§ 64. Серый чугун со специальными свойствами

Среднелегированный чугун с 2—5% № применяют иногда для щелочно-упорных отливок (котлы для упаривания каустической соды), а также для повышенной износоупорности или электросопротивления.

Высоколегированные чугуны характеризуются жаростойкостью, боль­шим сопротивлением коррозии и износу. Сюда относится чугун с присад­ками 12—20% Ni, 5—8% Си и в отдельных случаях 2—6% Сr; этот чугун обладает высокой коррозионной стойкостью, стоек в серной и уксусной кислотах, каустической соде и морской воде.

Чугун с присадками 18—20% Ni, 5—7% Si, 2—3% Сr является жаро­упорным материалом.

Высоколегированные хромистые чугуны с 30% Сr принадлежат к спла­вам ферритного класса. Этот чугун вследствие образования оксидной пленки является весьма стойким в окислительных средах, в кислотах и щелочах, в обычной атмосфере и в атмосфере сернистого газа. В восстановительной среде он разрушается. Отливки из этого чугуна могут работать при 1100— 1150° в течение 5000 час.

Молибденовый чугун является стойким против роста и ползучести и применяется для арматуры, работающей при повышенных температурах.

Алюминиевый чугун с 20—24% А1 имеет высокую жаростойкость; он применяется для печной арматуры при температуре до 950°, но механи­ческие свойства его низкие.

Кремнистые чугуны с содержанием 5—14% Si имеют хорошую жаро­стойкость при температуре до 900° и коррозионную стойкость. При высоком содержании кремния сплав имеет хорошую жидкотекучесть, и из него можно изготовлять тонкостенные отливки.

§ 65. Шихтовые материалы для чугунного литья

Металлическая шихта. При составлении шихты для чугунного литья применяют доменные чугуны, ферросплавы, природно-легированные спла­вы, содержащие невысокий процент легирующего элемента (Ni, Cr, Мо, Ti и др.), а также возврат собственного производства (брак, литники), чугунный и стальной лом. Применение машинного лома в шихте снижает себестоимость литья и повышает его механические свойства.

Металлическая шихта для чугунного литья чаще всего составляется примерно в следующих пропорциях: чушкового чугуна 20—40%, машин­ного лома и отхода литейного производства 60—40%, стального лома 0—40%, ферросплавы по расчету.

Топливо. Для плавки чугуна в вагранке применяют в основном кокс, являющийся лучшим видом ваграночного топлива.

Вследствие отсутствия в нем летучих составляющих кокс при горении дает концентрированное пламя с высокой температурой, что очень важно для нормального хода плавки в вагранке.

В качестве частичной замены кокса при плавке в вагранке иногда при­меняют каменный уголь и термоантрацит (антрацит, прокаленный при высокой температуре, но без отгонки летучих составляющих). Недостатком каменного угля является то, что он при высоких температурах в печи растре­скивается и измельчается. Термоантрацит подвержен этому недостатку в значительно меньшей степени.

Для плавки чугуна в пламенных печах применяют каменный уголь, мазут и газ.

Флюсы. В процессе работы вагранки в ее рабочем пространстве обра­зуется шлак, источником которого служат зола топлива, окислы металлов, посторонние примеси (песок, частицы футеровки печи). Этот шлак, если не принимать специальных мер для его разжижения, липнет к кускам кокса и футеровке печи, нарушая тем самым работу вагранки. Для разжижения шлака при загрузке каждой колоши шихты и топлива в вагранку загру­жают некоторое количество флюса, в качестве которого применяют известняк, доломит,_ плавиковый шпат, мартеновский шлак.

Шлак имеет меньший удельный вес по сравнению с металлом и всплы­вает на поверхность.

Разжиженный шлак вместе с расплавленным металлом стекает в ниж­нюю часть печи, откуда по мере накопления спускается через специальное отверстие (шлаковую летку).

Расчет шихты для чугунного литья. Для получения требуемого химиче­ского состава отливок производят расчет шихты.

Для расчета шихты необходимо располагать данными о химическом составе отливки и исходных материалов, из которых приготовляют шихту. Кроме того, необходимо знать угар элементов чугуна при плавке и в какой печи будет производиться плавка. При плавке чугуна в вагранке кремния выгорает 10—15%, марганца 15—20%, хрома 20—30%, количество серы увеличивается на 40—50%, так как сера частично переходит из топлива в металл.

Зная угар химических элементов при плавке, химический состав исход­ных металлов (чушкового чугуна, машинного лома и брака литья), можно легко рассчитать количество составляющих металлической шихты, которая может обеспечить получение требуемого химического состава отливки.