Контроль качества, условия поставки, маркировка, транспортирование и хранения чугуна и продукции чугунного производства

КЛАССИФИКАЦИЯ И АССОРТИМЕНТ ЧУГУНА

МЕТАЛЛЫ, ИХ СПЛАВЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ НИХ

ЛЕКЦИЯ 2

 

 

Чугун — сплав железа с углеродом (содержанием углерода более 2,14 %), содержащий постоянные примеси Si, Mn, S, Р, а иногда и легирующие элементы Cr, Ni, V, Al и др.

Основным классификационным признаком чугуна как товарной продукции является его назначение. По этому признаку его делят на передельный, литейный, чугуны специального назначения.

Передельный чугун предназначен для передела в сталь в конвертерах, мартеновских и электрических печах.

Основной и единственный критерий передельного чугуна — химический состав, т. к. он определяет способ и режим технологии его дальнейшего передела в сталь.

В зависимости от массовой доли кремния и назначения передельные чугуны изготавливают (ГОСТ 805-95):

– передельный чугун для сталеплавильного производства марок П1, П2.

– передельный чугун для литейного производства марок ПЛ1, ПЛ2;

– передельный фосфористый чугун марок ПФ1, IIФ2, ПФ3;

– передельный высококачественный чугун марок ПВК1, ПВК2, ПВК3.

В маркировках буквы обозначают П — передельный; Л — для литейного производства отливок; Ф — фосфористый; ВК — высококачественный, а цифры — порядковый номер марки. Чем он выше, тем меньше содержание кремния в чугуне.

Передельные чугуны разделяются на группы по содержанию марганца, на классы по содержанию фосфора и на категории по содержанию серы.

Причем, в этом делении, в отличие от кремния, чем выше порядковый номер группы, класса, категории, тем больше содержание соответствующих элементов.

Литейныйчугун предназначен для изготовления изделий (отливок) методами литья. В качестве литейного чугуна используют серый, высокопрочный и в меньшем количестве ковкий чугуны.

Литейный чугун может поставляться в форме чушек (чушковый литейный чугун) или в виде готовых отливок.

Чушковый литейный чугунпоставляется в виде чушек массой 18–45 кг, предназначенный для дальнейшей переплавки в чугунолитейных цехах при производстве чугунных отливок.

Для чушкового чугуна важен только химический состав, а не его структура и свойства, т.к. последние не сохраняются при переплаве.

В зависимости от массовой доли кремния и назначения чушковый чугун (ГОСТ 4832–95) изготовляют:

– литейный марок Л1, Л2, Л3, Л4, Л5, Л6;

– литейный рафинированный магнием марок ЛР1, ЛР2, ЛР3, ЛР4, ЛР5, ЛР6, ЛР7.

Буквы в маркировке чушковых чугунов обозначают: Л — литейный коксовый, Р — рафинированный магнием. Цифры в маркировке этих чугунов, как и в маркировке передельных, обозначают порядковый номер марки — чем он выше, тем меньше содержания кремния.

Литейные чушковые чугуны также, как и передельные разделяются : на группы по содержанию марганца, на классы по содержанию фосфора, на категории по содержанию серы.

При поставке литейного чугуна в виде готовых отливок потребителю важнее знать не химический состав, а его механические свойства.

Для литейного чугуна в виде готовых отливок буквенная часть отражает наименование чугуна, что аналогично маркировке машиностроительных чугунов, которые делят на серый, ковкий и высокопрочный.

Серый чугун — чугун с пластинчатой формой графитных включений. Отливки из него составляют до 80 % общего объема чугунного литья.

Маркируется серый чугун буквами СЧ (серый чугун) и двумя цифрами, обозначающими предел прочности при растяжении в кгс/мм² (1 кгс/мм² ≈ 9,8 МПа). ГОСТ 1412-85 устанавливает следующие марки серого чугуна: СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30, СЧ35, СЧ40 и СЧ45. По требованию потребителя допускаются марки серого чугуна СЧ18, СЧ21 и СЧ24.

Высокопрочный чугун — чугун с шаровидной формой включений графита.

Маркируют высокопрочный чугун буквами ВЧ и цифрами, обозначающие предел прочности при растяжении (кгс/мм²). ГОСТ 7293-85 устанавливает следующие марки высокопрочного чугуна: ВЧ38, ВЧ42, ВЧ45, ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100, ВЧ120.

Промежуточное положение между серым и высокопрочным чугунами занимает чугун с вермикулярной (червеобразной) формой включений графита.

Маркируют чугун с вермикулярной формой включений графита буквами ЧВГ и цифрами, обозначающие предел прочности при растяжении (кгс/мм²). ГОСТ 28394-89 устанавливает следующие марки чугуна с вермикулярным графитом: ЧВГ30, ЧВГ35, ЧВГ40, ЧВГ45.

Ковкий чугун — чугун с хлопьевидной формой графитных включений.

Маркируют ковкий чугун буквами КЧ и цифрами: первые две цифры — предел прочности при растяжении (кгс/мм²); вторые — относительное удлинение при растяжении (%). ГОСТ 1215–79 устанавливает следующие марки ковкого чугуна: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12, КЧ50-4, КЧ56-4, КЧ60-3, КЧ63-2.

Чугуны специального назначения подразделяют на антифрикционные (ГОСТ 1585-85) и легированные чугуны для отливок со специальными свойствами (ГОСТ 7769-82).

Антифрикционный чугун (ГОСТ 1585-85) предназначен для отливок, работающих в узлах трения со смазкой.

ГОСТ устанавливает следующие марки антифрикционного чугуна: АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-5, АЧС-6, АЧВ-1, АЧВ-2, АЧК-1, АЧК-2. В обозначении марки: АЧ — антифрикционный чугун, С — серый с пластинчатым графитом; В — высокопрочный с шаровидным графитом; К — ковкий с хлопьевидным графитом; цифра — порядковый номер марки.

Главное достоинство антифрикционных чугунов по сравнению с баббитами и антифрикционными бронзами — низкая стоимость, а основной недостаток — плохая прирабатываемость, что требует точного сопряжения трущихся поверхностей.

Легированные чугуны для отливок со специальными свойствами (ГОСТ 7769-82) подразделяют на жаростойкие, коррозионно-стойкие, износостойкие, жаропрочные и маломагнитные.

Легированные чугуны со специальными свойствами в зависимости от преобладающего в его составе легирующего элемента подразделяются на хромистые, кремнистые, алюминиевые, марганцевые и никелевые, а по суммарному количеству легирующих элементов — на низколегированные и высоколегированные.

В обозначении марок чугуна буквы означают: Ч — чугун; легирующие элементы: X — хром, С — кремний, Г— марганец, Н — никель, Д — медь, М — молибден, Т — титан, П — фосфор, Ю — алюминий. Цифры, стоящие после буквы, означают примерную массовую долю основных легирующих элементов. Буква Ш в конце марки указывает, что графит в чугуне имеет шаровидную форму.

 

Продукция литейного производства.Все детали, получаемые из чугуна, изготавливают методами литья.

Чугунные отливки по структуре литого чугуна подразделяются на четыре группы: серые (СЧ), ковкие (КЧ), высокопрочные (ВЧ) и специальные (жаростойкие, антифрикционные и др.). Маркировка наносится на необрабатываемую поверхность отливки в виде литых, набивных или красочных обозначений.

Чугунные отливки поставляются партиями, сопровождаемыми документом о качестве, в котором приводятся товарный знак предприятия-изготовителя, номер чертежа детали или отливки, номер или дата плавки, количество и масса отливок, марка чугуна, результаты испытаний, штамп ОТК и обозначение стандарта.

Массовой продукцией литейного производства являются чугунные трубы и соединительные изделия к ним — фитинги.

Трубы и соединительные части к ним изготавливаются из серого чугуна с пластинчатым графитом по ГОСТ 1412-85 и в соответствии с требованиями к отливкам по ГОСТ 26358-84.

По назначению чугунные трубы подразделяются на напорные (ГОСТ 9583-75), используемые для транспортировки жидкости под давлением, и канализационные (ГОСТ 6942-98).

В зависимости от толщины стенки напорные трубы подразделяются на три класса: ЛА, А и Б. В зависимости от длины эти трубы изготовляют мерной и немерной длины.

Основными характеристиками чугунных труб являются внутренний диаметр (условный проход), толщина стенки и длина.

При заказе чугунных труб указывают их назначение, основные размеры и номер стандарта. Например:

­ труба ЧНР 150 × 6000 Б ГОСТ 9583-75 (труба чугунная напорная раструбная мерной длины 6000 мм, диаметром 150 мм, класса Б);

­ труба ЧНР 400 ЛА ГОСТ 9583-75 (труба чугунная напорная раструбная немерной длины, диаметром 400 мм, класса ЛА);

­ ТЧК 100×2000 ГОСТ 6942-98 (труба чугунная канализационная, длиной 2000 мм, диаметром 100 мм).

Согласно ГОСТ 6942-98 соединительными (фасонными) частями чугунных труб являются компенсационные и переходные патрубки, колена, отводы, отводы-тройники приборные, отступы, тройники различных конструкций (прямые, прямые компенсационные, тройники косые и др.), крестовины различных конструкций (прямые, косые, двухплоскостные и др.), муфты, ревизии, заглушки, прочистки, необходимые для сооружения сложной системы трубопроводов.

При заказе в условном обозначении фасонных частей к трубам указывают их вид, основные размеры и номер стандарта. Например:

­ ПК-100 ГОСТ 6942-98 (патрубок компенсационный диаметром 100 мм);

­ К-100 ГОСТ 6942-98 (колено диаметром 100 мм);

­ TK 45°-100 × 50 ГОСТ 6942-98 (тройник косой под углом 45° диаметрами 100 и 50 мм);

­ КПС-100 × 50 ГОСТ 6942-98 (крестовина прямая со смещенной осью отвода диаметрами 100 и 50 мм);

­ Р-100 ГОСТ 6942-98 (ревизия диаметром 100 мм).

 

Контроль качества. Методы контроля качества чугуна зависят от вида его поставки (чушки или отливки) и от назначения.

Чушковый чугун передельный и литейный контролируют по химическому составу, внешнему виду и количеству боя.

Химический анализ чушкового чугуна производят с целью установления его соответствия определенной марке, группе, классу, категории. Пробы для химического анализа отбирают из жидкого чугуна при выпуске его из домны (в начале, середине и в конце выпуска). Затем составляют среднюю пробу и производят химический анализ, на основании которого отдел технического контроля предприятия-поставщика выдает сертификат о качестве этого чугуна.

Внешний вид чушек контролируется невооруженным глазом. На поверхности чушек не должно быть песка, шлака, земли.

Количество боя (куски массой от 0,5 до 3 кг), допускаемого при поставке чушкового чугуна, ограничивается ГОСТ, например, для передельного чугуна (ГОСТ 805-80) количество боя в чугуне не должно превышать 2 % массы партии.

Отливки из литейного чугуна контролируют по химическому составу, механическим свойства, микроструктуре, внешнему виду и точности изготовления изделия, причем виды контроля зависят от вида чугуна.

Химический состав отливок из серого, высокопрочного и ковкого чугуна проверяют в каждой плавке. В сертификате приводят химический состав, но гарантируемой характеристикой он не является. Для отливок, изготовленных из специальных легированных чугунов, химический состав является обязательной гарантируемой характеристикой, т.к. от него зависят их специальные свойства, необходимые при эксплуатации.

Механические свойства отливок определяют на специально отлитых образцах путем проведения испытаний на растяжение, изгиб, твердость, а для некоторых отливок и на ударную вязкость. Механические свойства являются главными при оценке качества почти всех чугунных отливок, т.к. они определяют пригодность отливок для эксплуатации при воздействии внешних нагрузок.

Поставщик гарантирует уровень механических свойств, из которого изготовлены отливки. Отклонения в механических свойствах всегда являются основным браковочным признаком.

Микроанализом отливок определяется структура металлической основы, количество, форма и расположение графитовых включений.

Внешний вид каждой отливки проверяют визуально. Поверхность отливки не должна иметь пригара, механических повреждений и дефектов, снижающих прочность и ухудшающих ее товарный вид.

Точность изготовления контролируют по основным размерам на каждой отливке. Отливки должны удовлетворять требованиям чертежа по форме и размерам с учетом допускаемых отклонений.

Условия поставки и маркировка.Чушковый чугун и отливки поставляют партиями. Партия должна состоять из чугуна одной марки, группы, класса, категории. Партию сопровождают сертификатом, удостоверяющим соответствие чугуна по качеству действующему ГОСТ. Трубы и фасонные части должны иметь маркировку, отлитую или нанесенную несмываемой краской на торцевой или образующей поверхности раструба или непосредственно за раструбом и включающую товарный знак предприятия-изготовителя, условное обозначение изделия и обозначение соответствующего стандарта.

Транспортирование.Чугун транспортируют навалом в железнодорожных вагонах или других транспортных средствах. Он должен храниться раздельно по партиям с принятием мер, исключающих их перемешивание.

Во избежание смешивания при перевозке и перевалке в вагон или другие транспортные средства чугун грузят одной марки, группы, класса, категории. Наиболее полное предохранение от смешивания обеспечивается маркировкой чугуна. Каждую чушку маркируют цветными полосами, наносимыми несмываемой краской. Цвет полос зависит от марки чугуна. Марку отливки помещают на необрабатываемой ее поверхности в соответствии с требованиями чертежа или заказа. Маркировка отливок может быть литой, набивной или нанесенной несмываемой краской.