1 Вуглецеві сталі

Основною продукцією чорної металургії є сталь. Вуглецева сталь промислового виробництва - це складний сплав заліза з вмістом вуглецю менше 2,14%, в якому крім вуглецю, що вводиться спеціально, є декілька інших елементів - постійних домішок. Вони потрапляють у сталь внаслідок особливостей технологічних процесів одержання сталі. Такими постійними домішками в сталях є марганець, кремній, фосфор, cipкa, а також азот, кисень та водень.

Вуглець (C) - активний змічнювач сталі, який підвищує її межу міцності, границю текучості та інші показники міцності, але знижує її пластичність і ударну в'язкість, при цьому міцність залізовуглецевих сплавів збільшується з зростанням вуглецю до 1%, а потім починає зменшуватись, твердість же зростає безперервно (рис. 5.3). Вуглець ак тивно зв'язує в карбіди багато легуючих елементів. Він істотно знижує технологічність сталі при зварюванні. При вмісті вуглецю більш 0,25-0,3% зварюваність сталі різко погіршується, оскільки в зоні термічного впливу утворюються структури загартування, що приводять до утворення тріщин. Крім того, підвищений вміст вуглецю може викликати при зварюванні пористість металу шва та утворення гарячих тріщин.

2. Сі́рий чаву́н

Сі́рий чаву́н — — вид чавуну (сплав заліза з вуглецем), що не містить ледебуриту, в ньому весь вуглець (або частина його) знаходиться в вигляді графіту. Назву отримав завдяки сірому кольору поверхні зламу.

Належить поряд з білим чавуном, до основних видів чавуну. Містить, крім заліза і вуглецю (2,5...4,5%), кремній (0,8...4,5%), марганець (0,1...1,2%), фосфор (0,02...0,3%) і сірку (0,02...0,15%). Границя міцності сірих чавунів при розтягу — 100...350 МПа, стиску — 450...1400 МПа, твердість за Брінеллем — 143...289 HB.

Сірий чавун характеризується низьким опором відриву, майже повною відсутністю відносного подовження (до 0,5%), досить низькою ударною в'язкістю. Тому чим дрібнішими є графітові пластини і чим більше вони ізольовані одна від одної, тим вищі міцнісні властивості чавунів при одній і тій же металевій основі. Така структура отримується модифікуванням, тобто введенням в рідкий сплав невеликих кількостей речовин, званих модифікаторами (феросиліцій, силікокальцій). В залежності від форми графітових включень сірі чавуни поділяються на:

Сірі чавуни з пластинчастим графітом[1] і позначаються:

феритні і ферито-перлітні — СЧ10, СЧ15, СЧ18. Цифра в марці чавуну показує границю міцності на розрив в МПа×10-1 (кгс/мм²). Наприклад: для СЧ10 границя міцності — 10кг/мм² (100МПа);

перлітні — СЧ20, СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ30, СЧ35.

Антифрикційні чавуни[2] і позначаються АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3 тощо. Позначення: АЧ — антифрикційний чавун, С — сірий, цифра — порядковий номер марки.

Сірі чавуни з вермикулярним графітом[3] і позначається ЧВГ 30, ЧВГ 35, ЧВГ 40, ЧВГ 45. Позначення: Ч — чавун, ВГ — форма графіту (вермикулярний). Цифра в марці чавуну показує границю міцності на розрив в МПа×10-1 (кгс/мм²). Ці марки чавуну можуть мати в структурі крім графіту вермикулярної форми не більше 40% кулястого графіту. Часто цей вид чавуну розглядають окремо, поряд з ковкими і високоміцними чавунами.

За ступенем легування чавуни поділяють на прості і низьколеговані (до 2,5% легуючих елементів), середньолеговані (2,5...10% легуючих елементів) і високолеговані (понад 10% легуючих елементів). Найчастіше використовують прості і низьколеговані сірі ливарні чавуни.

В-3