Чугун и его свариваемость. Часть 1

Чугун - это сплав железа с углеродом, в отличие от стали содержит много углерода, около 2-5%.

В зависимости от состояния углерода в сплаве различают белые, серые, ковкие чугуны.

Белые чугуны - в изломе почти белый цвет, так как углерод I них находится в химическом соединении в виде карбида железа цементита Fe3C. Цементит хрупкий и с высокой твердостью (выше твердости напильника), не поддается механической обработке режущими инструментами и как конструкционный материал практически не применяется (только для бил молотковых камнедробилок и им подобных).

Белый чугун используется для получения ковких чугунов после термообработки (томления в печах).

Серый чугун - в изломе серебристого цвета из-за наличия пластинчатых включений графита.

Большая часть углерода находится в свободном состоянии в | графита. Практически в чугунах около половины углерода содержится в свободном состоянии, в виде графита, остальной углерод находится в связанном состоянии (химсоединении).

Серый чугун хорошо обрабатывается режущим инструментом Температура плавления серого чугуна в зависимости от количества углерода 1100- 1250ºС, так как углерод снижает температуру плавления сплава и увеличивает его жидкотекучесть. При остывании чугун не имеет тестообразного состояния (из-за жидкотекучести), а сразу переходит в твердое состояние, и наоборот - сразу из твердого в жидкое. Поэтому он поддается сварке только в нижнем положении шва.

Ковкий чугун - название условное он не поддается ковке, так как у него повышенная пластичность, т. е. относительное удлинение до 10%. В ковких чугунах графит более благоприятные форм и с большой разобщенностью, такой чугун менее склонен к трещинообразованию.

Свариваемость чугуна. При оценке физической свариваемости его следует отнести к группе хорошо свариваемых материалов, а при оценке по технологической свариваемости, когда требуется сварное соединение без снижения качества основного металла и металлa шва, чугун является трудносвариваемым сплавом.

Основные причины, ухудшающие свариваемость чугуна, следующие.

1. Возможность образования в шве и околошовной зоне хрупких и труднообрабатываемых структур отбела и закалки с очень высокой твердостью.
2. Высокая жидкотекучесть, низкая пластичность, так как отсутствует площадка текучести, которую имеет сталь. Это создает напряженное состояние структуры и приводит к трещинам.
3. Чугун не имеет пластического (тестообразного) состояния и при достижении температуры плавления мгновенно переходит из твердого состояния в жидкое, а при охлаждении - из жидкого в твердое.
4. Образование пористости за счет большого количества окиси углерода и быстрое затвердевание расплавленного металла - причина того, что газы не успевают выйти. При содержании в чугуне углерода 4,3% температура его плавления сравнительно невысокая - 1150ºС.
5. "Рост" чугуна, т. е. склонность серого чугуна к необратимому увеличению объема на 3-5% при нагреве его до 300-500ºС приводит к деформациям, иногда - к трещинам.

Плазменно-порошковая наплавка Сварочные работы Чугун и его свариваемость. Часть 2

Чугун и его свариваемость