5.3. Характеристика, хімічний склад і класифікація чавуну
Продукт домнового виробництва чавун — залізовуглецевий сплав, який складається із заліза (до 92%) і вуглецю (2,14...5%), домішок силіцію — до 4,3%, манганіту — до 2%, сірки — до 0,07% і фосфору — до 1,2%. Хімічний склад і призначення чавуну залежать від механічних властивостей і стану вуглецю в доев-тектичному залізо-вуглецевому сплаві. У машинобудуванні використовуються чавуни з певним вмістом вуглецю. Вуглець може бути в зв'язаному стані, утворюючи цементит, який сприяє появі особливих механічних властивостей, а в зламі має характерний білий колір. Якщо злам сірого кольору, то вуглець у ньому міститься у вільному стані у вигляді графітних домішок кулястої чи пластинчастої форми, завдяки чому він набуває певних ливар-
228
них і механічних властивостей. Залежно від вмісту, розмірів і розміщення графітових включень чавуни поділяють на звичайні, високоміцні, ковкі тощо.
За кольором зламу чавуни бувають білими й сірими, а за призначенням їх поділяють на переробні, ливарні та спеціальні (домнові феросплави — дзеркальний чавун, феросиліцій та фероманган).
Чавун, який в основному переробляють на сталь, називають переробним. За ДСТУ 3133-95 його випускають марок ПІ, П2 — для сталеплавильного і ПЛІ, ПЛ2 — для ливарного виробництва, ПФ1, ПФ2, ПФЗ (фосфористий), ПВК1, ПВК2, ПВКЗ (високоякісний) із вмістом сірки не більше 0,010% і фосфору не більше 0,015% і відзначається незначна масова частка титану, алюмінію і арсену. У переробному чавуні, виплавленому з руди, що містить мідь, в документі про якість вказують густину міді. Переробний чавун марок ПІ, П2, ПЛІ і ПЛ2 виготовляють із вмістом сірки не більше 0,06%.
З сірого чавуну, який має добрі ливарні властивості, виготовляють виливки, тому його називають ливарним. За ДСТУ 3132-95 залежно від вмісту силіцію і призначення чавун виготовляють марок Л1...Л6 (ливарний) і ЛР1...ЛР7 (ливарний рафінований магнієм).
Ливарний чавун марок Л 1...Л6 виготовляють з вмістом сірки не більше 0,06%. За вимогою споживачів забезпечуються й інші показники якості різних видів чавунів.
Спеціальні чавуни використовують у процесі виплавлення для розкислення і легування сталі та сплавів. Вони мають підвищений вміст силіцію або мангану. Виплавляють також хромонікелеві, ванадієві, ферохромові, ферофосфорні та інші леговані чавуни.
Хімічний склад чавуну залежить від призначення деталі. Вуглець, який входить до складу чавуну, може бути у вільному стані у вигляді частинок графіту, вкраплених між зернами заліза, та в
хімічно зв'язаному стані у вигляді карбіду заліза (цементиту).
Якщо чавун заливають у піщані форми, то його структура набирає вигляду сірого чавуну, а під час швидкого охолодження (лиття в металеві форми), якщо знижено вміст силіцію чи підвищено вміст мангану, утворюється структура білого чавуну. Білий чавун спеціальною обробкою можна перетворити на ковкий. Різновидом білого чавуну є відбілений чавун, який утворюється під час швидкого охолодження виливка. Виливки з цього чавуну (вальці прокатних станів, вагонні колеса) мають твердий поверх-
229
невий шар з м'якою основною масою, тобто структура білого чавуну поступово переходить у сірий.
Чавуни, що містять спеціальні леговані домішки (нікель, молібден, хром) або звичайні домішки (силіцій, манган), але в більшій кількості, ніж звичайно, називають легованими. Легуючі складові вводять для одержання виливків із спеціальними властивостями (підвищеною міцністю, ударною в'язкістю, електроопором, кислотостійкістю).
За призначенням виливки поділяють на звичайні машинобу-дівельні з сірого чавуну, підвищеної в'язкості з ковкого чавуну, поверхневої твердості з відбіленого чавуну, поліпшеними властивостями з легованих та модифікованих чавунів. Виливки, які виготовляють з чавуну, не повинні мати дефектів (раковин, тріщин тощо).
Головна характеристика чавуну — рідкотекучість, усадка, схильність до ліквації (неоднорідності), відбілювання, а також здатність піддаватися термічній обробці, модифікації, обробці різанням, зварюванням, змінювати структуру та утворювати тріщини чи не допускати їх появи, раковин тощо.
Рідкотекучість — здатність рідкого чавуну заповнювати ливарну форму. Підвищення температури та вмісту фосфору поліпшує рідкотекучість чавуну, а надмірна кількість сірки погіршує її.
Усадка — здатність чавуну зменшувати об'єм під час його твердіння. Об'ємна усадка встановлюється за формулою
лінійна
Де — об'єм моделі;
V— об'єм виливка;
— довжина моделі;
— довжина виливка.
Усадка супроводжується утворенням раковин і шпар. Щоб не допустити їх утворення, застосовують ливарну систему.
Лікеація — неоднорідність хімічного складу виливка. Для усунення чи зменшення ліквації необхідні спеціальні форми, шихтові матеріали та режими виготовлення виливка.
Модифікований чавун (з дрібненькими окремими включеннями графіту на основі перліту) одержують додаванням у ківш з
230
рідким чавуном спеціальних домішок-модифікаторів (феросиліцію, силікокальцію тощо).
За ДСТУ 2891-94 чавуни бувають білі, сірі, половинчасті, від-білені, ковкі, антифрикційні, леговані, модифіковані, зносостійкі, жаростійкі, жароміцні, корозієстійкі тощо. Половинчастий чавун (структурно-половинчастий пістрявий чавун), у якого після твердіння структура має дві складові: білу (ледебуритно-карбідно-перлітну) та сіру (перлітно-феритно-графітну). Такий чавун (відбілений) одержують залежно від швидкості охолодження. Антифрикційні — це чавуни з низьким коефіцієнтом тертя. Залежно від вмісту легованих елементів чавуни бувають мікролеговані (не більше 0,1%), низьколеговані (не більше 3%), середньолеговані (від 3 до 10%) та високолеговані (понад 10%). Зносостійкий чавун здатний чинити опір зношуванню за різних умов. Жаростійкий (окалино-стійкий) чавун протидіє руйнуванню в процесі взаємодії з газами за температур до 1100 °С, корозієстійкий, який не руйнується внаслідок хімічних чи електрохімічних впливів у корозійних середовищах.
- Системи технологій (за видами діяльності)
- Розділ 1. Промисловість України
- 1.1. Загальна характеристика промисловості
- 1.2. Одиниці виміру фізичних величин, фізичні властивості матеріалів і робочих агентів
- 1.3. Властивості сировини, кінцевих продуктів і робочих агентів
- Розділ 2. Теоретичні засади технології
- 2.1. Основні технологічні поняття та визначення
- 2.2. Класифікація технологічних процесів та апаратів технології
- 2.3. Фізико-хімічні та біохімічні закономірності в технології
- 2.3.7. Закони зберігання маси та енергії в умовах рівноваги систем
- 2.3.2. Кінетика технологічних процесів
- 2.4. Технологічні закономірності технології
- 2.4.1. Використання законів фундаментальних наук
- 2.4.2. Принципи ресурса- ma енергозбереження в технології
- 2.4.3. Принцип інтенсифікації процесів
- 2.4.4. Принцип найкращого використання устаткування
- 2.4.5. Принцип оптимального варіанту
- Контрольні запитання до 2-ї глави
- Розділ 3. Технологічна лінія як система
- 3.1. Загальні уявлення про систему
- 3.2. Технологічна система
- 3.3. Система керування підприємством
- 3.3.1. Визначення системи керування
- 3.3.2. Виявлення і аналіз проблем та суперечностей
- 3.3.3. Структура управління
- 3.4. Моделювання систем керування (управління)
- 3.4.1. Загальна постановка завдань моделювання
- 3.4.2. Складання моделі для визначення собівартості продукції
- 3.5. Технічниий рівнь об'єктів технології
- 3.5.1. Показники якості технологічних процесів
- 3.5.2. Номенклатура показників якості технічних об'єктів
- 3.5.3. Методи визначення показників якості технічної продукції
- 3.5.4. Економічна оцінка технічного рівня
- 9. Економічна оцінка технічного рівня.
- Розділ 4. Основні процеси, машини та апарати будь-якої технології
- 4.1. Класифікація процесів та апаратів в технології
- 4.2. Механічні процеси
- 4.2.1. Подрібнення
- 4.2.2. Класифікація подрібнювачів
- 4.3. Перемішування
- 4.4. Гідродинамічні процеси
- 4.4.1. Класифікація і характеристика неоднорідних систем
- 4.4.2. Осідання в гравітаційному полі
- 4.4.3. Фільтрування
- 4.4.4 Відцентрові методи розподілу неоднорідних систем
- 4.5. Теплові процеси
- 4.5.7. Теплопередача
- 4.5.2. Тепловіддача при зміні агрегатного стану речовини
- 4.5.3. Конструкції теплообмінників
- 4.5.4. Випарювання
- 4.4.5 Конденсація
- 4.6. Масообмінні процеси
- 4.6.1. Класифікація масообмінних процесів
- 4.6.2. Масопередача
- Загальні відомості
- Матеріальний баланс повітряної сушарки
- 4.6.4 Кристалізація
- 4.6.5. Перегонка і ректифікація
- 4.6.6. Сорбція
- 4.6.7. Екстрагування
- 4.7. Штучне охолодження
- 4.8. Хімічні та біохімічні перетворення
- 4.8.1. Хімічна кінетика
- 4.8.2. Кінетика мікробіологічних процесів
- Контрольні запитання до 4-го розділу
- Розділ 5. Металургійний комплекс
- 5.1. Загальна характеристика металургійного комплексу
- 5.2. Технологія чавуну
- 5.3. Характеристика, хімічний склад і класифікація чавуну
- 5.4. Виробництво сталі
- 5.4.1. Класифікація сталі та її технологія
- Електричні печі
- 5.4.2. Безчавунне виробництво сталі
- 5.4.3. Рафінування та розливання сталі
- 5.4.4. Виготовлення виробів тиском
- 5.5. Технологія кольорових металів
- 5.5.1. Класифікація кольорових металів
- 5.5.2. Технологія міді
- 5.5.3. Технологія алюмінію
- 5.6. Технологія магнію і титану
- 5.25. Схема електролізера
- 5.7. Корозія та антикорозійні заходи
- 5.7.1. Причини виненкнення корозії
- 5.7.2. Захист металів від корозії
- Контрольні запитання до 5 розділу
- Розділ 6. Паливно-енергетичний комплекс
- 6.1. Загальна характеристика паливно-енергетичного комплексу
- 6.2. Паливо
- 6.3. Характеристика підприємств для вироблення електроенергії
- 6.4. Технологічна схема вироблення електроенергії
- 6.5. Паротурбінні (теплові) електростанції
- 6.6. Електрогенератори
- 6.7. Атомні електростанції
- 6.8. Гідроелектростанції
- 6.9. Електричні мережі
- Контрольні запитання до 6-го розділу.
- Розділ 7. Будівельні матеріальні
- 7.2. Гіпсові в'яжучі матеріали
- 7.2.1. Виробництво гіпсових в'яжучих при низькотемпературному випалюванні
- 7.3. Повітряне вапно
- 7.3.1. Вапно-випалювальні печі
- 7.3.2. Фізико-хімічні основи процесу гасіння вапна
- 7.3.3. Мелене негашене вапно
- 7.3.4. Тверднення вапняного розчину
- 7.3.5. Властивості і застосування вапна
- 7.4. Технологія цементу
- 7.4.1. Сировина для цементу
- 7.4.2. Технологічна схема виробництва цементу
- 7.5. Цегла та черепиця
- 7.5.1. Сировина для виробництва цегли та черепиці
- 7.5.2. Формування цегли, та глиняно/черепиці
- 7.6. Керамічні вироби
- 7.6.1. Класифікація керамічних виробів
- 7.6.2. Керамічна плитка
- 7.7. Переробка деревини
- 7.8. Вироблеництво скла
- Контрольні запитання до 7-го розділу
- 5. Технологія цементу.
- 7. Виробництво скла.
- Розділ 8. Машинобудівний комплекс
- 8.1. Загальна характеристика машинобудівного комплексу
- 8.2. Конструкційні матеріали в машинобудуванні
- 8.3. Антифрикційні сплави
- 8.4. Матеріали на основі порошкової металургії
- 8.5. Композиційні матеріали
- 8.6. Мастильні матеріали та допоміжні матеріали
- 8.7. Антифрикційний чавун і його властивості
- Контрольні запитання до 8 розділу
- 1. Загальна характеристика машинобудівного комплексу.
- Розділ 9. Легка промисловість
- 9.1. Загальна характеристика легкої промисловості
- 9.2. Текстильна промисловість
- 9.3. Шкіряна і взуттєва промисловість
- 9.4. Швейна промисловість
- 9.5. Виробництво хімічних волокон
- 9.6. Виробництво паперу
- 9.6.1. Виробництво паперу та сировина для його виготовлення
- 9.6.2. Технологій виготовлення паперової маси
- 9.6.3. Виготовлення паперу
- Контрольні запитання до 9-го розділу
- 1. Загальна характеристика легкої промисловості.
- 13. Виготовлення паперу.
- Розділ 10. Хімічна промисловість
- 10.1. Загальна характеристика хімічної промисловості
- 10.2. Виробництво пластичних мас
- 10.2.1. Будова та структура пластичних мас
- 10.2.2. Пластмаси на основі продуктів ланцюгової полімеризації
- 10.2.3. Пластмаси на основі продуктів поліконденсації і ступеневої полімеризації
- 10.2.4. Пластмаси на основі природних полімерів
- 10.2.5. Переробка полімерів у вироби
- 10.3. Гума і гумові технічні вироби
- 10.4. Виробництво добрив
- 10.5. Виробництво миючих засобів
- 10.5.1. Миючі засоби
- 10.5.2. Сполуки і властивості миючих засобів
- 10.5.3. Класифікація миючих засобів
- 10.6. Процеси переробки нафти та нафтопродуктів
- 10.6.1. Фракційна переробка нафти
- 10.6.2. Фракційна переробка нафти
- 10.6.3. Високотемпературна переробка нафти
- 10.6.4. Коксування кам'яного вугілля
- 10.7. Виробництво кислот та лугів
- 10.8. Виробництво сірчаної кислоти
- 10.9. Виробництво хлору, водню та їдкого натру
- 10.10. Виробництво пеніциліну
- 10.11. Виготовлення лаку
- Контрольні запитання до 10 розділу
- Розділ 11. Загальна характеристика харчових виробництв
- 11.1. Харчування та харчові продукти
- 11.2. Сировина та асортимент харчових продуктів
- 11.3. Класифікація харчових виробництв
- Контрольні запитання до 11-го розділу
- Розділ 12. Технологія олії
- 12.1. Сировина для виготовлення олії і асортимент готової продукції
- 12.2. Технологічна схема виробництва олії
- 12.3. Екстрагування макухи
- 12.5. Гідрогенізація жирів
- 12.6. Технологія маргарину
- Контрольні запитання до 12-го розділу
- Розділ 13. Технологія кондитерських виробів
- 13.1. Сировина та асортимент кондитерських виробів
- 13.2. Технологія карамелі
- 13.3. Технології шоколаду
- 13.4. Технологія цукерок
- 13.5. Технологія мармеладу та пастили
- 13.6. Технологія мучних кондитерських виробів
- Контрольні запитання до 13-ї глави
- Розділ 14. Технологія молочних виробів
- 14.1. Склад та властивості молока
- 14.2. Технологія переробки молока
- 14.3. Виробництво морозива
- 14.4. Технологія сиру
- 14.4.1. Класифікація сирів
- 14.4.2. Технологія твердих сичужних сирів
- 14.5. Виробництво кисломолочного сиру (творогу)
- 14.6. Виробництво вершкового масла
- 6 Проміжний банк, 8 — сепаратор для одержання високожирних
- Контрольні запитання до 14 глави:
- Розділ 15. Технологія м'ясних виробів
- 15.1. Сировина для виробництва м'ясних виробів та асортимент продукції
- 15.2. Технологічна лінія виробництва ковбаси
- 15.3. Технологія сирокопчених ковбас
- Контрольні запитання до 15 розділу
- Розділ 16. Переробка, плодоовочевої сировини
- 16.1. Асортимент продукції при переробці овочів та плодів
- 16.2.Технологічна схема консервування, основні операції та устаткування
- 16.3. Технологічна лінія "Комплекс" для виробництва зеленого горошку
- 16.4. Контроль виробництва консервів
- 16.5. Квашення плодів і ягід
- Контрольні запитання до 16-го розділу.
- Розділ 17. Зберігання та переробка зерна
- 17.1. Загальні відомості про зерно та продукти його переробки
- 17.2. Технологічна лінія та устаткування для зберігання зерна
- 17.3. Сушіння та активне вентилювання зерна
- 17.4. Контроль та керування процесом зберігання зерна
- Контрольні запитання до 17 розділу
- Розділ 18. Технологія борошна
- 18.1. Сировина та асортимент продукції
- Контрольні запитання до 18—їглави
- Розділ 19. Технологія крупів
- 19.1. Асортимент крупів та сировина для їх виробництва
- 19.2. Хімічний склад крупів та норми виходу продукції
- 19.3. Підготовка зерна для переробки в крупи
- 19.4. Загальні принципи переробки зерна в крупи
- Контрольні запитання до 19-го розділу
- Розділ 20. Технологія хліба і макаронів
- 20.1. Сировина для виготовлення хліба і макаронів та асортимент продукції
- 20.2. Основні технологічні операції виробництва хліба
- 20.3. Технологічна схема виробництва хліба та основне устаткування
- 20.4. Контроль та керування технологічним процесом хлібопекарського виробництва
- 20.5. Технологічна схема виробництва макаронів
- 20.6. Пакування та зберігання макаронних виробів
- 20.7. Контроль та управління макаронним виробництвом
- Контрольні запитання до 20 розділу
- Розділ 21. Виробництво етилового спирту
- 21.1. Загальна характеристика бродильних виробництв
- 21.2. Сировина для виробництва спирту, показники якості сировини і готової продукції
- 21.3. Виробництво етилового спирту з крохмалевмісної сировини
- 21.4. Розварювання сировини
- 21.5. Зброджування оцукреної маси
- 21.6. Вилучення спирту
- 21.7. Особливості виробництва спирту із меляси
- 21.8. Контроль та управління технологічним процесом
- Контрольні запитання до 21-го розділу
- Розділ 22. Виробництво пива та безалкогольних напоїв
- 22.1. Сировина для виробництва пива, показники якості сировини і готової продукції
- 22.2. Технологічна схема виробництва пива
- 5__Змішувач для одержанні суспензії; 6— фільтр;
- 22.3. Виробництво безалкогольних напоїв
- Контрольні запитання до 22-го розділу
- Розділ 23. Виробництво вина
- 23.1. Сировина для виробництва вин
- 23.2. Технологічний процес виробництва виноградних вин
- 23.3. Особливості виробництва ігристих вин
- 23.4. Особливості виробництва кон'яку
- 23.5. Лінії первинного та вторинного виноробства
- Контрольні запитання до 23-го розділу
- Розділ 24. Технологія цукру
- 24.1. Сировина для виробництва цукру
- 24.2. Технологічна схема цукробурякового заводу
- 24.3. Контроль та керування технологічним процесом бурякоцукрового виробництва
- Контрольні запитання до 24-го розділу
- Розділ 25. Виробництво крохмалю і крохмальної патоки
- 25.1. Сировина для виробництва крохмалю, показники якості сировини і готової продукції
- 25.2. Технологічна схема виробництва крохмалю
- 25.3. Технологічна схема виробництва крохмальної патоки
- 25.4. Контроль і керування технологічним процесом виробництва патоки
- Розділ 26. Викиди в довкілля
- 26.1. Утворення шкідливих викидів на підприємствах та в побуті
- 26.2. Води в промисловості
- 26.5. Очищення газових (повітряних) викидів
- 26.6. Знешкодження твердих побутових відходів
- 26.6.1. Проблеми тпв в Україні
- 26.6.2. Варіанти утилізації тпв
- Контрольні запитання до 26-го розділу