Глава 8

Металлохозяйственные товары

привести сплав быстрорежущей стали марки Р18, в которой кроме железа и углерода (0,8%) присутствуют следующие легирующие компоненты: магний (0,4%), кремний (0,4%), хром (4,4%), воль­фрам (18-19%), ванадий (1,0-1,4%), молибден (0,3%) и никель (0,03%).

ЧЕРНЫЕ МЕТАЛЛЫ И СПЛАВЫ

К черным металлам и сплавам относят ферросплавы, т. е. спла­вы на основе железа;

Железо (технически чистое) - металл серебристо-белого цве­та, содержит 99,8-99,9% чистого железа и 0,1-0,2% примесей. Плотность железа - 7860 кг/м³, температура плавления - 1539 °С, при комнатной температуре предел прочности при растяжении -25 кгс/мм², твердость НВ 80. В твердом состоянии железо может находиться в а- и у-модификациях. Со многими элементами железо способно образовывать твердые растворы: с металлами - твердые растворы замещения, с углеродом, азотом и водородом - твердые растворы внедрения.

Основное промышленное значение имеют стали и чугуны, которые являются сплавами железа с углеродом с различным со­держанием последнего.

Чугуны

Чугуны - сплав железа с углеродом с содержанием углерода от 2,14% до 6%.

Чугуны выплавляют в доменных печах. Они подразделяются на передельные и литейные. Первые предназначены для передела в сталь. Вторые (литейные) применяют для изготовления различ­ных изделий.

В производстве черных металлов и сплавов есть такое понятие, как передел:

• первый передел: из руды выплавляют чугун;

• второй передел: из чугуна выплавляют сталь;

420

• третий передел: из стали получают прокат (листы, проволоку, сортовые профили: уголок, тавр, двутавр, швеллер, трубы);

• четвертый передел: из проката получают готовое изделие. В этой схеме отдельные этапы могут быть исключены. Литейные чугуны подразделяются на белые и серые. Дело

в том, что при охлаждении чугуна после выплавки большое зна­чение имеет скорость охлаждения. При медленном охлаждении получается серый чугун, при быстром охлаждении - белый. Пе­редельные чугуны - белые.

В белом чугуне практически весь углерод находится в форме химического соединения с железом - цементита (карбида же­леза). Свежий излом имеет светло-серый цвет и характерный металлический блеск. Белый чугун обладает повышенной твер­достью (в 10 раз тверже железа), но он очень хрупок, не подда­ется обработке режущим инструментом, что является большим недостатком.

В сером чугуне практически весь углерод находится в форме графитовых включений. Серые чугуны с содержанием углерода до 3,8% можно обрабатывать режущими инструментами. Серый чугун обладает хорошей жидкотекучестью (способностью прони­кать в малые пространства, не остывая). Он обладает малой усад­кой при затвердевании; относительно дешев.

Кроме железа и углерода в чугуне есть и другие элементы (или примеси). Основные: фосфор, сера, марганец, кремний. Примеси могут быть как полезными (т. е. улучшать потребительские и тех­нологические свойства), так и вредными.

Фосфор в чугунах является полезной примесью. Его содержа­ние колеблется от 0,3 до 0,8%. Он увеличивает жидкотекучесть серого чугуна, повышает твердость и износостойкость.

Сера. В чугунах допускается не более 0,1% серы. Сера явля­ется очень вредной примесью, т. к. она ухудшает жидкотекучесть материала, повышает его хрупкость и отбеливает чугуны.

Марганец. Содержание марганца в чугунах обычно 0,4-1,3%. Он повышает твердость материала, но в больших количествах так­же отбеливает чугуны.

421