l Чугуны подразделяют:
1. по состоянию углерода; графитизированные (углерод выделяет-ся в виде графита и отсутствует струк-турно-свободный цементит, имеют серый излом);
белые (высокоуглеродистой формой является цементит или сложные карби-ды, имеют белый излом);
половинчатые (одновременно присут-ствуют графит и карбиды)
2. По назначению: конструкционные, предназначенные для получения фасонных отливок с регламентированным уровнем механических свойств;
со специальными свойствами.
3. По химическому составу: нелегированные (обычные) и легированные (низколегированные - до 3%, среднелегированные – 3-10%, высоколегированные – более 10% легирующих элементов);
Легированные чугуны со специальными свойствами подразделяют по назначению (жаропрочные, жаростойкие, износостойкие, коррозионностойкие и др), химическому составу (алюминиевые, хромистые, никелевые и др.), структуре матрицы (аустенитные, бейнитные, троститные, мартенситные);
4. по технологии производства – чугуны ваграночной, индукционной, дуговой плавки; синтетические (на базе стальных отходов с добавкой карбюризаторов), модифицированные и др.;
5. по форме включений графита: чугуны с пластинчатым графитом (ЧПГ), или серые чугуны, маркируются – СЧ; высокопрочные чугуны с шаровидным графитом (ЧШГ), маркируются – ВЧ; чугуны с вермикулярным графитом, маркируются – (ЧВГ); чугуны с хлопьевидным графитом (ЧХГ), или ковкие чугуны, маркируются – (КЧ).
В ЧПГ, ЧШГ и ЧВГ графит образуется в процессе затвердевания (первичной кристаллизации), ковкие чугуны получают путем графитизирующего отжига белых чугунов.
Билет 14
- Газы в сталях. Факторы, оказывающие влияние на их растворимость. Меры предупреждения формирования газовых дефектов в отливках.
Эндогенные газовые включения – дефекты, образованные газами, присутствующими в расплаве и выделяющимися при затвердевании отливок в виде отдельной фазы.
В отливках газы содержатся в виде газовых включений или раковин, хим. Соединений, твердых растворов.
В чистом железе при комнатной температуре водород содержится в виде атомов или ионов в твердом растворе; азот – в виде нитридов или в твердом растворе; кислород – преимущественно в виде окислов.
Источники газов: шихтовые материалы, атмосфера печи, флюсы, футеровка печи и ковшей.
Прецесс растворения газов – многостадийный: 1) массоперенос газа к поверхности металла; 2) адсорбция газа на поверхности металла; 3) переход через границу газ-металл; 4) массоперенос в толщину металла.
Наиболее часто лимитирующим звеном процесса является внутридиффузионная область – массоперенос в металле.
Водород в отливках из стали – причина образования газовых раковин. Водород растворяется в железе в виде растворов внедрения в атомарном состоянии.
Растворимость водорода в железе по закону Свиттерса: [H]=KH 
, где Кн – константа, P – парциальное давление водорода.
С повышением температуры – растворимость водорода увеличивается; растворимость водорода в различных модификациях железа различна, и меняется скачкообразно при переходе из одной модификации в другую.
1. Элементы, повышающие растворимость водорода – Ti, Zr, Nb, Ta, V.
2. Уменьшающие растворимость водорода – С, Si, Al (их связи с Fe сильнее, чем у водорода).
3. Слабо влияющие на растворимость водорода – Ni, Co, Mo, Mn, Cr, Cu.
В твердой отливке при повышение ее температуры атомарный водород может диффундировать, соединяться в молекулы. Объем газа растет, растут напряжения, возможны даже внутрикристаллические трещины, и как следствие снижение качества отливки.
Азот поступает в жидкую сталь с шихтой, или из печной атмосферы в дуговой печи. В зоне действия дуг молекулярный азот переходит в атомарный. Растворимость по з. Свиттерса: [N]=K 
, где P – парциальное давление азота.
Растворимость азота в α-Fe увеличивается с увеличением температуры, а в γ-Fe снижается;
Азот образует нитриды.
1. Элементы образующие прочные нитриды – повышают растворимость азота в Fe(Al, Ti, Zr, V, Nb).
2. Не образуют нитриды, но повышают растворимость азота в Fe (Cr, Ta, Mn, Mo).
3. Понижают растворимость – C, Ni, Cu, Co.
Азот является причиной «старения» ферритных и Ф-П сталей. Образование нитрида Fe4N, что приводит к охрупчиванию, так как эти нитриды имеют игольчатую форму.
Положительные качества нитридов: 1)измельчают структуру отливок, упрочнят, устраняют неблагоприятную морфологию.
Методы предотвращение эндогенных включений: 1) Использование чистых чихтовых материалов; 2) Предотвращение активного взаимодействия расплава с атмосферой печи и футеровкой; 3) Глубокое раскисление стали; 4) Выбор оптимальных температур плавки и заливки; 5) Рафинирование; 6)Уменьшение времени выдержки стали в ковше.
Экзогенные газовые включения – образуются газами, выделяющимися в тело отливки из формы в результате выделения газов из формовочных и стержневых смесей.
Источники: 1) Газы, выделяющиеся при деструкции связующих и испарения влаги; 2) отсутствие выпора, неправильная ЛС, воздух в порах формы.
Деффекты: «Корольки» - при неспокойном заполнении формы, при разбрызгивании металла, капли Ме покрытые оксидной пленкой.
Методы предотвращения: 1) Создание направленного газового потока в формах, при минимальном содержании влаги в смесях; 2) использование связующих с высокой температурой деструкции; 3)увеличение газопроницаемости формы; 4) Применять принцип направленного затвердевания отливки и установки прибылей; 5) Выпоры, вентиляция