Состав и особенности люков из ковкого чугуна

Сфероидальный чугун с шаровидным графитом содержит частицы графита сферической формы. По сравнению с хлопьевидным графитом, сфероидальный графит вызывает меньшее нарушение металлической матрицы, что позволяет чугуну достигать 70–90% прочности, присущей его матричной структуре. Это обеспечивает предел прочности на растяжение до 120 кгс/мм², одновременно обладая отличной вязкостью. Как правило, химический состав высокопрочного чугуна — за исключением самого железа — включает 3,6–3,8% углерода, 2,0–3,0% кремния и общий уровень марганца, фосфора и серы не более 1,5%, а также适量 сфероидирующих добавок, таких как редкоземельные элементы и магний.

Чугун — это железоуглеродный сплав с содержанием углерода более 2%. Промышленный чугун обычно содержит от 2,5% до 4% углерода, а также такие элементы, как C, Si, Mn, S и P. Он производится путем плавки железной руды в доменной печи. В зависимости от формы, в которой углерод присутствует в чугуне, он может быть дополнительно классифицирован на такие виды, как сталеплавильный чугун, литейный чугун и ковкий чугун, среди прочих.

Сфероидальный графитный чугун характеризуется частицами графита сферической формы. По сравнению с хлопьевидным графитом, сфероидальный графит вызывает меньшее нарушение металлической матрицы, что позволяет чугуну достигать 70–90% прочности, присущей его матричной структуре. Это обеспечивает предел прочности на растяжение до 120 кгс/мм², одновременно обладая отличной вязкостью. Как правило, химический состав высокопрочного чугуна — за исключением самого железа — включает 3,6–3,8% углерода, 2,0–3,0% кремния и общий содержание марганца, фосфора и серы не более 1,5%, а также适量 сфероидирующих добавок, таких как редкоземельные элементы и магний.

Особенности:

Дуктильные чугунные люки в основном изготавливаются из ковкого чугуна, и качество этих люков зависит от содержания сфероидального графита — а именно, от «степени сфероидализации». Распространённым покрытием, используемым для поверхностей отливок, является антикоррозийная битумная краска; действительно, поверхность дуктильных чугунных люков также обрабатывается этим защитным покрытием. Одним из ключевых преимуществ дуктильных чугунных люков является их превосходная прочность и вязкость, что позволяет им быть примерно на 30% легче аналогичных люков из серого чугуна.

Характеристики ковких чугунных люков:

• Хорошая вязкость: его ударная вязкость значительно выше, чем у среднеуглеродистой стали — более чем в 10 раз превышает показатели серых чугунных материалов.
• Высокая устойчивость к коррозии: в испытании на коррозию с водяным распылением скорость коррозии за 90 дней составила всего 1/40 от аналогичного показателя стальных труб и 1/10 от серых чугунных труб. Срок службы таких труб вдвое превышает срок службы серых чугунных труб и в пять раз дольше, чем у стандартных стальных труб.
• Хорошая пластичность: удлинение ≥7%, сопоставимо с высокоуглеродистой сталью, тогда как серый чугун не обладает никаким удлинением.
• Высокая прочность: предел прочности на растяжение σв ≥ 420 МПа, предел текучести σт ≥ 300 МПа — такой же, как у низкоуглеродистой стали, и в три раза выше, чем у серых чугунных материалов.

Благодаря сферической графитовой микроструктуре ковкого чугуна, он превосходит литую сталь по демпфированию вибраций, что делает его более эффективным для снижения напряжений. Важная причина выбрать ковкий чугун заключается в том, что он дешевле литой стали. Эта более низкая стоимость делает ковкий чугун более популярным материалом, повышает эффективность литья и дополнительно снижает затраты на механическую обработку по сравнению с литой сталью.

Дуктильный чугун обладает прочностью, сопоставимой с прочностью литой стали. Фактически, дуктильный чугун демонстрирует более высокий предел текучести — его минимальный предел текучести составляет 40 кси, тогда как у литой стали он обычно равен всего 36 кси. Кроме того, в большинстве коммунальных применений — таких как те, что связаны с водой, солёной водой, паром и другими подобными средами, — дуктильный чугун превосходит литую сталь как по коррозионной стойкости, так и по стойкости к окислению.