7 godina.

Zaključak

Nakon što smo se pozabavili pitanjem: "Što je lijevano željezo?", Možemo izvući nekoliko zaključaka. Prvo, lijevano željezo je legura željeza, ugljika i aditiva. Drugo, ima šest vrsta. Treće, stoga je lijevano željezo vrlo koristan i svestran materijal dugo vremena njegova se skupa proizvodnja isplatila. Četvrto, danas se lijevano željezo već smatra reliktom prošlosti i sustavno gubi svoju poziciju u korist pouzdanijih i jeftinijih materijala.

Definicija pojma lijevano željezo

Vrste lijevanog željeza

Klasifikacija i svojstva lijevano željezo

Peredelny lijevano željezo

Lijevano željezo

Lijevano željezo i njegova primjena

Označavanje lijevanog željeza

Lijevano željezo u umjetnosti

Umjetničko lijevanje od lijevanog željeza. Narodna umjetnost i obrt

Povijest kaslijskog lijevanja željeza

Rapsodija od lijevanog željeza: mitovi i stvarnost

Izvori

Sinonimi

Dodatni uvjeti

Definicija pojmalijevano željezo

Lijevano željezo je

Lijevano željezo je legura željeza i ugljika (sadržaj veći od 2,14%). Ugljik u lijevanom željezu može biti sadržan u obliku cementita i grafita. Ovisno o obliku grafita i količini cementita razlikuju se: bijeli, sivi, kovki i visokočvrsti lijevi. Lijevano željezo sadrži trajne primjese (Si, Mn, S, P), a u nekim slučajevima i legirajuće elemente (Cr, V, Al i dr.). U pravilu, lijevano željezo je krhko. Svjetska proizvodnja lijevanog željeza u 2007. godini iznosila je 953 milijuna tona (uključujući 477 milijuna tona u Kini).

Lijevano željezo (turski), legura žlijezda(baza) s ugljikom (2-4,5%), koji sadrži trajne nečistoće (mangan do 1,5%, silicij do 4,5%, do 0,08%, fosfor do 1,8%), a ponekad i legirajuće elemente (krom, aluminij itd.). Tipično krhki. Glavnina lijevanog željeza (preko 85%) prerađuje se u, a ostatak se koristi za izradu oblikovanih odljevaka.

Lijevano željezo (turski) - legura Fe (baze) s C (obično 2-4%), koja sadrži trajne nečistoće (Si, Mn, S, P), a ponekad i legirajuće elemente (Cr, nikal,V, Al itd.); obično krhki. Dobiva se iz materijala željezne rude u visokim pećima. Najveći dio lijevanog željeza (preko 85%) prerađuje se u čelik(sirovo željezo), ostatak se koristi za izradu oblikovanih odljevaka (ljevačko željezo). Prema mikrostrukturi razlikujemo sivi lijev (ugljik u obliku ljuspica ili nodularnog grafita), bijeli lijev (ugljik u obliku cementita) i temperirani lijev dobiven žarenjem bijelog lijeva (ljuspičasti grafit). .

Vrste lijevanog željeza. Bijeli lijev je vrsta lijevanog željeza u kojem ugljik u vezanom stanju u obliku cementita pri lomu ima bijelu boju i metalni sjaj. U strukturi takvog lijevanog željeza nema vidljivih inkluzija grafita i samo mali dio (0,03-0,30%) detektira se suptilnim metodama kemijske analize ili vizualno pri velikim povećanjima. Glavnu metalnu masu bijelog lijeva čine cementni eutektik, sekundarni i eutektoidni cementit, a legirani bijeli lijev sastoji se od kompleksnih karbida i legiranog ferita.

Fizikalna i mehanička svojstva

Odljevci od bijelog željeza su otporni na habanje, relativno otporni na toplinu i koroziju. Prisutnost u dijelu njihovog presjeka strukture različite od strukture bijelog lijeva smanjuje ta svojstva. Čvrstoća bijelog lijeva opada s povećanjem sadržaja ugljika u njemu, a time i karbida. Tvrdoća bijelog lijeva raste s povećanjem udjela karbida u njegovoj strukturi, a posljedično i s povećanjem sadržaja ugljika.

Najveću tvrdoću ima bijeli lijev s martenzitnom strukturom glavne metalne mase. Koagulacija karbida naglo smanjuje tvrdoću lijevanog željeza.

Kad se otopi u karbidu žlijezda nečistoća i stvaranja složenih karbida, povećava se tvrdoća njih i bijelog lijeva. Prema intenzitetu utjecaja na tvrdoću bijelog lijeva glavni i legirajući elementi raspoređeni su sljedećim redoslijedom, počevši od ugljika, koji određuje količinu karbida i intenzivnije od ostalih elemenata povećava tvrdoću lijevanog željeza.

C- nikal- P - Mn - Cr - Mo - V - Si - Al - Cu - Ti - S.

Učinak nikla i mangana, a djelomično kroma i molibdena, određen je njihovim utjecajem na stvaranje strukture martenzit-karbida i njihov sadržaj u količinama koje odgovaraju sadržaju ugljika u lijevanom željezu, osigurava maksimalnu tvrdoću bijelog lijeva.

Lijevano željezo koje sadrži 0,7-1,8% bora ima posebno visoku tvrdoću HB 800-850. Bijelo lijevano željezo vrlo je vrijedan materijal za dijelove koji rade u uvjetima amortizacije pri vrlo visokim specifičnim pritiscima i uglavnom bez podmazivanja.

Ne postoji izravna veza između otpornosti na trošenje i tvrdoće; tvrdoća ne određuje otpornost na habanje, ali se mora uzeti u obzir zajedno sa strukturom lijevanog željeza. Najbolju otpornost na habanje ima bijeli lijev s tankom strukturom glavne metalne mase, u kojoj su karbidi, fosfidi i dr. smješteni u obliku pojedinačnih malih i ravnomjerno raspoređenih uključaka ili u obliku fine mreže.

Struktura glavne metalne mase također određuje posebna svojstva legiranog lijevanog željeza - njegovu otpornost na koroziju, toplinsku otpornost i električni otpor.

Ovisno o sastavu i koncentraciji legirajućih elemenata, glavna metalna masa legiranog bijelog lijeva može biti karbidno-austenitna, karbidno-perlitna i, osim toga, sadržavati legirani ferit.

Glavni legirajući element u ovom slučaju je krom, koji veže ugljik u kromove karbide i složene karbide kroma i željeza.

Čvrste otopine ovih karbida imaju visok elektrodni potencijal, blizak potencijalu druge strukturne komponente glavne metalne mase lijevanog željeza - krom ferita, a rezultirajući zaštitni oksidni filmovi određuju povećanu otpornost na koroziju bijelog lijeva s visokim sadržajem kroma. .

U prisutnosti kroma kao dodatne komponente, temperaturna otpornost karbida značajno se povećava zbog značajnog usporavanja procesa difuzije tijekom složenog legiranja.

ove karakteristične značajke Legirani bijeli lijev odredio je područja svoje upotrebe ovisno o strukturi kao nehrđajući i magnetski lijev te lijev visokog električnog otpora.

Sivi lijev je legura željeza i grafita, koja je prisutna u obliku ljuspica ili vlaknastog grafita.

Enciklopedija investitora. 2013 .

Sinonimi:

Pogledajte što je "lijevano željezo" u drugim rječnicima:

LIJEVANO ŽELJEZO- (turska) legura Fe (baza) sa C (obično 2 4%), koja sadrži trajne nečistoće (Si, Mn, S, P), a ponekad i legirajuće elemente (Cr, Ni, V, Al itd.); obično krhki. Dobiva se iz materijala željezne rude u visokim pećima. Većina lijevanog željeza (st... Veliki enciklopedijski rječnik

LIJEVANO ŽELJEZO- muž. prvo taljenje željezne rude iz koje se željezo vadi zagrijavanjem i prešanjem pod čekićem. Bijeli lijev, tvrd i krt; siva i crna, mekana. | Lijevano željezo, lijevano željezo, lijevano željezo, lijevano željezo, lijevano željezo, lijevano željezo, lonac od lijevanog željeza... ... Rječnik Dahl

LIJEVANO ŽELJEZO- LIJEVANO ŽELJEZO, opća oznaka za razne oblike željeza, prvenstveno sivi lijev i ingote (odmah nakon izlaska iz VISOKE PEĆI). To uključuje niz legura željeza s ugljikom i silicijem; sadržaj ugljika kreće se od 1,7 do 4,5%,... ... Znanstveno-tehnički enciklopedijski rječnik - LIJEVANO ŽELJEZO, a, m. 1. Budala, idiot, glupan. Party lijevano željezo. 2. Glava... Rječnik ruskog argota

LIJEVANO ŽELJEZO- (turkic), legura željeza (baze) s ugljikom (2-4,5%), koja sadrži trajne nečistoće (mangan do 1,5%, silicij do 4,5%, sumpor do 0,08%, fosfor do 1,8%), a ponekad i legirajući elementi (krom, nikal, aluminij i dr.). Tipično krhki. Glavni... Moderna enciklopedija

LIJEVANO ŽELJEZO- LIJEVANO ŽELJEZO, lijevano željezo, muž. 1. samo jedinice Željezo, koje sadrži nešto ugljika i proizvodi se taljenjem željezne rude u visokoj peći, krhije je i manje savitljivo od čelika. 2. Lonac, posuda od takve kovine. “Žene su došle, postavile lijevano željezo i... Ušakovljev objašnjavajući rječnik

LIJEVANO ŽELJEZO- LIJEVANO ŽELJEZO, ah, muž. 1. Legura željeza s ugljikom i nekim drugim elementima, krhija i manje savitljiva od čelika. 2. Posuda okruglog oblika od takve legure. Jednu stavite u pećnicu. | smanjenje lijevano željezo, nka, muž (do 2 znamenke). Ch.s juhom od kupusa. | prid.... ... Ozhegovov objašnjavajući rječnik

LIJEVANO ŽELJEZO- tvrda, krhka legura željeza i ugljika s udjelom potonjeg od 2 do 5%; vlačna čvrstoća 8 12 kg/mm2; tali se u visokim pećima izravno iz željezne rude u obliku poluproizvoda od svinja), koristi se za lijevanje ili pretvorbu u ... Tehnički željeznički rječnik

Čelik.

Legura na bazi željeza, nakon lijevanja je savitljiva u određenim temperaturnim rasponima;

sadrži mangan, ugljik i često druge legirajuće elemente.

U ugljičnim i niskolegiranim čelicima maksimalni sadržaj ugljika je do 2,0%;

u visokolegiranom čeliku do približno 2,5%.

Razdjelnica između niskolegiranih i visokolegiranih čelika obično se smatra približno 5% metalnih legiranih elemenata.

Legirajući element.

Element dodan i zadržan u metalu koji mijenja njegovu strukturu i kemijski sastav.

Legirani čelici.

Niskolegirani čelici visoke čvrstoće.

Čelik izrađen da pruži bolja mehanička svojstva i veću otpornost na atmosfersku koroziju od ugljičnog čelika. Ovaj se čelik ne bi trebao klasificirati kao legirani čelik, budući da je proizveden radi posebnih mehaničkih svojstava, a ne zbog posebnog kemijskog sastava (HSLA čelici imaju granicu tečenja veću od 275 MPa ili 40 ksi). Kemijski sastav HSLA čelika može varirati ovisno o potrebnoj debljini i mehaničkim svojstvima. Ovi čelici imaju nizak udio ugljika (0,05–0,25%) kako bi se postigla odgovarajuća deformabilnost i zavarljivost te imaju udio mangana do 2,0%. U različitim kombinacijama koriste se male količine kroma, nikla, molibdena, bakra, dušika, vanadija, niobija, titana, cirkonija.

Niskolegirani čelici.

Klasa željeznih metala koja pokazuje svojstva čvrstoće veća od onih jednostavnih ugljičnih čelika kao rezultat dodavanja legirajućih elemenata kao što su nikal, krom i molibden. Ukupni sadržaj legure može se kretati od 2,07% do malo ispod nehrđajućeg čelika, koji sadrži najmanje 10% Cr.

Kovan lijev.

Lijevano željezo dobiveno dugotrajnim žarenjem bijelog lijeva pri čemu se odvijaju procesi dekarburizacije i grafitizacije pri čemu se djelomično ili potpuno eliminira cementit. Grafit je u obliku žarenog ugljika. Ako prevladava reakcija dekarburizacije, tada proizvod ima laganu površinu loma - kovan lijev s bijelom jezgrom. Ako je površina prijeloma tamna - temperamentni temperirani lijev. U Sjedinjenim Američkim Državama proizvodi se samo temno željezo. Nodularni lijev ima pretežno feritnu matricu; perlitno nodularno željezo može sadržavati nodularni perlit ili kaljeni martenzit, ovisno o toplinskoj obradi i željenoj tvrdoći.

Sivi lijev.

Široka klasa legura lijevanog željeza (lijevano željezo), tipično karakterizirana mikrostrukturom ljuspičastog grafita u željeznoj matrici. Sivi lijev obično sadrži 2,5 do 4% C, 1 do 3% dodataka silicija i mangana, ovisno o željenoj mikrostrukturi (od 0,1% Mn u feritnom sivom ljevu do 1,2% u perlitnom). Sumpor i fosfor također se nalaze u malim količinama kao zaostale nečistoće.

Lijevano željezo.

Generički izraz za veliku kolekciju legura lijevanog željeza u kojima sadržaj ugljika premašuje topljivost ugljika u austenitu na eutektičkoj temperaturi. Većina lijevanog željeza sadrži najmanje 2% ugljika, plus silicij i sumpor, a može sadržavati i druge legirajuće elemente. Vidi također nodularno željezo, nodularno željezo, sivi lijev, nodularni lijev i bijeli lijev.

Lijevano željezo s vermikularnim grafitom.

Lijevano željezo koje ima grafit u srednjem obliku između oblika ploče tipičnog za sivi lijev i sferičnog oblika nodularnog lijeva. Struktura je bez ljuspičastog grafita i sastoji se od 20% sferoidnog grafita i 80% vermikularnog grafita (ASTM A247 tip IV). Također poznat kao CG-lijevano željezo. Lijevano željezo s vermikularnim grafitom slično je lijevanom nodularnom željezu, ali koristi tehniku ​​koja suzbija stvaranje sferoidnog grafita. Tipični nominalni CG sastav željeza sadrži 3,1 do 4,0% C, 1,7 do 3,0% silicija i 0,1 do 0,6% mangana.

Polu-tihi čelik.

Površinsko stanje polumirnog čeličnog ingota je blizu površine kipućeg čelika. Preostale karakteristike su srednje između kipućih i mirnih čelika.

Miran čelik.

Čelik tretiran jakim sredstvom za deoksidaciju kao što je silicij ili aluminij kako bi se smanjio sadržaj kisika na takvu razinu da ne dolazi do reakcije između ugljika i kisika tijekom kristalizacije.

Ugljični čelik.

Čelik koji ne sadrži više od standardnih koncentracija od 1,65% mangana, 0,60% silicija i 0,60% bakra - i samo beznačajnu količinu bilo kojih drugih elemenata osim ugljika, silicija, mangana, bakra, sumpora i fosfora. Niskougljični čelici sadrže do 0,30% ugljika, srednje ugljični čelici sadrže od 0,30 do 0,60% ugljika, a visoko ugljični čelici sadrže od 0,60 do 1,00% ugljika.

Legirano lijevano željezo.

Lijevano željezo koje sadrži više od 3% legirajućih elemenata. Postoje legirani bijeli lijevi, sivi lijevi i temprani lijevi.

Alloy legura.

Legura obogaćena s jednim ili više željenih legirajućih elemenata koji se dodaju rastaljenom metalu kako bi se dobila željena koncentracija.

Čelici za ležajeve.

Legirani čelici koji se koriste za proizvodnju kotrljajućih ležajeva. Obično se izrađuju od čelika s visokim udjelom ugljika (1,00%) i čelika s niskim udjelom ugljika (0,20%). Visokougljični čelici koriste se nakon indukcijskog površinskog kaljenja. Niskougljični čelici su cementirani kako bi se osigurala potrebna površinska tvrdoća uz zadržavanje osnovnih svojstava.

Alatni čelik.

Bilo koja klasa ugljičnih i legiranih čelika koja se obično koristi za izradu alata. Alatni čelici karakteriziraju visoka tvrdoća i otpornost na abraziju, zadržavajući visoku tvrdoću na povišene temperature. Ove se karakteristike obično postižu visokim sadržajem ugljika i legiranjem.

Metal.

1) Neprozirna, sjajna elementarna tvar koja je dobar vodič topline i elektriciteta i, kada je polirana, odlikuje se dobrom refleksijom svjetlosti. Većina metala je savitljiva i rastegljiva te su gušći od ostalih elementarnih tvari.

2) Po svojoj strukturi metali se razlikuju od nemetala po međuatomskoj vezi i elektronskom potencijalu. Atomi metala imaju tendenciju da izgube elektrone iz svojih orbita. Pozitivne ione koji nastaju na ovaj način drži zajedno elektronski plin. Sposobnost tih "slobodnih elektrona" da nose električne naboje i činjenica da te sposobnosti opadaju s porastom temperature utvrđuju glavne razlike između metalnih krutina.

3) S kemijskog gledišta, elementarna tvar čiji je hidroksid alkalan.

Iznajmljivanje

Svaki tehnički proizvod valjaonice.

Glavne razlike između lijevanog željeza i čelika:
Lijevano željezo je lakše od čelika
Lijevano željezo ima niže talište.
Čelik je bolji za obradu (zavarivanje, rezanje, valjanje, kovanje).
Proizvodi od lijevanog željeza su porozniji i njihova toplinska vodljivost je znatno niža.
Lijevano željezo ima nisku toplinsku vodljivost, dok čelik ima veću toplinsku vodljivost.
Lijevano željezo je primarni proizvod crne metalurgije, a čelik je finalni proizvod.
Lijevano željezo se ne kali, ali neke vrste čelika moraju biti podvrgnute postupku kaljenja.
Proizvodi od lijevanog željeza samo su lijevani, a proizvodi od čelika kovani su i zavareni.

Željezni metali uključuju lijevano željezo i čelik, koji su legure željeza i ugljika, koji također sadrže silicij, mangan, sumpor i druge elemente.

Lijevano željezo- legura željeza i ugljika u kojoj sadržaj ugljika prelazi 2%. Također sadrži silicij, mangan, fosfor i sumpor. Sirovo željezo tali se u visokim pećima iz željezne rude. Polazni materijali za njegovu proizvodnju, osim rude, su gorivo i topitelji.

Željezna ruda je stijena koja sadrži spojeve željeza i primjese drugih elemenata. Lijevano željezo dobiva se iz crvenih, smeđih i magnetskih željeznih ruda.

Kao gorivo uglavnom se koristi ugljeni koks. Talitelji se koriste za odvajanje otpadne stijene (oksidi silicijevog dioksida, kalcija, mangana) od željezne rude, koja, pridonoseći stvaranju troske, ima štetan utjecaj za proces taljenja željeza.

U lijevano željezo ugljik se nalazi u slobodnom stanju u obliku grafita ili u vezanom stanju u obliku željeznog karbida ili cementita.

Lijevano željezo, u kojem je ugljik u obliku grafita, ima lom siva i krupnozrnastu strukturu. Dobro se obrađuju alatima za rezanje, imaju visoku kvalitetu lijevanja, relativno nisko talište (1100-1200 ° C), malo skupljanje (1%) i koriste se za izradu mnogih dijelova strojeva i mehanizama. Ovi ljevovi se nazivaju sivi ili sivi ljevovi.

Lijevano željezo, u kojem je ugljik sadržan samo u obliku kemijski spoj sa željezom, imaju bijelu boju kada su slomljeni. Teško ih je obraditi alatima za rezanje i obično se koriste za izradu čelika. Ova lijevana željeza nazivaju se bijelim ili sirovim željezom.

Osim bijelog i sivog lijeva, za lijevanje dijelova u traktorskoj, automobilskoj i drugim industrijama koristi se i tzv. temperirani lijev, koji se iz bijelog lijeva dobiva posebnim žarenjem (kuhanjem) u posebnim pećima za zagrijavanje na temperaturi od 950-1000°C. Istodobno se znatno smanjuje prekomjerna krtost i tvrdoća karakteristična za bijelo lijevano željezo. Kovan lijev, poput sivog lijeva, ne može se kovati, a naziv "kovak" samo ukazuje na njegovu značajnu rastegljivost.

Da bi se povećala čvrstoća, lijevano željezo se legira, tj. u njihov sastav se uvode nikal, krom, molibden, bakar i drugi elementi (legirani lijev), a također se modificira, tj. dodajte magnezij, aluminij, kalcij, silicij (modificirano lijevano željezo).

Najčešće se koriste sljedeće vrste lijevanog željeza: odljevci od sivog lijeva: SCh-10, SCh-15, SCh-18, SCh-20 itd. (GOST 1412-79); odljevci od tempranog željeza: KCh30-6, KCh33-8, KCh35-10, KCh37-12 itd. (GOST 1215-79).

Slova i brojevi oznaka lijevanog željeza označavaju: SCh - sivi lijev, KCH - kovan lijev. Brojevi iza slova za sivi lijev označavaju vlačnu čvrstoću.

Čelik- legura željeza i ugljika koja ne sadrži više od 2% ugljika. U usporedbi s lijevanim željezom, čelik ima znatno bolja fizikalna i mehanička svojstva. Odlikuje se visokom čvrstoćom, dobro se obrađuje rezanjem, može se kovati, valjati i kaliti. Osim toga, čelik je tečan u rastaljenom stanju; Stoga ima široku primjenu u svim područjima narodnog gospodarstva, a posebno u strojogradnji.

Čelik dobivaju se iz sirovog željeza pretapanjem i uklanjanjem viška ugljika, silicija, mangana i drugih nečistoća te tale u otvorenim ložištima, električnim pećima i konverterima.

Najčešći način proizvodnje običnih vrsta čelika je otvoreno ognjište, a za taljenje visokokvalitetnih čelika koristi se električno taljenje.

Čelik, taljen od lijevanog željeza u metalurškim postrojenjima, u obliku ingota isporučuje se u pogone za valjanje, kovanje ili prešanje, gdje se prerađuje u oblikovane i limove, kao iu otkivke raznih oblika i veličine.

Svi trenutno korišteni čelici klasificirani su prema sljedećim kriterijima:

po kemijskom sastavu - ugljik, legirani;

u pogledu kvalitete - čelik obične kvalitete, visokokvalitetan, visokokvalitetan;

prema namjeni - strukturalni, instrumentalni.

Ugljični čelikširoko se koristi u industriji. Glavna komponenta koja određuje njegova mehanička i druga svojstva je ugljik. Povećanje sadržaja ugljika u čeliku povećava čvrstoću i tvrdoću, ali smanjuje žilavost i čini ga lomljivijim.

Ovisno o namjeni, ugljični čelik se dijeli na konstrukcijski i alatni.

Ugljični strukturničelici se dijele na čelik obične kvalitete (GOST 380-78) i čelik visoke kvalitete (GOST 1050-74). Ovisno o uvjetima i stupnju dezoksidacije, razlikuju se mirni čelici (sp), polumirni čelici (ps) i kipući čelici (kp).

Čelik obične kvalitete označena slovima St (čelik) i brojevima 1, 2, 3.....6 (St0, St1, St2 itd.). Što je taj broj veći, to sadrži više ugljika.

Ovisno o namjeni ovi se čelici dijele u tri skupine:

skupina A- čelici koji se isporučuju prema mehaničkim svojstvima bez navođenja kemijskog sastava (St0, St1kp, St2ps, St1sp, St2kp, St2sp, St3kp itd.);

skupina B- čelik s jamstvom kemijski sastav(BSt0, BSt1kp, BSt1sp, BSt2kp, itd.);

skupina B- čelici visoke kvalitete sa zajamčenim kemijskim sastavom i mehaničkim svojstvima (VSt2, VSt3, VSt4, VSt5).

Brojevi koji označavaju kvalitetu čelika pokazuju prosječni sadržaj ugljika u čeliku u stotinkama postotka (na primjer, čelik kvalitete 45 sadrži prosječno 0,45% ugljika).

Niskougljični čelik razreda 05, 08, 10, 20, 25 koristi se za malo opterećene dijelove, čija proizvodnja uključuje zavarivanje i utiskivanje.

Osovine, osovine, zupčanici i drugi dijelovi izrađeni su od srednje ugljičnog čelika razreda 40, 45, 50, 55.

Čelici s visokim udjelom ugljika koriste se za izradu spiralnih opruga, sajli i drugih kritičnih dijelova.

Kvalitetni alatni čelik označava se slovom U, nakon čega slijedi broj koji označava sadržaj ugljika u desetinkama postotka, na primjer U7, U8, U10 itd.

Visokokvalitetni alatni čelik sadrži manje štetnih nečistoća (sumpor, fosfor) od visokokvalitetnog čelika. Označava se na isti način kao i visokokvalitetni, ali uz dodatak slova A, na primjer U7A, U8A itd.

Alatni ugljični čelik koristi se za izradu raznih alata (udarni, rezni, mjerni itd.).

Sastav legiranog čelika uz ugljik se uvode elementi koji poboljšavaju njegova svojstva. Ovi elementi uključuju: krom, nikal, silicij, volfram, mangan, vanadij, kobalt itd.

Ovisno o unesenim legirajućim elementima, čelici se dijele na kromove, nikalne, silicijeve, krom-nikal, krom-vanadij itd.

Legirajući elementi dati potrebna svojstva čeliku ovisno o njegovoj namjeni. Razmotrimo kakav učinak imaju na svojstva čelika.

Krom pomaže povećati čvrstoću čelika, njegovu tvrdoću i otpornost na trošenje. Nikal povećava čvrstoću, žilavost i tvrdoću čelika, povećava njegovu otpornost na koroziju i prokaljivost. Silicij s udjelom većim od 0,8 % povećava čvrstoću, tvrdoću i elastičnost čelika, a smanjuje njegovu žilavost. Mangan povećava tvrdoću i čvrstoću čelika, poboljšava njegovu zavarljivost i prokaljivost.

Legirani čelik prema broju legirajućih elemenata koji se u njega unose, dijeli se na niskolegirane (do 5% legirnih elemenata), srednjelegirane (od 5 do 10%) i visokolegirane (preko 10%).

Prema namjeni, legirani čelik se, kao i ugljični čelik, dijeli na konstrukcijski i instrumentalni.

Legirni elementi uneseni u čelik prema standardu imaju sljedeće oznake:

• X - krom,
• B - volfram,
• M - molibden,
• F - vanadij,
• K - kobalt,
• G - mangan,
• T - titan,
• C - silicij,
• N - nikal,
• D - bakar,
• Yu - aluminij,
• R - bor,
• A - dušik.

Čelik visoke kvalitete označava se dodavanjem slova A na kraju oznake.

Legirani čelik označen kombinacijom brojeva i slova.

Prva dva broja označavaju prosječni sadržaj ugljika u stotinkama postotka, slova označavaju legirajuće elemente, a brojevi iza slova pokazuju postotni sadržaj tih elemenata u čeliku.

Dakle, stupanj 40X označava kromirani čelik koji sadrži 0,4% ugljika i 1% kroma;

12HNZA - krom-nikal čelik koji sadrži oko 0,12% ugljika, 1% kroma i 3% nikla, itd.

Kritični dijelovi strojeva i razne metalne konstrukcije izrađeni su od konstrukcijskog legiranog čelika. Da bi se poboljšala mehanička svojstva, dijelovi od ovog čelika podvrgavaju se toplinskoj obradi.

Konstrukcijski legirani čelici uključuju:

• krom (15X, 20X, 30X, itd.),
• krom vanadij (15HF, 20HF, 40HF),
• krom-silicij (33HS, 38HS, 40HS),
• krom-nikal (12HN2, 12HNZA, itd.).

Alatni legirani čelik otporan je na habanje u usporedbi s ugljičnim čelikom, dublje je žaren, daje povećanu žilavost u očvrslom stanju i manje je sklon deformacijama i pukotinama tijekom kaljenja.

Svojstva rezanja legiranih čelika približno su ista kao ugljični čelici, jer imaju nisku otpornost na toplinu, jednaku 200-250 ° C.

Svrha nekih vrsta legiranih alatnih čelika je sljedeća:

Čelik 9HS koristi se za proizvodnju matrica, svrdla, razvrtala, rezača, češljeva i nareznica;

čelik 11X i 13X - za turpije, oštrice, kirurške instrumente i instrumente za graviranje;

HVG čelik - za duge nareznice, razvrtala i druge alate.

Za izradu alata za rezanje koristi se brzorezni čelik, koji je tako nazvan zbog svojih visokih svojstava rezanja.

Zbog prisutnosti volframa i vanadija u svom sastavu, ovaj čelik ima visoku otpornost na toplinu i otpornost na crveno, tj. sposobnost održavanja visoke tvrdoće i otpornosti na habanje pri povišenim temperaturama.

Alat izrađen od brzoreznog čelika, zagrijavajući se do 550-600 ° C tijekom procesa rezanja, ne gubi svojstva rezanja.

Proizvodi crne metalurgije naširoko se koriste u mnogim sektorima nacionalnog gospodarstva, a crni metal je uvijek tražen u građevinarstvu i strojarstvu. Metalurgija se već dugo uspješno razvija zahvaljujući svom visokom tehničkom potencijalu. Proizvodi od lijevanog željeza i čelika najčešće se koriste u proizvodnji iu svakodnevnom životu.

I lijevano željezo i čelik pripadaju skupini željeznih metala; ovi materijali su legure željeza i ugljika koje su jedinstvene po svojim svojstvima. Koje su razlike između čelika i lijevanog željeza, njihova glavna svojstva i karakteristike?

Čelik i njegove glavne karakteristike

Čelik predstavlja deformirana legura željeza i ugljika, što je uvijek maksimalno do 2%, kao i ostali elementi. Ugljik je važna komponenta jer daje čvrstoću željeznim legurama, kao i tvrdoću, čime se smanjuje mekoća i duktilnost. U leguru se često dodaju legirajući elementi, što u konačnici rezultira legiranim i visokolegiranim čelikom, kada sastav sadrži najmanje 45% željeza i ne više od 2% ugljika, a preostalih 53% su aditivi.

Čelik je najvažniji materijal u mnogim industrijama koristi se u građevinarstvu, a kako tehnička i ekonomska razina zemlje raste, tako raste i opseg proizvodnje čelika. U davna vremena obrtnici su koristili taljenje u loncima za proizvodnju lijevanog čelika, a taj je postupak bio niskoproduktivan i radno intenzivan, ali je čelik bio visoke kvalitete.

S vremenom su se procesi proizvodnje čelika promijenili, proces lončanice zamijenjen je Bessemerovim i metoda otvorenog ognjišta dobivanje čelika, što je omogućilo uspostavljanje masovna proizvodnja lijevani čelik. Zatim su počeli taliti čelik u električnim pećima, nakon čega je uveden proces pretvarača kisika, koji je omogućio dobivanje posebno čistog metala. Ovisno o broju i vrsti spojnih dijelova čelik može biti:

• Nisko legirani
• Srednje legirano
• Visoka legura

Ovisno o sadržaju ugljika događa se:

• Niska razina ugljika
• Srednji ugljik
• Visoki ugljik.

Sastav metala često uključuje nemetalne spojeve - okside, fosfide, sulfide; njihov sadržaj se razlikuje ovisno o kvaliteti čelika;

Gustoća čelika je 7700-7900 kg/m3, a opće karakteristike čelika sastoje se od pokazatelja kao što su čvrstoća, tvrdoća, otpornost na trošenje i obradivost razne vrste. U usporedbi s lijevanim željezom, čelik ima veću duktilnost, čvrstoću i tvrdoću. Zbog svoje duktilnosti lako se obrađuje; čelik ima veću toplinsku vodljivost, a kaljenjem se poboljšava kvaliteta.

Elementi kao što su nikal, krom i molibden su legirajuće komponente, od kojih svaka čeliku daje svoje karakteristike. Zahvaljujući kromu, čelik postaje jači i tvrđi, a njegova otpornost na habanje se povećava. Nikal također daje čvrstoću, kao i žilavost i tvrdoću, te povećava njegova antikorozivna svojstva i očvrsljivost. Silicij smanjuje viskoznost, a mangan poboljšava svojstva zavarivanja i otvrdnjavanja.

Sve postojeće vrstečelika imaju temperatura topljenja od 1450 do 1520 o C te su čvrste metalne legure otporne na habanje i deformacije.

Lijevano željezo i njegove glavne karakteristike

Osnova za proizvodnju lijevanog željeza također je željezo i ugljik, ali za razliku od čelika, sadrži više ugljika, kao i drugih nečistoća u obliku legiranih metala. Krhak je i lomi se bez vidljive deformacije. Ugljik ovdje djeluje kao grafit ili cementit i zbog sadržaja drugih elemenata Lijevano željezo je podijeljeno u sljedeće vrste:

Talište lijevanog željeza ovisi o sadržaju ugljika u leguri, što je niža temperatura, a povećava se i njegova fluidnost pri zagrijavanju. To čini metal neplastičnim, tekućim, a također i lomljivim i teškim za obradu. Talište mu je od 1160 do 1250 o C.