Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

ВЧШГ — высокопрочный чугун с шаровидным графитом

СТРУКТУРА, МЕХАНИЧЕСКИЕ, ЛИТЕЙНЫЕ СВОЙСТВА И СТАНДАРТИЗАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЧУГУНОВ

Основные свойства и области применения чугуна с шаровидным графитом

Промышленное освоение чугунов с шаровидным графитом начато в 1948-1949 гг., когда фирма «Интернейшнл никел компани» (США) и Британская исследовательская ассоциация чугунного литья опубликовали первые патентные материалы по технологии получения нового сплава (патенты США № 2485760 и № 2488511). В настоящее время удельный вес отливок из высокопрочного чугуна в общем объеме чугунного литья можно считать весьма объективным показателем уровня развития литейного производства в стране.

Для чугуна с шаровидным графитом характерна заметная пластичность и вязкость, которые обусловливаются шаровидной формой включений графита, получаемой в процессе изготовления отливок. Чугуны с шаровидным графитом имеют широкий диапазон механических и эксплуатационных свойств. Механические свойства чугуна с шаровидным графитом регламентируются ГОСТ 7293-85 (табл.1.8). Условное обозначение марки включает буквы ВЧ (высокопрочный чугун) и цифровое обозначение минимального значения временного сопротивления при растяжении В в Н/мм 2 *10 -1 (в кгс/мм 2 ). Механические свойства чугуна должны быть обеспечены в литом состоянии или после термической обработки. Показатели относительного удлинения, твердости и ударной вязкости определяют только при наличии требований в нормативно-технической документации.

Таблица 1.8 – Механические свойства чугуна с шаровидным графитом (ГОСТ 7293-85)

Некоторые из показателей механических свойств, не вошедших в ГОСТ 7293-85, приведены в табл.1.9-1.10.

Наиболее важным для достижения соответствующих механических свойств является получение правильной шаровидной формы графита, формирование которой зависит от ряда факторов (состав металла, условия модифицирования, температура модифицирования, шихтовые материалы и пр.). Главным фактором является содержание остаточного магния, церия и других сфероидизаторов.

Таблица 1.9 – Механические свойства высокопрочного чугуна с различной матрицей при растяжении, сжатии и изгибе

Таблица 1.10 – Механические свойства чугуна с шаровидным графитом при кручении

Влияние толщины стенки отливки в высокопрочных чугунах проявляется несколько иначе, чем в серых (табл.1.11).

Таблица 1.11 – Влияние толщины стенки отливки на механические свойства ВЧШГ

Во-первых, вследствие большей квазиизотропности характеристики прочности с увеличением толщины отливки понижаются значительно медленнее, чем в серых чугунах. Во-вторых, значительно сильнее сказывается отрицательное влияние толщины отливок на пластические свойства этих чугунов. Однако такое влияние проявляется только после ферритизации. В сыром же состоянии толщина отливок оказывает на удлинение высокопрочного чугуна мало влияния, так как неблагоприятная кристаллизация компенсируется при этом более высокой степенью графитизации. Интересно отметить, что циклическая вязкость высокопрочного чугуна очень мало изменяется с увеличением толщины отливок, в то время как в сером чугуне она резко повышается вследствие укрупнения размеров графита.

Что же касается показателей основных физических свойств чугуна с шаровидным графитом (табл.1.12), то коэффициент термического расширения у него несколько выше, а теплопроводность — ниже, чем у серого. Это, видимо, объясняется большей разобщенностью включений шаровидного графита.

Таблица 1.12 — Физические свойства ВЧШГ

Влияние ряда химических элементов на свойства в чугуне с шаровидным графитом заметно отличается от рассмотренных ранее данных для чугуна с пластинчатым графитом. Механизм действия углерода в чугуне с шаровидным графитом такой же, как и в сером. Углерод в обоих случаях способствует графитизации и ферритизации матрицы. Можно считать, что повышение содержания углерода в высокопрочном чугуне характеризуется некоторым понижением прочностных, пластинчатых, упругих и вязких свойств. Однако это понижение свойств весьма незначительно, что позволяет исключить из требований, предъявляемых к высокопрочному чугуну, жесткую регламентацию по содержанию углерода. Оно обычно выдерживается в пределах 3,2-3,6 %, что значительно облегчает условия плавки и улучшает литейные свойства.

Кремний оказывает заметное влияние как на структуру, так и на механические свойства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. На практике регулирование количества феррита в нетермообработанном состоянии осуществляют подбором содержания кремния в металле. При содержании 3,0-3,3% кремний способствует получению устойчивой ферритной структуры в литом состоянии. Следует заметить, что пластичность чугуна при этом понижается, а при количестве кремния свыше 3,5% наблюдается хрупкость даже при обычном содержании марганца и фосфора. Поэтому с точки зрения пластичности рекомендуется принимать содержание кремния на уровне 2,0-2,4%, а для получения чистого феррита применять термическую обработку. Содержание кремния не должно превышать 2,3% во избежание отрицательного влияния его на ударную вязкость. Для получения наилучших свойств рекомендуется содержание углерода и кремния выбирать в соответствии с оптимальной областью на рис.1.2.

Рисунок 1.2 – Содержание углерода и кремния, рекомендуемое для чугуна с шаровидным графитом

В противоположность кремнию марганец в высокопрочном чугуне с шаровидным графитом уменьшает количество феррита и повышает количество перлита, что увеличивает предел прочности и уменьшает пластичность. Поэтому для получения высокой пластичности содержание марганца не должно превышать величины 0,4 %. В тех случаях, когда в литой структуре допускается некоторое количество перлита (это имеет место в большинстве случаев на практике), содержание марганца может составлять 0,4-0,8%. Для снижения порога хладноломкости рекомендуется содержание марганца снижать до 0,3% и менее.

Содержание фосфора в чугуне с шаровидным графитом обычно не должно превышать 0,1%. В противном случае образование фосфидной эвтектики способствует снижению показателей относительного удлинения и ударной вязкости. В тех случаях, когда чугун с шаровидным графитом используется для получения толстостенных отливок, содержание фосфора стремятся уменьшить из-за возможной его ликвации.

В высокопрочном чугуне сера, как правило, удаляется благодаря присадке глобулизирующих элементов, но, несмотря на это, исходное содержание серы имеет достаточно важное практическое значение. С одной стороны, содержание серы оказывает отрицательное влияние на механические свойства, а с другой — затрудняет процесс модифицирования. По мнению большинства исследователей, низкое исходное содержание серы является важнейшим условием получения высоких показателей свойств в отливках из ЧШГ.

На практике чугуны с шаровидным графитом для получения определенных свойств могут легировать теми же элементами, что и серый чугун. В большинстве случаев действие легирующих элементов на механические свойства чугуна подобно рассмотренному ранее легированию серого чугуна. Следует отметить, что даже сравнительно небольшое легирование марганцем, никелем, хромом, молибденом и медью дает возможность повысить как механические свойства конструкционного высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, так и некоторые специальные свойства (сопротивление износу, коррозии, эрозии, ползучести и т.п.). Применяющиеся в качестве сфероидизаторов магний и церий обычно остаются в чугуне с шаровидным графитом в количестве 0,03% и 0,02% соответственно, так как в противном случае графит кристаллизуется в шаровидной форме лишь частично. В то же время излишне высокое содержание магния и церия приводит сначала к образованию цементита в литой структуре, а затем к «перемодифицированию» (образованию пластинчатого графита). Поэтому остаточное содержание магния и церия не должно превосходить 0,08% и 0,05% соответственно.

В целом содержание примесей различных металлов в исходном чугуне является наиболее устойчивым наследственным признаком, оказывающим сильное влияние на процессы сфероидизации графита и структурообразование металлической основы. Влияние этих элементов проявляется также в процессе последующего использования возврата модифицированного чугуна. Получение ферритной или перлитной (числитель/знаменатель) металлической основы в ЧШГ достигается при следующем содержании примесей (в процентах): хром —

Технология получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом

Известно, что высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ) получают путем модифицирования жидкого чугуна сфероидизирующими модификаторами, содержащими магний, це­рий и иттрий. Чугун, подвергаемый модифицированию, должен удовлетворять ряду приведенных ниже требований, выполнение которых является задачей плавки.

Требования к жидкому чугуну.

Важнейшим требованием к хи­мическому составу жидкого металла при получении высокопроч­ного чугуна с шаровидным графитом является низкое содержание серы — до 0,03%.Т1ри этом снижение содержания серы способ­ствует уменьшению расхода дорогостоящих модификаторов.

Техническими условиями, принятыми на ВАЗе и КамАЗе, до­пускается содержание серы не более 0,012%. Составить шихту с таким низким содержанием серы практически невозможно, по­этому важнейшей задачей плавки является десульфурация. В связи с этим использование для плавки дуговых пеней с основной футе­ровкой в данном случае является оправданным, несмотря на вы­сокое пылегазовыделение и шум.

Читать еще:  Как проверить электродвигатель мультиметром: пошаговая инструкция и рекомендации

При наведении основного шлака рекомендуется вводить известь (6 кг/т металла) для снижения избыточного количества серы на 0,001 %. Содержание в чугуне демодификаторов Pb, Bi, Sn, Sb, As, Ti, Al даже в незначительных количествах препятствует сфероидизации графита. С учетом этого требуется тщательный отбор шихто­вых материалов. Не допускается использование лома неизвестного происхождения. Помимо первичных материалов и возврата исполь­зуются стальные отходы кузнечно-прессового производства.

Температура чугуна при модифицировании должна быть выше, чем при модифицировании серого чугуна, 1480. 1530 °С. Это объяс­няется тем, что на испарение магния, введенного в расплав, тре­буется значительное количество теплоты (при введении каждого 1 % Mg температура чугуна снижается на 80. 90 °С).

Сфероидизирующне модификаторы.

Шаровидная форма графита в чугуне достигается использованием модификаторов, содержащих магний, церий и иттрий. Модификаторы на основе маг­ния, в свою очередь, разделяют на металлический магний и магнийсодержащие лигатуры. Металлический магний имеет плотность в 4 раза меньшую, чем расплавленный чугун, поэтому при простом введении его в металл он всплывает и сгорает ослепительно ярким пламенем. При принудительном погружении его в расплав чугуна при температуре 1400 °С магний испаряется и давление его паров может достигать 0,7 МПа. Пары магния, выходя из расплава, вы­зывают интенсивное перемешивание и выбросы металла. Над по­верхностью расплава пары магния сгорают. Обычно в металле оста­ется не более 1/10 количества введенного в него магния.

Для улучшения усвоения магния расплавом используются магнийсодержащие лигатуры, магний—кремний—железо, магний-никель, магний—медь, магний—никель—медь и др. Особенно ши­рокое распространение получили в свое время тяжелые лигатуры содержащие около 85 % никеля. Плотность такой лигатуры выше, чем жидкого чугуна, что в сочетании с относительно низким со­держанием магния предопределяет ее хорошее усвоение и незна­чительный пироэффект.

Однако никель возвращается в шихту в составе возврата и прак­тически не угорает в процессе плавки. Учитывая, что доля возвра­та при производстве ВЧШГ составляет не менее 40%, содержа­ние никеля в металле быстро растет от плавки к плавке, если в шихте используется более 10 % возврата. Это создает организаци­онные трудности, связанные с использованием излишков возвра­та чугуна, модифицированного никель-магниевой лигатурой.

Учитывая отбеливающее действие магния, производят вторич­ное модифицирование ферросилицием ФС75 в количестве от 0,3 до 1 % в зависимости от толщины стенки отливки.

Цериевые модификаторы. Температура кипения церия около 3450 °С, поэтому при вводе его в расплав чугуна не наблюда­ется выбросов металла, и, кроме того, температура расплава мо­жет быть ниже (1390. 1410 °С). Однако для равномерного распреде­ления его необходимо принудительное перемешивание металла.

Церий, так же как и магний, является активным десульфуратором, но в отличие от магния не образует черных пятен в структуре отливок при повышенном содержании серы в исходном чугуне.

Для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графи­том церий применяется в виде многообразных лигатур, таких как ферроцерий, мишметалл, цериевый мишметалл, сиитмиш и другие, содержащие около 50 % Се.

Комплексные модификаторы, разнообразные по со­ставу и свойствам, получили в настоящее время наибольшее рас­пространение. Наряду с магнием, который производит сфероидизирующее действие и перемешивание, в них обычно входит крем­ний, предотвращающий отбел. Церий и кальций в комплексных модификаторах способствуют связыванию избытка серы.

Модификатор ФЦМ5, содержащий 5 % магния, успешно при­менялся при литье коленчатых валов трактора «Владимирец». В модификаторах марок ЖКМК1 . ЖКМК10 помимо железа со­держатся Mg, Са, Si и редкоземельные элементы.

В настоящее время наибольшее применение имеют модифика­торы ФСМг5 и ФСМг6, содержащие соответственно 5 и 6 % Mg и использующиеся как для внутриформенного, так и для ковшово­го модифицирования.

Сфероидизирующие модификаторы в размельченном состоя­нии не подлежат длительному хранению, так как входящие в них элементы легко окисляются.

Иттривые модификаторы не получили до настоящего времени промышленного применения.

Способы введения в расплав сфероидизирующих модификато­ров. Из всего многообразия способов ввода в расплав сфероиди­зирующих модификаторов к настоящему времени получили применение лишь несколько способов, удовлетворяющих условиям техники безопасности и обеспечивающих достаточно высокий ко­эффициент усвоения модификатора. Способ ввода модификатора выбирают с учетом масштабов производства и стоимости приме­няемого оборудования.

Для целей лабораторных и исследовательских работ, а также при небольших объемах производства предпочтителен способ ввода мо­дификатора под колокольчиком в ковше с металлической крыш­кой (рис.1, а).

Рис. 1. Способы ввода в расплав сфероидизирующих модификаторов: а — под колокольчиком; б — в автоклаве; в — в герметизированном ковше-конвертере; 1 — колокольчик; 2 — крышка; 3 — корпус автоклава; 4 — ковш с металлом; 5— мешалка; 6— полость для модификатора; 7— крышка ковша; 8 — модификатор

В шамотографитовый или стальной колокольчик 1 с отверстиями в боковых стенках закладывают бумажный пакет с навеской модификатора. Пакет закрепляют в колокольчике вязаль­ной проволокой. Крышку 2 надевают на штангу колокольчика и устанавливают на ковш. Колокольчик опускают в глубь металла.

При использовании тяжелой никель-магниевой лигатуры ши­роко используется ввод ее под струю в разливочный ковш.

При использовании в качестве модификатора металлического магния наилучшие результаты дает применение автоклава (рис.1, б). В стальной корпус автоклава 3 при снятой крышке устанавливают ковш с металлом 4. В полость 6 крышки закладыва­ют навеску магния и закрывают ее мешалкой 5. Крышку устанав­ливают на корпус автоклава, стык между ними герметизирован. Между крышкой и штоком мешалки также имеется уплотняющая манжета. После подачи воздуха в автоклав под давлением Ρ пнев­матический цилиндр опускает мешалку вниз, при этом модифи­катор падает в металл, который перемешивается в процессе воз­вратно-поступательного движения мешалки.

Широкое распространение получили также герметизированные Ковши, принцип действия которых показан на рис. 1, в. В боко­вую полость ковша закладывают навеску модификатора 8. После заливки металла ковш закрывают крышкой и поворачивают в вер­тикальное положение.

Установлено, что минимальное количество остаточного магния, необходимое для получения шаровидной формы графита в чугуне в любом сечении отливки, должно быть не менее 0,03 %. С учетом ко­эффициента усвоения модификатора количество магния, вводимо­го с модификатором, должно быть около 0,4 %. При использовании комплексных сфероидизирующих модификаторов суммарное содержание в них магния, кальция и редкоземельных элементов должно быть эквивалентно указанному выше содержанию магния.

Расход модификатора зависит от его состава, способа ввода в металл, содержания в металле серы, температуры металла и дру­гих факторов и составляет от 0,15 % для металлического магния, вводимого в автоклаве, до 2,5 % для лигатур при добавлении их в ковш. Необходимое и достаточное количество вводимого модифи­катора уточняется только опытным путем.

Источник:
Трухов А.П., Маляров А.И. Литейные сплавы и плавка. М. Академия, 2004.

Трубы ВЧШГ

100 лет гарантии

  • Трубы из ВЧШГ
    • Соединение Tyton
    • Соединение RJ
    • Соединение RJS
    • Преимущества
      • Энергосбережение
      • Надёжность
      • Экологическая безопасность
      • Экономическая эффективность
      • Долговечность
      • Простота монтажа
    • Покрытие труб ВЧШГ
    • Особенности раструбных соединений
    • Технология производства
  • Фасонные части
    • Колена
      • Колено раструбное УР
      • Колено фланцевое УФ
      • Колено раструб-гладкий конец УРГ
    • Отводы
      • Отвод раструбный ОР
      • Отвод раструб-гладкий конец ОРГ
    • Тройники
      • Тройник раструбный ТР
      • Тройник фланцевый ТФ
      • Тройник раструб-фланец ТРФ
    • Патрубки
      • Патрубок фланец-раструб ПФР
      • Патрубок фланец-гладкий конец ПФГ
      • Патрубок компенсационный
      • Двойной раструб ДР
      • Двойной раструб компенсационный
    • Пожарные подставки
      • Пожарная подставка раструбная ППР
      • Пожарная подставка тройник фланцевый ППТФ
    • Переходы
      • Переход раструбный ХР
      • Переход фланцевый ХФ
      • Переход раструб-гладкий конец ХРГ
      • Переход раструб-фланец ХРФ
    • Муфты
      • Муфта надвижная МН
      • Муфта свертная МС
    • Заглушка
  • Рекомендации
    • О ВЧШГ
    • Область применения
      • Нефтегазодобыча
      • Водоснабжение
      • Теплоснабжение
      • Канализация
      • Пожаротушение
      • Электрохимзащита
      • Свайные фундаменты
      • Искусственный снег
    • Комплектация и хранение
    • Рекомендации
    • Транспортировка
  • Техинформация
    • Тех.инфо для скачивания
    • ТУ Свободный сокол
    • ГОСТ, ISO
    • СНиПы
    • Постановления
    • Трубы и фасонные части
    • Сертификаты ISO
  • Монтаж
    • Монтаж труб и фасонных частей
      • Монтаж Tyton
      • Монтаж RJ
      • Монтаж RJS
    • Методы бестраншейной прокладки
      • Метод прокладки труба в трубе
      • Подземная прокладка с разрушением старого трубопровода
      • ГНБ
      • Прокладка методом ГНБ под водной преградой
      • Дюкер
      • Прокладка трубопроводов под водой
      • ГНБ: Метод выдавливания и протягивания
  • Контакты
    • Контакты
    • Вакансии
    • О нас
  • Статьи
Читать еще:  Как затянуть колеса без динамометрического ключа

О ВЧШГ

Традиционный материал с нетрадиционными свойствами

Под понятием «чугун» обычно подразумевают группу сплавов Fe-C-Si, которые содержат не менее 2,14% углерода, и, помимо прочих способов классификации, могут выделяться в отдельные группы в зависимости от формы графита, в виде которого содержится углерод в чугуне: выделяют белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны.

Серый чугун (СЧ), или так называемый «чугун с пластинчатым графитом», довольно продолжительное время широко применялся для трубопроводов водоснабжения – материал коррозионно-стойкий, но плохо воспринимающий ударные нагрузки, малопластичный.

Для устранения этого основного недостатка серого чугуна в середине 20-го века металлурги внедрили процесс модифицирования жидкого чугуна магнием, в результате чего графит, в виде которого содержится углерод в чугуне, в процессе кристаллизации приобретает шарообразную форму, повышая, таким образом, механические свойства полученного материала.

Шаровидные включения графита в наименьшей степени ослабляют рабочее сечение отливки, способствуют уменьшению концентрации напряжений вокруг них, что снижает риск образования и распространения трещин. Такой чугун получил название высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ).

Сравнительные механические характеристики материалов водопровода

Механические характеристикиМатериал трубы
Механические характеристики Cталь низко-углеродистаяМеханические характеристики Cерый чугунВЧШГ
Механические характеристики Предел прочности, МПа320-410150-240420
Механические характеристики Предел текучести, МПа216-240300
Механические характеристики Относительное удлинение,%23-250,710

Обладая сопоставимыми с характеристиками низколегированной стали высокими механическими свойствами, высокопрочный чугун с шаровидным графитом сохраняет присущую изделиям из серого чугуна высокую коррозионную стойкость. Опыт длительной эксплуатации водопроводных систем из чугуна (водопровод Версальского дворца обслуживал фонтаны более 300 лет, водопроводы старой части Москвы функционируют более 100 лет) доказывает высокую коррозионную стойкость труб и фасонных частей из чугуна.

Согласно заключению ведущих Российских институтов в области водо- и телоснабжения, прогнозируемый безаварийный срок службы трубопроводов из ВЧШГ в сетях водоснабжения составляет 80-100 лет, в теплоснабжении — до 70 лет, канализации — 50-60 лет.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ)

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом обладает высокими физико-механическими свойствами, что обусловлено шаровидной формой графита. Такие образования графита в наименьшей степени ослабляют сечение отливки, придавая ей высокую прочность и пластичность. Механические свойства чугуна регламентируются ГОСТ 7293-85 и представлены в табл. 1. ГОСТ включает восемь марок чугуна. Буквы ВЧ обозначают название чугуна – высокопрочный чугун, последующие цифры указывают на минимально допустимое значение предела прочности при растяжении в кгс/мм 2 . Прочностные и эксплуатационные характеристики материала отливок из ВЧШГ можно варьировать в широком диапазоне не ухудшая литейных и техноло­гических показателей.

Таблица 1. Механические свойства чугуна в литом состоянии или после термической обработки

Марка чугунаВременное сопротивление при растяжении σВ, МПА (кгс/мм 2 )Условный предел текучести σ02, МПА (кгс/мм 2 )Относительное удлинение, δ, %Твердость по Бринеллю, НВ
не менее
ВЧ 35350 (35)220 (22)22140-170
ВЧ 40400 (40)250 (25)15140-202
ВЧ 45450 (45)310 (31)10140-225
ВЧ 50500 (50)320 (32)7153-245
ВЧ 60600 (60)370 (37)3192-277
ВЧ 70700 (70)420 (42)2228-302
ВЧ 80800 (80)480 (48)2248-351
ВЧ 1001000 (100)700 (70)2270-360
Механические свойства ВЧШГ в сравнении со сталью:
  • Предел прочности такой же или более.
  • Более высокое отношение предела текучести к пределу прочности – 0,65-0,80 (у стали – 0,55-0,60).
  • Высокая износостойкость.
  • Более высокая демфирующая способность.
  • Меньшая чувствительность к концентраторам напряжений.

По микроструктуре ВЧШГ подраз­деляют на ферритный, ферритоперлитный, перлитный, перлитоцементитоферритный и аустенптиый. Различают также высокопрочный чугун с трооститной, трооститоферритной, мартенситной, перлитоцементитной и др. структурами. Ферритный и аустенитный чугуны отличаются высо­кими пластическими свойствами (отно­сительное удлинение 5—35%, удар­ная вязкость 2—20 кгс • м/см 2 ). К аустенитным относятся чугуны номаг и нирезист с разным содер­жанием никеля. Высокие мех. свойства аустенитных чугунов не изменяются до температуры 600°С. Особенно перспектив­ны такие чугуны при эксплуатации в условиях низких температур (вплоть до температуры — 250°С). Перлитный и трооститный чугуны характеризуются высокой прочностью (предел проч­ности на растяжение 60—140 кгс/мм 2 ) при относительно невысоких пласти­ческих свойствах (относительное удли­нение — 2,0—6%, ударная вяз­кость 2,0—6,0 кгс • м/см 2 ). Получе­нию перлитной структуры способ­ствуют никель, медь, хром, марга­нец и олово. Чугун с перлитной и трооститной структурами отличает­ся высокой износостойкостью; чу­гун с трооститной и трооститоферритной структурами, получаемыми изо­термической закалкой. [1]

Грубо говоря: ВЧШГ обладает механическими свойствами стали (иногда превосходя их) и литейными свойствами серого чугуна (высокая жидкотекучесть, отсутствие склонности к образованию трещин и т.д.). Всё это даёт предпосылки для широкого использования отливок из ВЧШГ в промышленности. Так в частности, срок службы металлургических изложниц из ВЧШГ в 1,5-2,5 раза выше изложниц из серого чугуна.

Интересен опыт чешского предприятия «KASI», освоившего крупномасштабное (крупнейшее в Европе) производство люков смотровых колодцев из ВЧШГ на АФЛ HWS, при этом масса люка была снижена практически на 50%, по сравнению с люками из серого чугуна. Начиная с 80-х годов минувшего столетия московский завод «Водоприбор» также производит люки смотровых колодцев из ВЧШГ на кокильной АФЛ (с вертикальным разъёмом), используя синтетический чугун, масса люка также значительно снижена.

Из ВЧШГ производят детали прокатного и кузнечно-прессового оборудования; горнорудного и дробильно-размалывающего оборудования; детали турбин; корпуса редукторов; детали зубчатых передач и подъемно-транспортного машиностроения.

Меньший удельный вес и значительно более высокая жидкотекучесть ВЧШГ по сравнению со сталью, позволяет с высокой эффективностью использовать отливки из ВЧШГ в автомобилестроении взамен стальных отливок, что ведёт к снижению массы автомобиля и возрастанию его мощности. Из ВЧШГ производят коленчатые валы, шестерни, картеры и т.п.

Значительное место в производстве труб большого диаметра, работающих под высоким давлением, занимают центробежно литые трубы из ВЧШГ. Производство фитингов для метрополитена и туннелей из ВЧШГ позволило значительно снизить их массу.

Использование ЧШГ в станкостроении позволило конструировать сложные литые детали для станков и оборудования тяжелого машино­строения массой более 150 т (матрицедержатели машин инжекционного прессования, цилиндры и станины ковочных прессов, поршни и другие детали), снизить массу литых деталей с сохранением доста­точной жесткости. ЧШГ является идеальным материалом для множества ручных инструментов (гаечных ключей, струбцин, калиб­ров и т. д.). В деталях бумагоделательных машин ЧШГ обеспечивает значительный технико-экономический эффект (например, благодаря тому, что модуль упругости ЧШГ на 60 % выше по сравнению с ЧПГ, снижена масса нажимных и сушильных валков машин). ЧШГ — распространенный материал запорной и регулирующей арматуры, работающей в газовой и жидких средах (кислотных, соле­вых и щелочных). Например, за рубежом из ЧШГ была отлита партия шаровых вентильных заглушек для магистрального га­зопровода Сибирь — Западная Европа диаметром 1420 мм. Перво­начально эти заглушки производились из стальных поковок диаметром 2440 мм и массой 17 т каждая. [4]

Патент на высокопрочный чугун с шаровидным графитом за №2485760 от 25.10.1949 получил Кейт Д. Миллис. С пятидесятых годов минувшего столетия по всему миру началось промышленное производство отливок из ВЧШГ. Первые места по объёмам производства отливок из ВЧШГ на протяжении последних лет делят между собой Япония и США, как наиболее развитые в технологическом плане страны. Сегодня в большинстве промышленно развитых стран объём производства отливок из ВЧШГ среди железоуглеродистых сплавов занимают второе место после серого чугуна.

Научная школа в области исследования ВЧШГ в Украине начала формироваться в середине шестидесятых годов минувшего столетия на базе Института проблем литья НАН УССР (ныне ФТИМС НАН Украины). Вопросами производства литья из ВЧШГ занимались в разное время такие видные учёные как: Волощенко М.В., Ващенко К.И., Горшков А.А., Сидлецкий О.Г., Шумихин В.С., Шейко А.А., Левченко Ю.Н., Литовка В.И. и многие другие.

Самое крупное массовое производство отливок из ВЧШГ методом внутриформенного модифицирования для автотракторного машиностроения было налажено семидесятых – восьмидесятых годах минувшего столетия на Купянском заводе «Центролит» (Харьковская обл.). К сожалению, сегодня этот завод уже не существует.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом — материал будущего

К числу поклонников продукции из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом можно отнести инженеров из США, Китая и стран Европы

Такая популярность труб из ВЧШГ объясняется уникальными эксплуатационными характеристиками. Они достигаются благодаря особому составу материала. Добиться таких же показателей не могут ни трубы из бетона, ни трубы из полимеров.

Сам по себе чугун достаточно хрупкий материал. Это был его единственный существенный недостаток. Все остальные характеристики: высокая прочность, стойкость к различным коррозиям, пластичность и ударная вязкость делали его просто идеальным для применения в области строительства инженерных коммуникаций. Благодаря дальнейшим разработкам в этой сфере, металлургами был опробован новый состав. Вместо углерода, который присутствует в чугуне в виде пластин и способствует его расслоению и образованию трещин, использовали шаровидный графит. Для этого классический серый чугун было решено нагреть до сверхвысоких температур, а также добавить в состав магниевые и цериевые присадки. В результате такой обработки, пластины графита преобразовались в шарики, и получился высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Такая модификация получила дополнительные преимущества в использовании. Чугун стал по своим характеристикам больше напоминать сталь.

Использование труб из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом объясняется удобством и экономической целесообразностью. Материал обладает целым рядом преимуществ, значимых для энергетического комплекса. Во – первых, трубы из ВЧШГ очень экономичны. Они не требуют сверх бюджетов на регулярное обслуживание. К тому же они очень надежны, что сводит риск к ремонту или замене отдельных элементов к минимуму. Также трубы из ВЧШГ можно использовать в регионах со сложным климатом, например, в Заполярье. Первая труба из чугуна с шаровидным графитом была проложена в Североморске. В условиях Крайнего Севера причиной начальной стадии разрушения конструкции водоводов чаще всего являются дефекты в зоне сварных швов. Литая же трубная конструкция из ВЧШГ не имеет сварных соединений. Кроме того, в ней заведомо отсутствуют очаги внутренних напряжений. Возможность выполнять аварийно-ремонтные работы без проведения сварочных работ позволяет добиться существенного уменьшения временя выполнения аварийных работ, что является в условиях Заполярья жизненно важнейшим фактором, и в тоже время значительного удешевления таких работ и общих затрат на обслуживание трубопроводов. Второе преимущество труб из ВЧШГ – это колоссальный срок службы. Только гарантийный период составляет до 80-100 лет. Также эти трубы просты в монтаже. Не требуют сложной подготовки траншей, могут укладываться прямо на грунт. Мало подвержены деформации и повреждениям с наружной стороны. До пяти раз более устойчивы к коррозии по сравнению со стальными трубами. Эти уникальные трубы подходят для транспортировки питьевой воды. Стоит отметить, что на внутренней поверхности трубы не образуются наросты и отложения. Кроме того, трубы из ВЧШГ обладают высокими шумоподавляющими свойствами. Они практически полностью поглощают шумы, что позволяет отказаться от дополнительных шумоизоляционных материалов при проектировании и строительстве трубопровода.

В нашей стране продукцию из высокопрочного чугуна производит липецкая трубная компания «Свободный сокол».Трубы из ВЧШГ этого старейшего российского предприятия соответствуют всем мировым стандартам к трубной продукции, имеют международные сертификаты качества авторитетных сертифицирующих органов и уже сейчас экспортируются в 19 стран мира. Эти трубы прекрасно знают в Европе, где они успешно выигрывают тендеры, проходя строжайший контроль качества и потребительской безопасности для продукции питьевого водоснабжения. Также липецкие трубы активно экспортируются в Австрию, Германию, Англию, Италию и другие страны, даже несмотря на то, что там существуют собственные крупные производители аналогичной трубной продукции.

ВЧШГ — высокопрочный чугун с шаровидным графитом

Александров Н.Н., Бех Н.И., Радченко М.В., Зубков А.А., Поддубный А.Н., Казанцев А.Г. Возможности высокопрочного чугуна с шаровидным графитом неисчерпаемы. Часть 2
Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ЧШГ), созданный 65 лет назад, признан непревзойденным конструкторским материалом. Этот чугун широко применяется для изготовления любых по массе и геометрической сложности деталей различного назначения во всех отраслях промышленности. Следует отметить многофункциональность его использования, как материала, не имеющего аналогов в мировой практике.
Ключевые слова: шаровидный графит, модификаторы, углеродный эквивалент, высокопрочный чугун, эвтектический сплав.
Информация об авторах Список литературы

Косников Г.А., Морозова Л.М. Аустемпированные чугуны с шаровидным графитом
Свойства ЧШГ могут быть значительно улучшены за счет аустемперинга. Это приводит к появлению нового перспективного материала – аустенитнобейнитного чугуна с шаровидным графитом (АБЧШГ) со структурой графита в аусферритной матрице и уникальной комбинацией свойств.
Ключевые слова: аустенитно-бейнитный чугун с шаровидным графитом.
Информация об авторах Список литературы

Подольчук А.Д., Гасик М.И., Кондратьев Ю.В., Деревянко И.В., Годов А.В. Получение высокопрочных чугунов с применением в шихте металлургических смесей УККС
Технология выплавки в индукционных тигельных печах (ИТП) чугуна с шаровидным графитом (ЧШГ) с применением в составе шихты комплексных металлургических смесей из углерод-карбидкремниевых материалов марок УККС позволила получить отливки высокого качества.
Ключевые слова:УККС, CSiC-смеси, карбид кремния, синтетический чугун.
Информация об авторах Список литературы

Мухоморов И.А. Приливы на отливках и способы их предупреждения
В статье более полно рассказано о таком дефекте отливок, как прилив. Подробно рассмотрены причины их образования: нарушение технологической точности формовочного оборудования, дефекты конструкции модельной оснастки и качество формовочной смеси.
Ключевые слова:Задир, засекание, подрыв, раздутие, распор, подъём, залив, непроформовка, технологическая точность оборудования.
Информация об авторах

Брежнев Л.В., Батышев А.И., Батышев К.А., Полянчиков О.Г. Гидравлический пресс для литья с кристаллизацией под давлением
В статье описана работа гидропресса с регулируемым усилием прессования, специально разработанного для литья с кристаллизацией под давлением деталей с тонкими стенками из Al-сплавов.
Ключевые слова:Литье с кристаллизацией под давлением, гидравлический пресс, усилия прессования.
Информация об авторах

Полное содержание номера:

Александров Н.Н., Бех Н.И., Радченко М.В., Зубков А.А., Поддубный А.Н., Казанцев А.Г. Возможности высокопрочного чугуна с шаровидным графитом неисчерпаемы. Часть 2
Косников Г.А., Морозова Л.М. Аустемпированные чугуны с шаровидным графитом
Подольчук А.Д., Гасик М.И., Кондратьев Ю.В., Деревянко И.В., Годов А.В. Получение высокопрочных чугунов с применением в шихте металлургических смесей УККС
Фесенко М.А., Фесенко А.Н., Могилатенко В.Г. Технологии внутриформенного модифицирования чугуна
Бубликов В.Б., Берчук Д.Н., Зеленая Л.А., Овсянников В.А. Об эффективности графитизирующего модифицирования ВЧ
Бубликов В.Б., Ясинский А.А., Медведь С.Н., Моисеева Н.П., Зеленская Т.В. Влияние метода модифицирования и содержания Si на структуру и свойства ЧШГ
Зеленый Б.Г. Эффективность сфероидизирующего влияния модификаторов
Меняйло Е.В. Влияние выдержки чугуна после модифицирования на образование шаровидного графита
Хрычиков В.Е., Меняйло Е.В., Щеглова И.С., Колодяжная Л.Ю. Особенности изменения изотерм и изохрон при выливании ВЧ из кокиля

Литье в песчаные формы

Мухоморов И.А. Приливы на отливках и способы их предупреждения

Брежнев Л.В., Батышев А.И., Батышев К.А., Полянчиков О.Г. Гидравлический пресс для литья с кристаллизацией под давлением
Янович А., Костяев П. Объемные блоки производства RAMPF Tooling для изготовления литейной оснастки

Информация. Хроника

Указатель статей, опубликованных в журнале «Литейное производство» в 2013 г.
Алфавитный указатель
Лаурентие Мелитонович Софрони (К 85-летию со дня рождения)
Евдоким Арнавович Белобров (К 80-летию со дня рождения)
Бенедикт Веньяминович Рабинович (К 100-летию со дня рождения)
Геннадий Иванович Тимофеев (К 80-летию со дня рождения)
Мориц Борисович Альтман (К 100-летию со дня рождения)

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector