Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Серый чугун: особенности и сфера применения

Серый чугун: особенности и сфера применения

На применение металлических сплавов оказывает влияние два основных фактора: эксплуатационные параметры и экономическая целесообразность. Второй критерий становится определяющим, когда инженерно-технические характеристики не имеют существенного значения, и производитель руководствуется соображениями максимального удешевления выпускаемой продукции. В промышленности, в частности, для изготовления изделий, к которым предъявляются требования по сопротивлению воздействию на излом, растяжение, сжатие, металл подбирается с приоритетным вниманием к расчетным значениям прочности, надежности, гибкости, устойчивости к статическим нагрузкам и вибрационным колебаниям.

Черный металл серого цвета

Стальные сплавы по сравнению с чугунными стоят дороже, что связано с более сложной и дорогостоящей производственной спецификой. Поэтому чугун используют там, где можно сэкономить на финансовой составляющей. В зависимости металлической структуры отличают пять основных видов этого материала: белый, серый, ковкий, высокопрочный, половинчатый. Определяющим фактором для классификации служит форма графита в составе кристаллической решетки.

Самый хрупкий чугун — белый, содержащий вместо графитовых частиц ладебурит. Чугунные сплавы, называющиеся «серыми», объединяют в свою группу так же и ковкие разновидности, что вносит определенную путаницу в понимание вопроса. Для упрощения используют обобщенные стандарты, где серый чугун — это металлический материал на основе железа с графитом (придает характерный цвет на изломе) и другими добавками, которые используют для легирования и формирования необходимых свойств.

Преимущества и недостатки

Серый чугун обладает следующими особенностями, которые оправдывают его применение в промышленном производстве:

  • стойкость к усилиям на сжатие;
  • поглощение вибрационных колебаний (на порядок выше, чем у стали);
  • не накапливает напряжение на цикличных нагрузках («усталость металла»);
  • благодаря текучести в расплаве и малой усадке при застывании хорошо подходит для литья.

Наряду с достоинствами, у материала есть и недостатки, ограничивающие сферу практического использования. Основной из них заключается в хрупкости, что связано с графитовыми включениями, которые создают в металлической структуре своеобразные «надрезы». По сути, это уязвимости, делающие металл менее плотным и цельным (если сравнивать со стальными сплавами). Поэтому серый чугун нельзя использовать там, где действуют ударные нагрузки (к примеру, чугунный самурайский меч при первом же сильном ударе разлетится на куски не хуже стеклянного).

Основное преимущество стали заключается в устойчивости к растяжению и в способности сохранять заданную форму при усилиях на излом, в том числе, с возвращением после прогиба к первоначальному виду. Если внести в серый чугун легирующие добавки, то можно добиться приближения его физико-химических параметров к стальному сплаву. Получающиеся в итоге материалы относятся к редким и мало используемым. В промышленных целях и для изготовления полезных изделий применяют чугунные составы с «классической» формулой, где содержание углерода составляет в среднем три процента, кремния — один-два, марганца — около одного процента. Их отличительная особенность — исключительная стойкость к сжатию, вибрации и микроколебаниям, накапливающимся в усталость металла.

Читайте так же:
Выбор автоматического выключателя по мощности таблица

Где это востребовано?

Значимая часть деталей в машиностроении производится из серого чугуна. К примеру, в сельскохозяйственном тракторе количество чугунных элементов от общей массы достигает двадцати процентов. Это, прежде всего, те механизмы и фрагменты механических узлов, которые подвержены микровибрациям в двигателе и подшипниках, с основной нагрузкой на сжатие. В промышленных станках тяжелые основания, станины, втулки изготовлены из металлического сплава, содержащего графитовые включения. В подобном применении функциональная обоснованность, хотя и сочетается с экономическим фактором, но более значима, чем желание сэкономить.

Серый чугун обойдется дороже в случае с некоторыми изделиями бытового и декоративного назначения:

    Обычная стальная ванна стоит дешевле чугунной, но понежится в таком сосуде долго не получится, так как тонкие стенки быстро прощаются с теплом.

Железные ограждения сварного типа, пусть даже в сложном исполнении, по деньгам доступнее, чем литые фрагменты из чугуна.

Благодаря содержанию графита железо приобретает стойкость к окислению, что делает материал устойчивым к разрушению от коррозии. Трубы и арматура с корпусом из серого чугуна используются при прокладке коммуникаций магистрального и локального значения. Чугунные фитинги, задвижки, отводы, переходники применяют не только в водопроводах, но и в системах подачи природного газа, а также для трубопроводной транспортировки химически агрессивных жидких и газообразных составов.

Сферы применения чугуна

Благодаря ценным свойствам, дешевизне и хорошим литейным характеристикам чугун применяют для изготовления различных деталей и предметов. Из чугуна можно получить изделия интересной и особенной формы, так как этот материал обладает отличной твердостью и прочностью. Сделанные чугунные предметы смогут выдержать достаточно серьезные нагрузки. Именно по этой причине из чугуна делают корпуса машин и основания станков.

  • Чугун всегда применялся для изготовления деталей и предметов тяжелой промышленности. Его использовали в металлургии и станкостроении. При этом этот материал брался в очень больших количествах. Он применялся в качестве основного для мелких изделий и для крупногабаритных предметов, масса которых достигала сотни тонн.
  • В машиностроении нашел свое применение серый чугун с графитной составляющей. Именно это вид всегда берут для изготовления ответственных деталей. Чугунные машинные изделий хорошо противостоят колебаниям и вибрации.
  • В автомобильной промышленности из чугуна изготавливают блоки цилиндров. Это ответственные детали, которые должны обладать высокой прочностью и стойкостью к износу. Этим качествам помогает соответствовать чугун. Чтобы сделать названные показатели оптимальными в чугун добавляют специальные добавки в виде графита. Графит в несколько раз повышает такое свойство сплава, как прочность. Добавки позволяют сделать чугун совершенным и использовать его при изготовлении коленчатый валов дизелей.
  • Из чугуна делают тормозные колодки. Мы знаем, что эти детали работают при повышенном трении. Чугун помогает им выдержать эти жесткие условия. Кроме этого, из чугуна делают валки мукомольный и бумагоделательных машин.
  • Чугунные изделия хорошо работают при низких температурах. Для этой целей используют ковкий вид чугуна. Из него делают узлы тракторов и сложных механизмов, которые будут в дальнейшем работать в жестких условиях.
  • Чугун широко используется для изготовления предметов быта. Это материал очень популярен среди нашего населения. Чугунные горшки, сковородки, казаны можно встретить как на обычной кухни, так в арсенале посуды ресторана. Это действительно уникальная посуда.
  • Про чугунную сковородку, которая обладает отличным качеством, знает любая хозяйка. Чугунная посуда хорошо сохраняет тепло. В ней удобно готовить блюда, для которых необходимо постоянно сохранять тепло. Чугунную посуду используют для приготовления плова, каш и рагу. Продукты в ней сохраняют массу полезных свойств. В такой пищи не образуются канцерогенные вещества. Кстати было доказано, что чугунная посуда способна обогащать продукты полезными элементами железа.
  • Для нефтяной промышленности, сложной и опасной отрасли, трубы изготавливают только из чугуна. Изделия получаются с высокими эксплуатационными качествами.
  • Чугун отличается своей долговечностью. Поэтому в наших домах до сегодняшнего времени можно увидеть мойки и ванны, которые были изготовлены более 50 лет назад и до сегодняшнего дня с успехом эксплуатируются.
  • Чугун очень часто применяют для художественных предметов. Из него делают разные произведения искусства. Так, набережная Санкт-Петербурга, практически вся украшена чугунными изделиями. Из чугуна изготавливают интересные и необычные ограждения, ажурные ветвистые ворота и чугунные памятники. Все это стало возможным благодаря хорошим литейным качествам этого материала. Сделанные вещи практически не изнашиваются и смотрятся так же даже спустя много лет. Нередко можно встретить чугунные произведения искусства в стенах музея.
Читайте так же:
Как крепко склеить пластик

Про характеристики и области применения сталей и чугунов (легированных, антифрикционных, литейных и др.) расскажем ниже.

Данное видео расскажет о сферах применения чугуна:

Виды легированного сплава

Что означает легированный чугун? Легирование — это операция по введению в состав материала различных примесей, которые способны улучшить его характеристики. Для чугуна такими добавками стали титан, хром, ванадий и другие. Введение в состав легирующих элементов может увеличить такие характеристики, как прочность, твердость, износостойкость, стойкость к коррозии и множество других.

Выплавка чугуна

На сегодняшний день, в зависимости от количества легирующих элементов чугуна, можно выделить три его типа:

  1. Если присадки содержатся в количестве до 2,5 % от всей массы, то это низколегированный чугун.
  2. Среднелегированными называют те материалы, содержание веществ в которых находится в пределах от 2,5 до 10 %.
  3. Последний тип — высоколегированные, если содержание модификаторов суммарно превышает 10 %.

Делаем вывод

Исходя их многочисленных характеристик, можно сказать следующее о чугуне и стали, в чем их отличие:

Как производится чугун

  • Сталь является более прочной и твердой, чем чугун.
  • Сталь имеет более высокую температуру плавления, она тяжелей.
  • Более низкий процент содержания углерода в стали делает ее легкой в обработке, ее проще резать, ковать и варить.
  • По этой причине изделия из чугуна можно отлить, а стальные сварить или сделать кованными.
  • Стальные изделия менее пористые, чем чугунные, поэтому они обладают большей теплопроводностью.
  • По цвету они также отличаются, сталь светлая и блестит, а чугун более темный с матовой поверхностью.
  • Стоимость на сталь всегда выше чугунных материалов.

Можно сделать вывод, что сталь и чугун объединяет содержание в них углерода и железа, но их характеристики отличаются и каждый из сплавов имеет свои особенности.

Читайте так же:
Как набить смазку в закрытый подшипник

Плюсы и минусы материала

Как и любой материал, чугун имеет положительные и отрицательнее стороны. К положительным качествам относятся:

    большая разновидность состояний.
  • некоторые виды обладают высокой прочностью;
  • возможность длительное время сохранять температуру;
  • экологическая чистота, что позволяет изготавливать из него посуду;
  • стойкость к кислотно-щелочной среде;
  • высокая гигиеничность;
  • длительный срок эксплуатации и долговечность;
  • безвредность материала.

Однако и минусы тоже присутствуют. К ним относятся:

  • при длительном нахождении в воде поверхность покрывается ржавчиной;
  • высокая стоимость материала;
  • низкая пластичность серого вида чугуна;
  • хрупкость.

Чугун — это металл, который характеризуется высоким содержанием углерода. Благодаря этому у него присутствуют качества, которые бывают необходимы для промышленных и бытовых целей.

Чугун часто дешевле, чем литая сталь, из-за более низких материальных затрат, энергии и труда, необходимых для производства конечного продукта. Хотя необработанная сталь является более дорогой, существуют, однако, сборные формы стали. К ним относятся листы, стержни, прутки, трубы и балки.

Чугун относительно легко лить, так как он легко разливается и не дает усадки так же сильно, как сталь. Эта текучесть делает чугун идеальным металлом для архитектурных или декоративных металлоконструкций, таких как ограждения и уличная мебель.

Чугун или сталь? Выбираем банную печку

Чугун или сталь? Выбираем банную печку

Подавляющее большинство любителей бани на сегодняшний день отдает предпочтение все-таки железным печам. Количество их сторонников растет прямо пропорционально росту городского населения. Кирпичные печи только еще по привычке строят и используют в деревнях. В остальном, это уже воспринимается как упёртость в соблюдении старых традиций или в какой-то мере роскошь.

Да и производители компактных печей не дремлют, они знают, как сманить в свою сторону сомневающихся покупателей. Хотите традиционную печь? – пожалуйста, варианты с обкладкой кирпичом, облицованные керамическими или каменными кожухами – вот вам чего вы и хотели — кирпичная печь, ну или почти такая.

В общем, проблем с выбором нет, что пожелаете то и найдете. Вопросы возникают в другом – наиболее точно подобрать ее под себя.

В целом, характерные особенности конструкции металлических печей на дровах просты и понятны. Куда больше вопросов возникает при выборе типа каменки — открытая или закрытая, этому посвящена отдельная статья, которую вы можете прочитать вот здесь.

Еще одним камнем преткновения является вид материала – сталь или чугун. Казалось бы, что тут такого особенного, но на этом простом, на первый взгляд, моменте ох как много копий поломано.

Читайте так же:
Литье металла в землю

Попробуем разобраться в особенностях чугунных печей (ч/п), отметим их преимущества и недостатки.

Немного науки

Начнем с того, что отметим ключевые особенности каждого вида сплава, это нужно, чтобы лучше вникнуть в суть вопроса.
Как известно, тот и другой материал в своей основе содержит железо и углерод, разница состоит только в их процентном соотношении между собой и дополнительных компонентах.

Сталь, имея в своем составе от 1,5 до 2% углерода и не менее 50% железа, приобретает твердость и прочность.
Для чугуна же характерно содержание углерода в сплаве более 2%. В результате чего он становится также твердым, жаростойким, но в тоже время хрупким.

Соотношение числа и количества связующих компонентов в каждом виде сплава определяет их физические и химические свойства, благодаря которым они могут наделяться особыми параметрами, увеличивающих их прочностные характеристики

Основные различия между чугуном и сталью сводятся к следующему :

— сталь прочнее и тверже чугуна,
— сталь можно резать, сваривать, ковать, чугун только отливать,
— у чугуна ниже теплопроводность, зато выше теплоемкость,
— чугун из-за своей пористой структуры имеет меньший вес,
— сталям легче придать красивый внешний вид, чем чугуну.

Различные компоненты и добавки в какой-то мере могут приблизить или даже приобрести ряд свойств присущих тому или иному виду сплава, но это очень дорого технологически и применяется только в специальных отраслях производства. По этой причине, банные печи целесообразно изготавливать только хоть и из специальных, но типичных сталей и чугуна, которым и присущи все вышеперечисленные отличия.

С этим разобрались, теперь же рассмотрим на опыте пользования ч/п, что же в них привлекает или наоборот пугает потенциальных покупателей.

Преимущества печей из чугуна

Печки из чугуна имеют большую толщину стенок от 10мм и выше, стали же чаще всего меньше (обычная 6-10 мм, жаростойкая — 4-6 мм). Разница в этом приводит к тому, что такие банные приборы значительно лучше аккумулируют тепло, дольше его сохраняют и дольше отдают. В конечном итоге это сказывается на экономии дров, на более плавном и постепенном прогреве парной.

1

Сталь чуть быстрее, чем чугун нагревается и соответственно раньше начинает отдавать тепло в помещение бани, но эта разница не значительна.

Толстые стенки, плюс жаропрочность чугуна сказываются на долговечности. Печи, отлитые из этого сплава, не страдают такой болезнью как стальные, деформацией топки от предельных температур и не прогорают со временем. Производители железных печей в один голос твердят, не перегревайте их, но, во-первых, как установить на глаз этот предел, а во-вторых, даже при условии щадящего использования все равно это рано или поздно случается. У чугуна нет таких проблем.

Устойчивость к коррозии данного материала давно известна, он, в отличие от стали, даже в тяжелых условиях перепада температур и влажности, не ржавеет, тем самым опять в конечном итоге увеличивается его долговечность.

Читайте так же:
Какое масло заливается в токарный станок 16к20

Еще они наделены хорошей жаростойкостью, т.е. под продолжительным воздействием огня не образуют окалину, чего не скажешь о стали.

Все части ч/п изготавливают методом литья, их сборка осуществляется либо по принципу шип-паз либо с применением специальных герметиков. Отсутствие сварных швов еще один плюс у этих приборов, т.к. зачастую, при несоблюдении технологии, они оказываются самым слабым местом в обычных изделиях.

Этот сплав имеет еще одну важную особенность — он химически нейтрален, в результате чего не происходит процесс выгорания кислорода.

2

Недостатки

Как известно, цены на такие печи не малые, но не только это отпугивает потенциальных покупателей. Больше всего их настораживает хрупкость чугуна. Этот сплав боится резких перепадов температур, от попавшей на стенки печи холодной воды может треснуть ее корпус. Заварить этот участок возможным не представляется, его можно только заменить или придется сдавать ее в металлолом.

Несмотря на то, что чугун легче стали, первый, в конечном итоге, получается тяжелее за счет толстых стенок. По этой причине для вариантов таких печей с закрытой каменкой и большим объемом чаши под закладку камней приходится возводить фундамент.

Ну и напоследок сравним цены. В сегменте эконом класса представлены только стальные печи. Таковые из чугуна относятся к средней или высокой ценовой категории.

Многие производители, стремясь обзавестись удачными и долговечными печами, стали конструировать комбинированные. В них топочная часть сделана из чугуна, она в свою очередь защищена кожухом из нержавейки. Такие варианты, в общем-то, неплохи, но те, кто предпочитает влажный или т.н. «веничный» пар все-таки отдают предпочтение кирпичным или ч/п с панелями из камня или под обкладку кирпичом.

Производители чугунных печей

Гефест – чугун СЧ20-25 ЧХ10, толщина стенок от 10 мм до 60 мм, объем бани от 25 до 45 куб.м. Модели идут с литерами ПБ.

Сварожич — из серого чугуна СЧ-15, толщина стенок 6 мм-15 мм, объем парной до 35 куб.м.
Модели – «Жар Птица» и «Славянка», у последней модели все варианты: эконом, стандарт, классик и люкс имеют комбинированную конструкцию – топка чугун, каменка — нержавеющая сталь.

Ижкомцентр ВВД — чугун GJL200, толщина стенок — 10 мм, объем – 18 – 40 куб.м.
Модели – «Калита» и «Сударушка». Конструкция – топочная часть и корпус из чугуна, облицованный камнем. Сударушка М и МК комбинированные, топка чугунная, а каменка нержавейка или черный металл.

ПетразоводскМаш — серый чугун, стенки – от 10 мм до 20мм, объем парной до 20 куб.м.
Модели – в названии используются литеры АТБ или «Карелия».

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector