Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Ковкое железо отливается в виде белого чугуна, структура которого представляет собой метастабильный карбид в перлитной матрице. В процессе отжига хрупкая структура, получаемая при первоначальной отливке, преобразуется в ковкую форму. Углерод агломерируется в небольшие, приблизительно сферические агрегаты графита, оставляя матрицу из феррита или перлита в зависимости от конкретного режима термообработки. В литейной промышленности выделяют три основных типа ковкого чугуна: черносердечный, белосердечный и перлитный.
Malleable iron is cast as white iron, the structure being a metastable carbide in a pearlitic matrix. Through an annealing heat treatment, the brittle structure as first cast is transformed into the malleable form. Carbon agglomerates into small roughly spherical aggregates of graphite, leaving a matrix of ferrite or pearlite according to the exact heat treatment used. Three basic types of malleable iron are recognized within the casting industry: blackheart, whiteheart, and pearlitic.
История
Ковкое железо использовалось уже в IV веке до нашей эры, и археологи обнаружили артефакты из ковкого железа, изготовленные в Китае в период с IV века до нашей эры по IX век нашей эры. К династии Тан использование ковкого железа в Китае пришло в упадок, хотя существуют артефакты из ковкого железа, датируемые IX веком. Реомюр провёл обширные исследования ковкого железа в 1720 году. Он обнаружил, что чугунные отливки, слишком твёрдые для обработки, можно смягчить, помещая их в железную руду или доменную шлаку и подвергая воздействию высоких температур в течение нескольких дней. Производство ковкого железа началось в США в 1826 году, когда Сет Бойден основал литейный завод для производства конской упряжи и других мелких отливок.
Malleable iron was used as early as the 4th century BCE, and archaeologists have found malleable iron artifacts made in China between 4th century BCE and 9th century CE. By the Tang dynasty, the use of malleable iron in China waned, although there are malleable iron artifacts dating to the 9th century. Réaumur conducted extensive research on malleable iron in 1720. He discovered that iron castings which were too hard to be worked could be softened by packing them into iron ore or hammer slag and exposing them to high temperature for a number of days. Creating malleable iron began in the United States in 1826 when Seth Boyden started a foundry for the production of harness hardware and other small castings.
Литье, термическая обработка и послелитые операции
Как и другие марки чугуна, в которых углерод формируется в сферическую или узловидную форму, ковкий чугун обладает хорошей пластичностью. Некоторые ошибочно считают ковкий чугун "устаревшим" или "невостребованным" материалом, однако он по-прежнему занимает достойное место в арсенале конструктора. Ковкий чугун – хороший выбор для небольших отливок или отливок с тонкими стенками (менее 0,25 дюйма, 6,35 мм). Другие виды высокопрочного чугуна, в которых графит имеет сферическую форму, могут быть сложны в производстве для таких применений из-за образования карбидов при быстром охлаждении. Ковкий чугун также демонстрирует лучшие показатели ударной вязкости при низких температурах, чем другие высокопрочные чугуны, благодаря более низкому содержанию кремния. Температура перехода от пластичности к хрупкости у него ниже, чем у многих других сплавов высокопрочного чугуна. Для правильного формирования сферических включений графита (так называемых отпускных графитовых или углеродных узлов) в процессе отжига необходимо обеспечить полное затвердевание отливки с белым чугунным сечением. Более толстые участки отливки остывают медленнее, что позволяет образоваться первичному графиту. Этот графит формирует случайные хлопьевидные структуры и не преобразуется в карбид в процессе термообработки. При приложении нагрузки к такой отливке прочность на разрушение будет ниже ожидаемой для белого чугуна. Такой чугун характеризуется “пестротой” структуры. Для улучшения формирования полностью белой структуры можно принять некоторые меры, но литейные предприятия часто избегают производства крупных секций. После литья и термообработки ковкий чугун можно подвергать холодной обработке, такой как штамповка для выпрямления, гибки или чеканки. Это возможно благодаря ценному свойству ковкого чугуна – меньшей чувствительности к скорости деформации по сравнению с другими материалами.
Like similar irons with the carbon formed into spherical or nodular shapes, malleable iron exhibits good ductility. Incorrectly considered by some to be an "old" or "dead" material, malleable iron still has a legitimate place in the design engineer's toolbox. Malleable iron is a good choice for small castings or castings with thin cross sections (less than 0.25 inch, 6.35 mm). Other nodular irons produced with graphite in the spherical shape can be difficult to produce in these applications, due to the formation of carbides from the rapid cooling. Malleable iron also exhibits better fracture toughness properties in low temperature environments than other nodular irons, due to its lower silicon content. The ductile to brittle transition temperature is lower than many other ductile iron alloys. In order to properly form the spherical shaped nodules of graphite (called temper graphite nodules or temper carbon nodules) in the annealing process, care must be taken to ensure that the iron casting will solidify with an entirely white iron cross section. Thicker sections of a casting will cool slowly, allowing some primary graphite to form. This graphite forms random flake like structures and will not transform to carbide during heat treatment. When stress is applied to such a casting in application, the fracture strength will be lower than expected for white iron. Such iron is said to have a 'mottled' appearance. Some countermeasures can be applied to enhance the formation of the all white structure, but malleable iron foundries often avoid producing heavy sections. After the casting and heat treatment processes, malleable iron can be shaped through cold working, such as stamping for straightening, bending or coining operations. This is possible due to malleable iron's desirable property of being less strain rate sensitive than other materials.
Приложения
Он часто используется для небольших отливок, требующих хорошей прочности на растяжение и способности изгибаться, не разрушаясь (пластичности). Применяется в производстве электротехнических изделий, ручного инструмента, фитингов для трубопроводов, шайб, кронштейнов, элементов ограждений, оборудования для линий электропередач, сельскохозяйственной техники, горнодобывающего оборудования и деталей машин.
It is often used for small castings requiring good tensile strength and the ability to flex without breaking (ductility). Uses include electrical fittings, hand tools, pipe fittings, washers, brackets, fence fittings, power line hardware, farm equipment, mining hardware, and machine parts.