ねずみ鋳鉄と白鋳鉄の違い

鉄-炭素合金の構造

ねずみ鋳鉄と白鋳鉄の違い面心立方格子の場合）セメンタイト (炭化鉄、Fe 3 C 準安定高炭素相) グラファイトの安定した高炭素相

鋳鉄
白鋳鉄（脆性、レデブライトを含み、黒鉛を含まない）ねずみ鋳鉄（板状黒鉛）可鍛鋳鉄（黒鉛片）ダクタイル鋳鉄（球状黒鉛）半鋳鉄（グラファイトとレデブライトの両方を含む）

物理的および機械的特性

白鉄鋳物は耐摩耗性、比較的耐熱性、耐腐食性に優れています。断面の一部に白鋳鉄の組織とは異なる組織が存在するため、これらの特性が低下します。白鋳鉄の強度は、炭素含有量が増加すると低下し、したがって炭化物になります。白鋳鉄の硬度は、その構造中の炭化物の割合が増加するにつれて増加し、その結果、炭素含有量が増加するにつれて増加します。

主な金属塊がマルテンサイト組織である白鋳鉄は、最高の硬度を持っています。炭化物の凝集により鋳鉄の硬度が急激に低下します。

炭化鉄に不純物が溶けて複合炭化物を形成すると、炭化物や白鋳鉄の硬度が高まります。白鋳鉄の硬さに及ぼす影響の強さに従って、主元素と合金元素は次の順序で配置されます。炭素から始まります。これが炭化物の量を決定し、他の元素よりも鋳鉄の硬さをより強く増加させます。

ニッケルとマンガン、および部分的にクロムとモリブデンの効果は、マルテンサイト炭化物構造の形成に対するそれらの影響と、鋳鉄中の炭素含有量に対応する量のそれらの含有量によって決まり、白鋳鉄の最大の硬度が保証されます。

0.7 ～ 1.8% のホウ素を含む鋳鉄は、特に高い硬度 HB 800 ～ 850 を持っています。白鋳鉄は、非常に高い比圧力で、主に潤滑なしで摩耗条件下で動作する部品にとって非常に価値のある材料です。

耐摩耗性と硬度の間には直接的な関係はありません。硬度は耐摩耗性を決定するものではありませんが、鋳鉄の構造と併せて考慮する必要があります。最高の耐摩耗性は、主金属塊の薄い構造を有する白鋳鉄であり、炭化物、リン化物などが、別々の小さく均一に分布した介在物の形、または細かいメッシュの形で位置しています。

主要な金属塊の構造は、合金鋳鉄の特別な特性、つまり耐食性、耐熱性、電気抵抗も決定します。

合金元素の組成と濃度に応じて、合金化白鋳鉄の主な金属塊は炭化物-オーステナイト、炭化物-パーライトとなり、さらに合金化フェライトを含むことができます。

この場合の主な合金元素はクロムであり、炭素を結合して炭化クロム、およびクロムと鉄の複合炭化物を形成します。

これらの炭化物の固溶体は、鋳鉄の主な金属塊の第 2 構造成分であるクロムフェライトの電位に近い高い電極電位を持ち、その結果生じる保護酸化膜が高クロム白鋳鉄の耐食性の向上を決定します。。

追加成分としてクロムが存在すると、複雑な合金化中の拡散プロセスが大幅に減速するため、炭化物の耐熱性が大幅に増加します。

このような合金白鋳鉄の特徴により、その構造に応じてステンレス鋼、磁性鋳鉄、高電気抵抗鋳鉄などの用途が決まりました。

注意事項

こちらも参照

リンク

ウィキメディア財団。

2010年。

他の辞書で「白鋳鉄」が何であるかを見てください。鋳鉄。すべての炭素が炭化鉄またはセメンタイトの形になっています。参照: 冶金金融辞典金融...

金融辞典新鮮な破面の色に基づいて、a) 灰色と b) 白色の 2 種類の鋳鉄が区別されます。これらのタイプは両方とも、物理的および機能的に明らかに異なります。化学的性質 ; つまり、ねずみ鋳鉄（軟質鋳鉄とも呼ばれます）は、ある程度の展性と靭性を持っています...百科事典

F. ブロックハウスと I.A. エフロン白鋳鉄 - すべての炭素がセメンタイト内に化学的に結合している鋳鉄。マットな白い割れ目からその名前が付けられました。白鋳鉄は硬度が高く脆いため、加工は事実上不可能です。切削工具

白鋳鉄 。白鋳鉄を広く……

冶金百科事典白鋳鉄 - (鈍い白色を呈する破壊のタイプにちなんで命名) すべての炭素がセメンタイトの形になっている鋳鉄。白鋳鉄の組織常温冶金辞典 - 白、色、スーツ、塗料について：無色、黒の反対。 | 比較的に、軽い、淡い。白ワイン、白ビール、蜂蜜、プラム。白い顔、白パン、赤（ワイン、蜂蜜）、黒（ビール、プラム、パン）と区別するためにそう呼ばれます... 辞書ダール

ねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、可鍛鋳鉄は、炭素のすべてまたは一部がグラファイトの形になっている材料です。これらの鋳鉄の破面は灰色でつや消しです。それらの構造は区別されます：金属ベースの構造とグラファイト析出。それらは、黒鉛堆積物の形態においてのみ互いに異なります。

ねずみ鋳鉄では、黒鉛が板状（葉脈、薄片）の形で放出されます。高強度のものでは - ボールの形で。展性のあるもの - フレークの形で（図4.2）。

フレークグラファイト。通常のねずみ鋳鉄では、黒鉛は花びらの形をしています。このようなグラファイトはラメラと呼ばれます。図では、 4.2、あ黒鉛脈のある通常のフェライト系鋳鉄の構造を示します。このようなグラファイト介在物の空間的外観を図に示します。 4.3、あ(層状介在物と研磨された断面平面との交差が見られます)。

球状黒鉛。少量のマグネシウム（またはセリウム）を添加して精錬された現代のいわゆる高強度鋳鉄では、グラファイトはボールの形状をしています。図では、 4.2、 b図は、球状黒鉛を含むねずみ鋳鉄の微細構造を示しています。 4.3、 b– 電子顕微鏡で撮影した球状グラファイト包有物の写真。

薄片状のグラファイト。鋳造中に白鋳鉄を得て、セメンタイトの不安定性を利用して焼きなましによって分解すると、得られた黒鉛は緻密でほぼ等軸ですが、丸くはありません。このタイプのグラファイトは、フレークまたはアニールされたカーボンと呼ばれます。片状黒鉛を含む鋳鉄の微細構造を図に示します。 4.2、 V。実際には、片状黒鉛を含む鋳鉄は可鍛鋳鉄と呼ばれます。

a b c d

米。 4.2. 鋳鉄中の黒鉛の形態:

あ– プレート (普通ねずみ鋳鉄)、× 100; b– 球状（高強度鋳鉄）、× 200; V– フレーク（可鍛鋳鉄）、× 100; G– バーミキュラ×100

米。 4.3. 鋳鉄中の黒鉛介在物 (× 2000):

あ– ラメラ; b– 球状

バーミキュラグラファイト– 蠕虫のような静脈の形で (図 4.2、 G).

したがって、鋳鉄は次のように呼ばれます。

– 層状黒鉛と通常のねずみ鋳鉄を使用。

– ワーム型グラファイト付き – ねずみバーミキュラ鋳鉄。

– 球状黒鉛を含む鋳鉄 – 高強度鋳鉄。

– 片状黒鉛を含む鋳鉄 – 可鍛鋳鉄。

金属ベースの構造に従って、すべての鋳鉄は次のように分類されます。

1) フェライト系 – フェライトとグラファイトの構造を持つ (結合炭素 C 結合の量 = 0.025%)。

2) フェライト-パーライト - フェライト、パーライト、グラファイトの構造を持ちます (C 結合の量 = 0.025 ～ 0.8%)。

3) パーライト - パーライトとグラファイトの構造を持ちます (C 結合量 = 0.8%)。

このことから、このグループの鋳鉄の金属ベースは共析鋼および亜共析鋼と鉄の構造に似ており、鋳鉄の特定の特性を決定する黒鉛介在物 (遊離炭素) の存在のみが異なると結論付けることができます。

a b c

米。 4.4. ねずみ鋳鉄の微細構造:

あ– パーライト、× 200; b– フェライト-パーライト、× 100; V– フェライト系、× 100

パーライト鋳鉄の組織は、パーライトと黒鉛介在物から構成されています（図 4.4、あ- 静脈状のグラファイト。ねずみ鋳鉄に典型的）。パーライトには 0.8% の C が含まれているため、灰色パーライト鋳鉄中のこの量の炭素は結合状態 (つまり、Fe 3 C の形) にあり、残りは自由な形、つまりグラファイトの形です。

フェライト・パーライト鋳鉄（図4.4、 b）フェライトとパーライト＋紡錘状黒鉛の介在物からなる。この鋳鉄では、固定炭素の量は 0.8% C 未満です。

フェライト系鋳鉄では (図 4.4、 V）金属ベースはフェライトであり、合金中に存在する炭素はすべてグラファイトの形で存在します（写真では紡錘形グラファイト）。

以上の鋳鉄の金属母材の構造と黒鉛の形状による分類を組織図（表4.1）にまとめます。

ねずみ鋳鉄。ねずみ鋳鉄は、白鋳鉄と同様に、鋳造中（液体溶融物からの結晶化中）に直接得られます。液体からのグラファイトの形成は遅いプロセスであるため (核形成の仕事は大きく、炭素原子の大幅な拡散とグラファイト結晶化フロントからの鉄原子の除去が必要です)、狭い温度範囲でのみ可能です。そのため、ねずみ鋳鉄の冷却は遅く、液体または固溶体から放出されたセメンタイトは不安定になります。化合物、特に次のような場合に高温ああ、分解するとグラファイトになります。

Fe 3 C ® Fe γ (C) + C gr (727°C 以上の温度)

727°C 未満 (PSK ライン未満) の温度では、Fe 3 C ® Fe α (C) + C gr。

鋳鉄の冷却が加速すると、鋳鉄内で黒鉛が形成される確率が減少し、一定の冷却速度で合金の一部が安定図に従って結晶化し、表面層などの一部が準安定図に従って結晶化することがあります。。表層が白い鋳鉄の組織を持ち、中心部が灰色になっている鋳鉄鋳物を漂白といいます。一定の深さまで冷却されるのは、表面がより速く冷却される結果です。したがって、ねずみ鋳鉄を製造するための前提条件は、溶湯の冷却速度が非常に遅いことです。

ねずみ鋳鉄の黒鉛は板状で放出されます。ねずみ鋳鉄の層状グラファイト介在物は、金属ベースに大きな応力集中を引き起こす亀裂や切断と考えられます。したがって、これらの鋳鉄の特性は鋼の特性とは大きく異なります。

グラファイトの存在とその介在物の形状を確認するには、金属顕微鏡を使用してエッチングされていない微細断面を検査します。グラファイトは、研磨された金属ベースの明るい背景上に暗い相として現れます。その後、微細断面がエッチングされ（アルコール中の HNO 3 の 3 ～ 5% 溶液）、金属ベースの構造が確立されます。

黒鉛化の程度に応じて、ねずみ鋳鉄はパーライト鋳鉄、パーライトフェライト鋳鉄、フェライト鋳鉄などのいくつかのタイプに区別されます。固定炭素量が1%を超える場合、このような鋳鉄を半鋳鉄と呼びます。その構造はレデブライト、パーライト、グラファイトで構成されています。

表4.1

鋳鉄構造の図

ただし、冷却速度に加えて、存在する不純物、合金元素、結晶化中心 (改質剤) の量も黒鉛化プロセスに大きな影響を与えます。

鋳鉄に導入されるすべての元素は次のように分類されます。

1) 黒鉛化を防止する元素 (Mn、Cr、W、Mo、S、O 2 など) について。これらは合金セメンタイトや他の炭化物の形で凝集状態の炭素の生成に寄与し、高温での分解を防止します。気温の上昇。

2) グラファイト形成元素 (Si、C、Al、Ni、Cu など)。グラファイトの形で遊離炭素の生成に寄与します。

鋳鉄中に存在する不純物 Mn、Si、S、P は主に黒鉛化プロセスに影響を与え、したがって鋳鉄の構造と特性に影響を与えます。

炭素とシリコンの合計含有量、および冷却速度 (鋳造壁の厚さ) に応じてどのような構造が予想されるかを決定するには、構造図 (図 4.5) を使用します。

米。 4.5. 冷却速度と総シリコン含有量の影響

鋳鉄の構造上の炭素:

I – 白鋳鉄; II – ねずみパーライト鋳鉄。 III – ねずみフェライト鋳鉄

したがって、鋳鉄の冷えを避けるために、薄肉部品は黒鉛形成元素 (Si、Ni、C) を多く含む鋳鉄から鋳造されます。大断面部品の鋳造には、これらの元素の含有量が低い鋳鉄を使用できます。

放出された黒鉛介在物のサイズと形状は、液体鋳鉄内の結晶化中心の存在にも依存します。

結晶化中心は、酸化物 Al 2 O 3、CaO、SiO 2、MgO などの最小粒子です。追加の結晶化中心の形成による黒鉛化プロセスへの影響は改質と呼ばれ、元素自体は改質剤と呼ばれます。改質剤は、鋳造前に液体鉄に導入されます。

ねずみ鋳鉄は、グラファイトプレートが金属ベースを切断するため、機械的特性が低くなります。

金属ベースの強度と黒鉛の量に応じて、ねずみ鋳鉄は、伸びがほぼゼロで、約 100 ～ 400 MPa の引張強度を持つことができます。ねずみ鋳鉄は、圧縮荷重下ではグラファイトプレートのノッチ効果がわずかであるため、引張時よりも圧縮時の方がはるかに優れた性能を発揮します。

GOST 1412-70 によると、ねずみ鋳鉄には 11 のグレードがあります。 SCh12-28; SCh15-52; SCh18-36; SCh21-40; SCh24-44; SCh28-48; SCh32-52; SCHZ6-56; SCh40-60; SCh-44-64。

最初の数字は引張強度を示し、2 番目の数字は曲げ強度を kg/mm2 で示します。

鋳鉄グレード SCh12-28 は、フェライト金属ベースが特徴です。

鋳鉄グレード SCh15-52、SCh18-36 – フェライト - パーライト金属ベース。

これらのグレードの鋳鉄は、軽負荷の低重要部品（建築柱、基礎スラブ、ブラケット、フライホイール、ギア）に使用されます。

残りのブランドには、カーボンとシリコンの含有量が低減されたパーライト金属ベースが使用されています。パーライトベースの鋳鉄は、高圧で摩耗する重要な部品 (機械のベッド、ピストン、シリンダー、コンプレッサーの部品、タービン、冶金装置) に使用されます。示されたグレードのねずみ鋳鉄は、準安定図によると一次結晶化を防ぐために、約 2% のカルシウムを含むシリコカルシウムまたはフェロシリコン、またはその他の添加剤で必ず改質されます。

高強度鋳鉄。ダクタイル鋳鉄は、溶湯をマグネシウムやセリウムで改質して製造されます。マグネシウムとセリウムは比較的少量で導入されます: 改質される液体鋳鉄の 0.1 ～ 0.2 重量%。マグネシウムとセリウムは球状黒鉛介在物の形成に寄与します（図 4.2、 b, 4.3, b).

球状黒鉛は、白改質鋳鉄の焼鈍プロセス中だけでなく、一次結晶化中にも形成されることがあります。もちろん、最も望ましいのは、一次結晶化中に直接球状グラファイトを形成することである。この場合、高温アニーリングは必要ないからである。さらに、一次結晶化中の組織内にグラファイトが形成されると、合金の収縮が大幅に減少します。これにより、鋳造技術が大幅に簡素化されます。

高強度鋳鉄にはHFの文字とそれに続く数字が付けられています。

ブランドの最初の 2 桁は平均引張強度を kg/mm 2 で示し、2 桁目は相対伸びをパーセントで示します。たとえば、鋳鉄グレード VCh60-2 の引張強さは σ = 600 MPa です。相対伸びδ = 2%。

GOST 7293-70 によると、高強度鋳鉄には 9 つのグレードがあります。

これらの鋳鉄の鋳物は、自動車およびディーゼル産業のクランクシャフトやシリンダーカバーに使用されます。重工業 – 圧延機の部品用。鍛造およびプレス装置 - トラバースプレス、圧延ロール用。化学と石油産業– ポンプハウジング、バルブなど。また、ベアリングやその他の高摩擦ユニットで動作する部品にも使用されます。高圧(1200MPaまで)。

可鍛鋳鉄。可鍛鋳鉄は、Cを2.27～3.2％含む白色亜共晶鋳鉄を特殊黒鉛化焼鈍（煮沸）することにより得られます。

可鍛鋳鉄の製造プロセスの大きな欠点は、焼きなまし時間が 70 ～ 80 時間かかることです。焼きなましを短縮するために、さまざまな手段が使用されます (アルミニウム (頻度は低いですが、ホウ素、ビスマス) による改質、鋳鉄の温度の上昇)。第 1 段階 (ただし 1080°C 以下))。

現在、可鍛鋳鉄の促進焼鈍方法が開発されています。この方法は、黒鉛化焼鈍前に白鋳鉄鋳物を予備硬化することで、焼鈍時間を 30 ～ 60 時間に短縮するのに役立ちます。

可鍛鋳鉄の入手スケジュールを図に示します。 4.6.

米。 4.6. 可鍛鋳鉄の入手スケジュール

可鍛鋳鉄を入手するには、次のものが必要です。

– 炭素含有量が 2.8% 以下の低炭素白鋳鉄からの鋳物。中性環境で 20 ～ 25 時間ゆっくりと 950 ～ 1000 °C の温度まで加熱し、この温度で長時間 (10 ～ 15 時間) 維持します。時間）（第一段階の黒鉛化）。

– その後、共析変態よりわずかに低い温度 (鋳鉄と鋳鉄の組成に応じて 700 ～ 740°C) までゆっくり冷却します。長い間(30 時間) この温度に維持します (黒鉛化の第 2 段階)。

– 空冷を行う。

黒鉛化の最初の段階では、レデブライトセメンタイトと二次セメンタイトが分解して、次の反応に従ってオーステナイトと片状黒鉛を形成します。

Fe 3 C ® Fe γ (C) + C

セメンタイト = オーステナイト + 黒鉛

黒鉛化の第 1 段階から第 2 段階まで冷却する場合、冷却速度は、上式に従って二次セメンタイトがオーステナイトから分離し、オーステナイトと黒鉛に分解することを保証する必要があります。

黒鉛化の第 2 段階では、パーライトセメンタイトは次の反応に従ってフェライトとグラファイトに分解します。

Fe 3 C ® Fe α (C) + C

セメンタイト = フェライト + 黒鉛

最終加工後の組織はフェライトと鱗片状黒鉛からなります。

全熱処理時間は 70 ～ 80 時間です。

黒鉛化の第 2 段階で、パーライトセメンタイトがフェライトと黒鉛に完全に分解するための暴露時間が不十分な場合、この場合、フェライト - パーライト可鍛鋳鉄が得られます。まったく時効を行わない場合は、パーライト組織を有するパーライト質可鍛鋳鉄と片状黒鉛が得られます。

ダクタイル鋳鉄の炭素含有量が増加すると、鋳鉄を焼鈍した後の遊離黒鉛の量が増加し、その特性が低下するため、ダクタイル鋳鉄の炭素含有量は低いことが望ましい。しかし、炭素含有量を減らすと融点が上昇し、鋳造が困難になり、鋳造コストなどが増加します。

パーライト質可鍛鋳鉄を得るには、炭素含有量が 3.2% までのキューポラ白鋳鉄が使用されることがあります。焼鈍は脱炭（酸化）環境で行われ、その後空冷されます。このような焼きなましにより、炭素の大幅な燃焼が保証されます。

可鍛鋳鉄には、KCH という文字と数字が付けられています。最初の 2 桁は引張強度を kg/mm2 で示し、2 番目の桁は伸びをパーセントで示します。

GOST 1215-59 によると、可鍛鋳鉄には次のグレードがあります。

– フェライト系鋳鉄: KCh37-12、KCh35-10、KCh33-8、KCh30-6。

– フェライトパーライトおよびパーライト可鍛鋳鉄: KCh45-6、KCh50-4、KCh56-4、KCh60-3、KCh63-2。

ダクタイル鋳鉄鋳物は衝撃や振動負荷に強く、切削性が良く、十分な靭性を備えています。

可鍛鋳鉄は、自動車、トラクター産業、農業工学、自動車および工作機械産業で、交互荷重や衝撃荷重に耐え、摩耗が増加する条件下でも動作する高強度部品として使用されています。その広範な使用は、まず第一に、元の白鋳鉄の優れた鋳造特性によるものであり、複雑な形状の薄肉鋳物を得ることが可能になります。フェライト系可鍛鋳鉄は、高い動的および静的荷重がかかる部品 (ギアボックスクレーター、ハブ、フック、ブラケット) およびそれほど重要ではない部品 (ナット、マフラー、フランジ、カップリング) の製造に使用されます。コンベヤチェーンのリンクやローラ、ブレーキパッドなどはパーライト質可鍛鋳鉄を使用しています。

作業命令

1. 鋳鉄の分類、構造、刻印、製造方法を学びます。

2. 薄い部分を顕微鏡で検査し、各サンプルがどの種類の鋳鉄に属しているかを示します。

3. 研究対象の構造を取得するための条件を決定します。

4. 鋳鉄の特性に対する各構造コンポーネントの影響を確立します。

5. 薄切片をエッチングし、顕微鏡で微細構造を調べ、スケッチし、構造成分と相成分を示します。

6. 考慮した構造の特性の違いを確立します。

7. 検討した構造の要約表を作成し、得られたデータを表に入力します。 4.2.

8. 進捗レポートを書きます。

レポートを作成するときは、次のことを行う必要があります。

1) 鋳鉄を簡単に分類します。

2) 白色、灰色、高強度、可鍛鋳鉄を定義します。

3) 鋳鉄領域に関連する Fe – Fe 3 C ダイアグラムの一部を描画します。

4) エッチングの前後で検査した鋳鉄のすべての構造をスケッチし、構造コンポーネントの名前と鋳鉄のクラスを示します。

5) 示す化学組成白い鋳鉄とその図上の位置。

6) 各種類の鋳鉄の製造方法、特性、および適用範囲を説明します。マーキングを示します。

実行された作業に関するデータを表にまとめます。 4.2.

表4.2

秘密の質問

1. 鋼に対する鋳鉄の利点は何ですか?

2. 鋳鉄はどのように分類されますか?

3. 鋳鉄の構造と特性はどのように特徴付けられますか?

4. 黒鉛の形状は鋳鉄の特性にどのような影響を与えますか?

5. 鋳鉄にはどのくらいの炭素が含まれていますか?

6. 鋳鉄にはどのような種類の炭素が含まれていますか?

7. すべての炭素が化学的に結合した状態にある鋳鉄はどれですか?

8. 炭素のすべてまたは一部がグラファイトの形になっている鋳鉄はどれですか?

9. 白鋳鉄の製造方法、性質および用途。

10. 白鋳鉄はどのようにして得られますか?

11. 白鋳鉄にはどれくらいの黒鉛が含まれていますか?

12. 漂白にはどのような要素が寄与しますか?

13. どのような元素が黒鉛化に寄与しますか?

14. 亜共晶白鋳鉄の構造は何ですか?

15. 共晶白鋳鉄の組織は何ですか?

16. 過共晶白鋳鉄の組織は何ですか?

17. レデブライトとは何ですか?

18. ねずみ鋳鉄の強度は何によって決まりますか?

19. ねずみ鋳鉄はどのようにして得られますか?

20. ねずみ鋳鉄の金属素地の構造は何ですか?

21. 可鍛鋳鉄は鍛造に適していますか?

22. 可鍛鋳鉄はどのようにして得られますか?

23. 黒鉛化（可鍛鋳鉄の製造）の最初の段階ではどのようなプロセスが行われますか?

24. 黒鉛化の第 2 段階 (可鍛鋳鉄の製造) ではどのようなプロセスが行われますか?

25. 可鍛鋳鉄における黒鉛の形状は何ですか?

26.可鍛鋳鉄の構造:

27. 高強度鋳鉄はどのようにして作られるのですか?

28.ダクタイル鋳鉄の構造:

29. ダクタイル鋳鉄における黒鉛の形状は何ですか?

30. 改変とは何ですか?また、それはどのような目的で使用されますか?

31. ねずみ鋳鉄中の黒鉛の形状は何ですか?

32.ねずみ鋳鉄の構造

33. ねずみ高強度可鍛鋳鉄のマーキング。

34. SCh15 鋳鉄材種の数字は何を意味しますか?

35. 鋳鉄の材種VCh60の数字は何を意味しますか?

36. 鋳鉄 KCH 30-6 の等級における数字 30 は何を意味しますか?

37. 鋳鉄 KCH 30-6 の等級における数字 6 は何を意味しますか?

ブランド名の中央にある文字 A は、鋼に特別に導入された窒素の存在を示します。

ブランド名の先頭の文字 A は、これが自動機械での大量生産部品の製造を目的とした自動鋼であることを示しています (AI2、A30、A40G - 硫黄、ACI4、AS40、AS35G2 - 鉛含有、A35E、 A40ХВ - 硫黄硫化物、AC20、AC40G - カルシウム含有）。数字は平均炭素含有量を 100 分の 1 パーセントで示します。

焼入性と混同しないでください , これは、鋼が焼き入れの結果として得られる硬度の最大値によって特徴付けられます。焼入れ性は主に炭素含有量に依存します（図6を参照）実験室での仕事 № 8).

外観

合金は破壊すると白色になり、特徴的な金属光沢を持ちます。白鋳鉄の組織は細粒です。

プロパティ

他の金属と比較して、鉄-炭素合金には次のような特徴と特性があります。

高い脆弱性。
硬度の増加。
高い抵抗率;
鋳造特性が低い。
低い被削性。
良好な耐熱性。
大きな収縮（最大 2%）と不十分な充填。
耐衝撃性が低い。
高い耐摩耗性。

金属塊は塩分や塩分に対して優れた耐食性を持っています。硝酸。組織内に遊離炭化物がある場合、鋳鉄を硫酸中に入れると腐食が発生します。

白鋳鉄は炭素含有率が低いため、高温に対する耐性が高いと考えられています。高温にさらされたときに現れる機械的強度と靭性の向上により、鋳物における亀裂の形成が最小限に抑えられます。

コンパウンド

鉄と炭素の合金は、鋼に比べて安価な材料と考えられています。白鋳鉄には鉄と炭素が化学結合した状態で含まれています。鉄の固溶体には存在しない余剰の炭素は、鉄炭化物（セメンタイト）として結合した状態で含まれたり、合金鋳鉄中には特殊炭化物として含まれたりする。

種

白鋳鉄は炭素含有量により以下の種類に分けられます。

亜共晶には 2.14% ～ 4.3% の炭素が含まれており、完全に冷却すると、パーライト、二次セメンタイト、レデブライトの構造になります。
共晶は 4.3% の炭素を含み、セメンタイトの明るい背景に暗いパーライト粒子が点在する構造を持っています。
過共晶の組成には 4.3% ～ 6.67% の炭素が含まれています。

応用

上記の特性に基づいて、熱と熱を実践すると結論付けることができます。機械加工白い鋳鉄では意味がありません。この合金の主な用途は鋳造の形でのみでした。したがって、最高の物件すべての鋳造条件が満たされた場合にのみ、白鋳鉄が得られます。この方法表面硬度が高く、大量の製品を生産する必要がある場合には、積極的に加工が行われます。

さらに、白鋳鉄を焼きなましすると、可鍛鋳鉄が得られ、これは次のような薄肉鋳物の製造に使用されます。

自動車部品。
農業用製品。
トラクター、コンバインなどの部品。

この合金は、リブ付きのスラブやスラブの製造にも使用されます。滑らかな表面、ねずみ鋳鉄にも積極的に使用されています。

白鋳鉄の使用農業構造金属の形状は非常に限られています。ほとんどの場合、鉄と炭素の合金は、摩耗が増加する条件下で動作する油圧機械、砂投入機、その他の機構の部品の製造に使用されます。

漂白鋳鉄

この合金は白鋳鉄の一種と考えられています。鉄-炭素合金の表面を急冷することで12～30mmのチルを実現することが可能です。材料構造：表面部分は白、中心部はねずみ鋳鉄でできています。ミル用のホイールとボールはこの材料から作られ、板金加工機械に取り付けられます。

合金の合金元素

白鋳鉄の組成に特別に導入された合金物質を添加することにより、より優れた耐摩耗性と強度、耐食性、耐熱性を付与することができます。添加される物質の量に応じて、次のように区別されます。

低合金合金（賦形剤最大 2.5%）。
中程度の合金 (2.5% ～ 10%)。
高度に合金化されています（10％以上）。

合金元素を合金に追加できます。

クロム;
硫黄;
ニッケル;
銅;
モリブデン;
チタン;
バナジウム、
シリコン;
アルミニウム;
マンガン。

合金化された白鋳鉄は特性が向上しており、タービン、ブレード、ミル、セメントや従来の炉の部品、ポンプ機のブレードなどの鋳造によく使用されます。鉄と炭素の合金は 2 つの炉で処理されるため、材料は特定の化学組成に導きます。

キューポラの中。
電気溶解炉で。

白鋳鉄で作られた鋳物は、必要な寸法を安定させ、内部応力を軽減するために炉で焼鈍されます。アニーリング温度は 850 度まで上昇する可能性があります。加熱と冷却のプロセス必須ゆっくりと行わなければなりません。

不純物を含む白鋳鉄のマーキングまたは指定は、文字 H で始まります。合金にどの合金元素が含まれているかは、マーキングのその後の文字によって判断できます。名称には、白鋳鉄に含まれる追加物質の量をパーセンテージで示す数字が含まれる場合があります。マーキングに記号「Ш」が含まれている場合は、合金構造に球状黒鉛が含まれていることを意味します。

アニーリングの種類

白鋳鉄を形成するために、業界では合金の急速冷却が使用されます。現在、次の主要なタイプのカーボンアロイアニーリングが積極的に使用されています。

軟化焼鈍は主に鋳鉄のフェライト含有量を増加させるために使用されます。
内部応力を緩和し、相変態を最小限に抑えるためのアニーリング。
黒鉛化焼鈍、その結果として得られるもの。
での正規化温度条件 850〜960度でグラファイトとパーライトが生成され、耐摩耗性と強度も向上します。

追加情報

現在、カーボンアロイの耐摩耗性と硬度の間には直接的な関係がないことが証明されています。構造、すなわち炭化物とリン化物が規則的な網目状または均一な介在物の形で配置されることによってのみ、耐摩耗性の向上が達成されます。

白鋳鉄の強度は炭素量に最も強く影響され、硬さは炭化物に依存します。最大の強度と硬度は、マルテンサイト構造を持つ鋳鉄です。

鉄-炭素合金 (>2.14 % C) と呼ばれる 鋳鉄。鋳鉄の構造における共晶の存在（図 87 を参照）により、鋳鉄の用途はもっぱら鋳造合金として決まります。鋳鉄中の炭素は、セメンタイトまたはグラファイト、またはセメンタイトとグラファイトの両方の形態をとることができます。セメンタイトは亀裂に特有の光の輝きを与えます。したがって、炭素がすべてセメンタイトの形になっている鋳鉄は、と呼ばれます。白。グラファイトは鋳鉄に破壊を与えますグレーそれが鋳鉄と呼ばれる理由です グレー。黒鉛の形状とその形成条件に応じて、ねずみ鋳鉄、高強度鋳鉄、可鍛鋳鉄が区別されます（図 101 および 102 を参照）。

灰色と白の鋳鉄

ねずみ鋳鉄 (市販) は本質的に、永久不純物として Mn、P、および S を含む Fe-Si-C 合金であり、炭素のほとんどまたはすべてが黒鉛の形になっています。特徴ねずみ鋳鉄の構造は、その特性の多くを決定しますが、微細断面の視野内でグラファイトが板状であるという事実にあります (図 88 を参照)。ほとんど幅広い用途 2.4 ～ 3.8% の C を含む亜共晶鋳鉄が得られました。鋳鉄中の炭素含有量が高くなるほど、より多くの黒鉛が形成され、その機械的特性が低下します。同時に、高い鋳造特性（良好な流動性）を確保するには、少なくとも 2.4 が必要です。 % と。

一定のシリコン含有量（2％）のFe-Si-C三元状態図の一部を図に示します。 99. 安定した Fe-C ダイアグラム (図 87 を参照) とは対照的に、Fe-Si-C 系では包晶 (F+

米。 99.

F - 液相。オーステナイト。ガ○グラファイト

F-6-フェライト-? A)、共晶 (F-*A + G) および共析 (A -? F + G) 変態は一定の温度では発生せず、特定の温度範囲で発生します。

オーステナイトとグラファイトが液体合金と平衡状態にある温度範囲は、シリコン含有量によって異なります。シリコン含有量が多いほど、共晶温度範囲は広くなります。

鋳鉄の冷却実際の状況平衡状態からの大幅な逸脱が生じます。鋳物中の鋳鉄の構造は、主に化学組成 (炭素とシリコンの含有量) と結晶化速度に依存します。

シリコンは黒鉛化プロセスを促進し、冷却速度を遅くするのと同じ方向に作用します。一方では鋳鉄中の炭素とシリコンの含有量、他方では冷却速度を変えることによって、鋳鉄の金属ベースの異なる組織を得ることが可能である。鋳鉄の構造図。肉厚 50 mm の鋳物における内容に応じた構造がどうあるべきかを示しています。

米。 100。

あ - Si中のCの影響。鋳鉄の構造にも影響しません。 b - 冷却速度（鋳物の厚さ）と C + SI の合計が鋳鉄の構造に及ぼす影響。私 - 白鋳鉄; //-V - ねずみ鋳鉄

米。 101.

あ- 白鋳鉄; b - パーライトねずみ鋳鉄: V- フェライト系パーライトねずみ鋳鉄; G- フェライト系ねずみ鋳鉄

鋳鉄中のシリコンと炭素の濃度を図に示します。 100、 A.一定の炭素含有量の場合、鋳鉄中のシリコンが多ければ多いほど、より完全な黒鉛化が起こります。鋳鉄中の炭素が多ければ多いほど、特定の構造を得るために必要なシリコンの量は少なくなります。

セメンタイトに結合している炭素含有量に応じて、次のようなものがあります。

1. 白鋳鉄 (図 100、あ、/)、すべての炭素はセメンタイト Fe 3 C の形態です。このような鋳鉄の構造は、パーライト、レデブライト、セメンタイトです (図 100、 あ、私そして101、 A)。
2. 半ch>tun (図100、あ、//)、炭素の大部分 (>0.8%) は Fe 3 C の形です。このような鋳鉄の構造は、パーライト、レデブライト、層状黒鉛 C です。
3. パーライトねずみ鋳鉄 (図 100、 a、III）鋳鉄の構造（図 101、b）はパーライトと層状黒鉛です。この鋳鉄では、0.7 ～ 0.8 °b C がパーライトの一部である Fe 3 C の形になっています。
4. フェライト系パーライト (図 100、a、/V) ねずみ鋳鉄。このような鋳鉄の構造（図101、 V) - パーライト、フェライト、および層状黒鉛 (組成については、図 100、a、を参照) Ⅲ）。この鋳鉄には、共析セメンタイトの分解の程度に応じて、0.7～0.1%のCが結合状態で存在する。
5. フェライト系ねずみ鋳鉄 (図 100、 あ、V）。構造 (図 101、 G)- フェライトと層状グラファイト。この場合、すべての炭素はグラファイトの形になります。

炭素とシリコンの含有量が一定であれば、冷却が遅くなるほど黒鉛化はより完全に進行します。生産条件では、鋳造壁の厚さによって冷却速度を特徴付けると便利です。鋳造物が薄いほど、冷却が速くなり、黒鉛化の発生が少なくなります (図 100、b)。

したがって、すぐに冷却される小さな断面の鋳物や、炭素含有量の少ない鋳鉄では、シリコン含有量を増やす必要があります。よりゆっくりと冷却される鋳物の厚い部分では、黒鉛化がより完全に起こり、シリコン含有量が低くなる可能性があります。鋳鉄中のマンガンの量は1.25〜1.4を超えません。 %. マンガンは黒鉛化を防ぎます。つまり、黒鉛の分離を複雑にし、鋳鉄の漂白能力を高めます。これは、特に表層における白または半鋳鉄の構造の外観です。硫黄は有害な不純物、鋳鉄の機械的特性と鋳造特性を悪化させます。したがって、その含有量は0.1〜0.2に制限されています。 %. ねずみ鋳鉄では、硫黄は硫化物 (FeS、MnS) またはその固溶体 (Fe、Mn) S を形成します。

鋳鉄の機械的特性は、その構造、主に黒鉛成分によって決まります。鋳鉄は、構造の金属裏打ちを弱めるノッチとして機能するグラファイトを注入した鋼と考えることができます。この場合、機械的特性は黒鉛含有物の数、サイズ、分布の性質に依存します。

黒鉛介在物の数が少ないほど、黒鉛介在物は小さくなり、孤立度が高くなるほど、鋳鉄の強度は高くなります。鋳鉄製多数の金属ベースを分離する直線状の大きな黒鉛析出物は、粗粒の破壊と低い機械的特性を持っています。微細な鋳鉄

渦巻き状の黒鉛析出物はより高い特性を持っています。

グラファイトプレートは、引裂抵抗、引張強度、特に鋳鉄の延性を低下させます。ねずみ鋳鉄の相対引張伸びは、金属ベースの特性に関係なく、実質的にゼロ (-"0.5%) です。黒鉛介在物は圧縮強度と硬度の低下にほとんど影響を与えません。その値は主に組織によって決まります。鋳鉄の金属ベースの圧縮時に、鋳鉄は 45°の角度で著しく変形し、破壊が発生します。圧縮時の破壊荷重は、鋳鉄の品質とその構造に応じて 3 ～ 5 倍大きくなります。したがって、鋳鉄は主に圧縮状態で動作する製品に使用することをお勧めします。

グラファイトプレートは、製品の一部が圧縮応力を受けるため、曲げ強度の低下は引張強度よりもそれほど大きくありません。曲げ強度は引張強度と圧縮強度の中間です。鋳鉄の硬度は143～255HBです。

グラファイトは金属ベースの連続性を破壊するため、鋳鉄はあらゆる種類の応力集中（表面欠陥、切り傷、凹みなど）の影響を受けにくくなります。その結果、ねずみ鋳鉄は、単純な形状または滑らかな表面を備えた鋳物と、ノッチまたは不十分な機械加工表面を備えた複雑な形状の鋳物とで、ほぼ同じ構造強度を有します。グラファイトは、それ自体の「潤滑」効果と皮膜強度の増加により、鋳鉄の耐摩耗性と減摩特性を高めます。潤滑剤。グラファイトが切りくずを脆くすることで被削性を向上させることは非常に重要です。

ねずみ鋳鉄の金属ベースは、パーライト構造を持っている場合に最大の強度と耐摩耗性を提供します (図 100 を参照)。 b）。組織内にフェライトが存在すると、鋳鉄の延性と靭性は向上せず、強度と耐摩耗性が低下します。フェライト系ねずみ鋳鉄は強度が最も低くなります。

ねずみ鋳鉄には、S - ねずみ鋳鉄、および Ch - 鋳鉄 (GOST 1412-85) の文字が付けられています。文字の後ろに引張強さの最小値10" 1 MPa (kgf/mm 2) を示す数字が続きます。

ねずみ鋳鉄は、その性質と用途に応じて次のグループに分類できます。

フェライト系鋳鉄およびフェライト系パーライト鋳鉄(SCh 10、SCh 15、SCh 18) は、引張強さが 100 ～ 180 MPa (10 ～ 18 kgf/mm 2)、曲げ強さが 280 ～ 320 MPa (28 ～ 32 MPa) です。おおよその組成: 3.5-3.7 % と; 2.0〜2.6%のSi; 0.5--0.8%Mi;

SC15）。これらの鋳鉄は、鋳造肉厚 10 ～ 30 mm の作業時に軽負荷がかかる低重要部品に使用されます。したがって、SCh 10 鋳鉄は建築柱に使用されます。基礎スラブ、および鋳鉄 SCh 15 および SCh 18 - 農業機械、工作機械、自動車およびトラクター、付属品などの鋳造軽負荷部品用。

パーライト鋳鉄(SCh 21、SCh 24、SCh 25、SCh 30、SCh 35) は、重要な鋳物 (強力な機械や機構のベッド、ピストン、シリンダー、条件下で摩耗にさらされる部品) に使用されます。高圧、コンプレッサー、継手、ディーゼルシリンダー、エンジンブロック、冶金装置の部品など) の壁厚が最大 60 ～ 100 mm のもの。これらの鋳鉄の構造は、小さな渦巻き状の黒鉛含有物を含む微細な板状のパーライト (ソルビトール) です。パーライトには、いわゆる 鋼のようなそして 修正された鋳鉄。

鋼鋳鉄 SCh 24、SCh 25 を製錬する場合、20 ～ 30 を追加します。 % 鉄スクラップ。鋳鉄は炭素含有量が減少しているため、グラファイトの介在物が少なく、パーライトのベースがより分散されています。おおよその構成: 3.2-3.4 ％と; 1,4-2,2 % シ; 0.7～

1,0 % 国会議員。 %P;

改質鋳鉄 (SCh 30、SCh 35) は、鋳造前に液体鋳鉄に特別な添加剤 - 改質剤 (黒鉛、75% フェロシリコン、シリコカルシウム 0.3 ～ 0.8 量) を添加することによって得られます。 % 等。）。この改質は、異なる肉厚の鋳鉄鋳物内に少数の孤立した中サイズのグラファイトプレートが点在するパーライト金属ベースを得るために使用されます。

低炭素鋳鉄は、レデブライト、パーライト、黒鉛などの改質剤を導入せずに、比較的少量のシリコンと増加したマンガンを含み、半鋳鉄の組織を有する改質を行ったものです。鋳鉄のおおよその化学組成: 2.2-3.2% C; 1.0〜2.9%のSi; MP 0.2-1.1%;

鋳造応力を緩和し、寸法を安定させるために、鋳鉄鋳物は 500 ～ 600 °C で焼鈍されます。鋳物の形状とサイズに応じて、焼鈍温度での暴露は 2 ～ 10 時間です。焼鈍後の冷却は炉とともにゆっくりと行われます。このような処理後、機械的特性はほとんど変化せず、内部応力は 80 ～ 90% 減少します。鋳鉄鋳物の応力を軽減するために、鋳鉄の自然時効処理が使用されることがあります。つまり、鋳鉄を倉庫に 6 ～ 10 か月間保管します。この曝露によりストレスが 40 ～ 50% 軽減されます。

減摩鋳鉄滑り軸受、ブッシュ、および潤滑剤の存在下で金属との摩擦下で動作するその他の部品の製造に使用されます。これらの鋳鉄は、低摩擦 (低い摩擦係数)、つまり減摩性を備えていなければなりません。鋳鉄の減摩特性は、素地中のパーライトとフェライトの比率、黒鉛の量と形状によって決まります。減摩鋳鉄は次のグレードで製造されています。 :

ASF-1 (3.2-3.6% C; 1.3-2.0 % シ; 0.6～1.2 % 国会議員。 0.15〜0.4%のR; %Cg; 1.5-2.0% 銅); AChS-2 (3.2-3.8% C; 1.4-2.2% Si; 0.3-1% Mn; 0.15-0.4 % R; %Ti; 0.2-0.5% Cu) および ASF-3 (3.2-3.8) ％と; 1.7〜2.6%のSi; 0.3～0.7 % 国会議員。 0.15-0.4% P; 0.2〜0.5%の銅;

硬化または焼きならし処理されたスチールシャフトと連携して動作する部品は、パーライトねずみ鋳鉄 AChS-1 および AChS-2 で作られています。パーライトフェライト鋳鉄 AChS-3 は、熱処理されていないシャフトと連携して使用されます。

ピストンリングの製造には、リン含有量を増加（0.3 ～ 0.5%）したパーライト鋳鉄が使用されます。リングの高い耐摩耗性は、薄いパーライトと孤立したフレークグラファイト堆積物の存在下で均一に分布したリン化物共晶からなる金属ベースによって保証されます。

グラファイトはかなり複雑な形状で結晶化しますが（図 88、b、o を参照）、微細断面での断面は板状になります。
2 白鋳鉄では、共晶形成 (Fe + FeS) と FeaC への硫黄の溶解が可能です。
鋳造壁の厚さが厚くなると、機械的特性が低下します。 149
A - 減摩性、C - 鋳鉄、C - グレー。

カテゴリー