Сталь и чугун презентация

Обновлено: 16.05.2024

Санкт-Петербургское государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Колледж отраслевых технологий «Краснодеревец» ЧУГУН Презентация составлена преподавателем Скютте Ж.Ю , Санкт-Петербург 2018 г.

Чугун – это железоуглеродистый сплав с содержанием углерода >2,14 % и примесями в десятых долях процентов. Кроме того, в чугуне содержатся примеси в десятых долях : кремний, марганец, сера, фосфор и др. С целью улучшения свойств в чугуны могут вводиться легирующие элементы, такие как хром, никель, медь и др.

СЕРЫЙ ЧУГУН Серый чугун это сплав железа, кремния (от 1,2- 3,5 %) и углерода, содержащий также постоянные примеси Mn, P, S. В структуре таких чугунов большая часть или весь углерод находится в виде графита пластинчатой формы. Излом такого чугуна из-за наличия графита имеет серый цвет. Применяется серый чугун для изготовления слабонагруженных деталей, работающих в легких условиях. Например, корпуса редукторов, насосов, электродвигателей, различные крышки, отопительные батареи и т.п.

КОВКИЙ ЧУГУН Ковкий чугун получают длительным отжигом белого чугуна, в результате которого образуется графит хлопьевидной формы. Металлическая основа такого чугуна: феррит и реже перлит. Ковкий чугун получил свое название из-за повышенной пластичности и вязкости (хотя обработке давлением не подвергается). Ковкий чугун обладает повышенной прочностью при растяжении и высоким сопротивлением удару. Из ковкого чугуна изготовляют детали сложной формы: картеры заднего моста автомобилей, тормозные колодки, тройники, угольники и т. д.

ПРИМЕНЕНИЕ ЧУГУНА Области использования такого материала определяются его высокими эксплуатационными, конструкционными и технологическими характеристиками и в большинстве случаев прекрасным сочетанием данных свойств. Главной отличительной чертой чугуна является его применение в изготовлении как небольших деталей, вес которых составляет несколько сот граммов (к примеру, поршневые кольца), так и довольно крупных деталей, вес которых может достигать до 150 т; как толстостенных (до 10 см), так и тонкостенных (от 3 до 5 мм) деталей. Детали используются не только в литом состоянии, но и после необходимой термической обработки. Все мы прекрасно помним из повседневного быта чугунные ванны, которые отличаются от прочих прекрасными эксплуатационными характеристиками, при этом их вес очень велик. В автомобилестроении же, такой вид чугуна применяют для изготовления блока цилиндров мотора. Ярким примером использования такого вида чугуна, заменившего стальные поковки, считаются коленчатые валы для моторов крупных дизельных тракторов и автомобилей. Такие чугунные детали кроме того что дешевле кованых стальных, еще и превосходят их по качествам эксплуатации.

БЕЛЫЙ ЧУГУН Белый чугун - это чугун, у которого углерод химически соединен с железом. Углерод в белом чугуне находится в виде цементита Fe3C - связанное состояние. Цементит придает излому чугуна блеск, а графит - серый цвет. Поэтому чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии, получил название белого чугуна. Сравнительно мягкий и поддающийся механической обработке. Мягкость придает свободный углерод.

ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН Высокопрочный чугун имеет в своей структуре шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации. Шаровидный графит ослабляет металлическую основу не так сильно как пластинчатый, и не является концентратором напряжений.

ПОЛОВИНЧАТЫЙ ЧУГУН Половинчатый чугун характерен тем, что наряду с карбидной эвтектикой в структуре имеется и графит. Это означает, что количество связанного углерода превосходит его предельную растворимость в аустените в реальных условиях затвердевания. Структура половинчатого чугуна - ледебурит + перлит + графит. В легированных и термически обработанных чугунах можно получить мартенсит, аустенит или игольчатый тростит.

Презентация по дисциплине материаловедение на тему "Стали и чугуны"

Тема занятия
«Стали и чугуны»

Влияние углерода и примесей на свойства стали
Классификация сталей
Маркировка сталей
Классификация чугунов
Маркировка чугунов

Проверка домашнего задания
Повторение пройденного материала: устный ответ по диаграмме железо-углерод.
Министерство образования Нижегородской области
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Уренский индустриально-энергетический техникум»

Министерство образования Нижегородской области
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Уренский индустриально-энергетический техникум»
Сталью называется сплав железа с углеродом, в котором углерода содержится не более 2,14%. Это теоретическое определение. На практике в сталях, как правило, не содержится углерода более 1,5%.

Министерство образования Нижегородской области
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Уренский индустриально-энергетический техникум»
Влияние углерода и примесей на свойства стали
С повышением содержания углерода до 1,2% снижаются пластичность и вязкость стали и повышаются твердость и прочность.
Повышение содержания углерода влияет и на технологические свойства стали.
В стали всегда присутствуют постоянные примеси. Наличие примесей объясняется технологическими особенностями производства стали (марганец, кремний) и невозможностью полного удаления примесей, попавших в сталь из железной руды (сера, фосфор, кислород, водород, азот). Возможны также случайные примеси (хром, никель, медь и др.).

по химическому составу
по содержанию углерода
по назначению
по показателям качества
По химическому составу стали могут быть углеродистыми и легированными.
По содержанию углерода стали делятся на низкоуглеродистые (до 0,25% С), среднеуглеродистые (0,25 — 0,7% С) и высокоуглеродистые (более 0,7% С).
По назначению различают стали конструкционные, а также стали специального назначения с особыми свойствами.

По показателям качества стали классифицируются на обыкновенного качества, качественные, высококачествен-ные и особо высококачественные.
В соответствии с ГОСТом стали обыкновенного качества должны содержать не более 0,045% Р и 0,05% S, качественные — не более 0,035% Р и 0,04% S, высококачественные — не более 0,025% Р и 0,025% S и особовысококачественные — не более 0,025% Р и 0,015% S.
Углеродистые конструкционные стали могут быть только обыкновенного качества и качественными.

Министерство образования Нижегородской области
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Уренский индустриально-энергетический техникум»
Углеродистые стали обыкновенного качества в зависимости от назначения и гарантируемых свойств делятся натри группы: А, Б и В.
Стали группы А маркируютсябуквами Ст и цифрами, обозначающими порядковый номер марки. Выпускается семь марок сталей группы А: Ст0, Ст1, Ст2, Ст6.
Стали группы Б маркируются они так же, как стали группы А, но перед буквами Ст ставится буква Б.
Стали группы В в марках сталей этой группы на первое место ставится буква В. При этом механические свойства соответствуют свойствам аналогичной марки из группы А, а химический состав — составу аналогичной марки из группы Б.
Качественные конструкционные углеродистые стали маркируются цифрами 08, 10, 15, 20, 25, 85, которые обозначают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Чугуны
Чугуном называют сплав железа с углеродом, содержащий от 2,14 до 6,67% углерода. В качестве примесей чугун содержит Si, Mn, S и Р.

Классификация чугунов
В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита.
В сером чугуне большая часть углерода находится в виде графита, включения которого имеют пластинчатую форму.
В высокопрочном чугуне графитные включения имеют шаровидную форму, а в ковком — хлопьевидную.
Министерство образования Нижегородской области
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Уренский индустриально-энергетический техникум»
Белый чугун
Высокопрочный чугун
Ковкий чугун
Серый чугун

Серый чугун
Серый чугун имеет пластинчатые графитные включения.
Получают серый чугун путем первичной кристаллизации из жидкого сплава.
Механические свойства серого чугуна зависят от количества и размера графитных включений.
Серый чугун имеет наиболее низкие характеристики, как прочности, так и пластичности среди всех машиностроительных чугунов.

Высокопрочный чугун
Высокопрочный чугун имеет шаровидные графитные включения.
Получают высокопрочный чугун добавкой в жидкий чугун небольшого количества щелочных или щелочноземельных металлов, которые округляют графитные включения в чугуне.
Высокопрочный чугун имеет более высокие механические свойства, чем серый. При этом он сохраняет хорошие литейные свойства, обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации и т.д.

Ковкий чугун
Ковкий чугун имеет хлопьевидные графитные включения. Его получают из белою чугуна путем графитизирующего отжига, который заключается в длительной (до 2 суток) выдержке при температуре 950-970°С. Если после этого чугун охладить, то получается ковкий перлитный чугун.

Маркировка чугунов
Маркируется серый чугун буквами СЧ и числом, показыва-ющем предел прочности в десятых долях мегапаскаля. Имеются следующие марки серых чугунов: СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, СЧ 45.
Маркируется высокопрочный чугун буквами ВЧ и цифрами, показывающими предел прочности в десятых долях мегапаскаля. Например, чугун ВЧ 60 имеет а = 600 МПа. Существуют следующие марки высокопрочных чугунов: ВЧ 35, ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ-50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ S0, ВЧ 100.
Маркируется ковкий чугун буквами КЧ и двумя числами, показывающими предел прочности в десятых долях мегапаскаля и относительное удлинение в %. Например, чугун КЧ 45-7 имеет σв= 450 МПа и δ = 7%. Ферритные ковкие чугуны (КЧ 33- 8, КЧ 37-12) имеют более высокую пластичность, а перлитные (КЧ 50-4, КЧ 60-3) более высокую прочность.

Расшифровать марку сталей и чугунов. Определить материал.

Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей

Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения

Чугун и сталь

-Весь я сделан из железа,
У меня ни ног, ни рук.
Я по шляпку в доску влезу,
А по мне все стук да стук.
-Сам деревянный,
А голова железная.
-Крутится Матрешка
На железной ножке.
Вострушка – вертушка
Уперлась в винт ногой –
Пусть он крутит головой.
-Железная сестрица
Зубаста и остра:
Ее и клен боится,
И тополь, и сосна.

Что объединяет все эти предметы? О
каком их общем свойстве говорится в
загадках?
(Все они сделаны из железа.)
На самом деле, вещи, которые мы в быту называем
железными, являются стальными или чугунными. Вещество
железо в чистом виде встречается на Земле очень редко.
Обычно это осколки метеоритов, упавших на нашу планету
из космоса. В недрах Земли и на ее поверхности железо
встречается только в соединении с различными примесями.
Горные породы, содержащие много металла, называют
рудами. Почти все руды образовались в раскаленных
недрах нашей планеты. Первое место по добыче и по
значимости принадлежит железной руде.

В гостях у хозяйки Медной горы
Руды металлов
Горные породы, содержащие много металла,
называют рудами.
Горные породы, в которых содержится большое количество
железа - это железные руды.
магнитный железняк
бурый железняк
(выплавляют)
железо
чугун
сталь
красный железняк

Железные руды – плотные, тяжелые, прочные, твердые вещества с
металлическим блеском.
Магнитный железняк имеет дымчато-серую окраску
Красный железняк – темно-красную окраску
Бурый железняк - темно – коричневого цвета
Небольшие кусочки железной руды притягиваются магнитом.

Добыча железной руды
В некоторых местах железная
руда залегает неглубоко, в таких
месторождениях ее добывают
открытым способом. Сначала
пласт взрывают, а в
образовавшемся карьере
огромные экскаваторы черпают
руду и грузят ее в машины или
железнодорожные вагоны,
которые перевозят руду в разные
районы нашей страны

На металлургических заводах
чтобы получить из железной
руды металл,
ее очищают от примесей и
выплавляют
в специальных печах
Доменная печь – огромное
сооружение. Снаружи она защищена
стальным кожухом, а внутри выложена
огнеупорным кирпичом.

Для получения чугуна железная руда
вместе с топливом и флюсом
загружается в засыпное устройство
В шахте железная руда расплавляется
( t= 12990), при этом железо
соединяется с углеродом топлива
(кокса), а пустая порода соединяется с
флюсами (известняком).
В результате горячего дутья в горне
поднимается очень большая
температура до 19000С и образуются
продукты плавки – чугун и шлак.
Шлак – лёгкий материал, остаётся
наверху и выливается в специальные
подвижные устройства. Чугун – как
более тяжёлый материал, опускается
на дно печи и выливается через
специальное отверстие (летку).

Шлак (нем. Schlacke) — расплав (после затвердевания —
стекловидная масса) в металлургических, плавильных
процессах, покрывающий поверхность жидкого металла,
состоит из всплывших продуктов пустой породы с
флюсами. Шлак предохраняет металл от вредного
воздействия газовой среды печи, удаляет примеси.

Шлак применяется для изготовления
стройматериалов (кирпич, черепица), как удобрение.
Также шлаки — твёрдые отходы некоторых
химических производств и спёкшаяся зола от
сжигания твёрдого топлива (например, каменного
угля).

Чугун – сплав железа с углеродом, где углерода от 2
– 6%
Чугун – сплав твердый, но хрупкий. При ударе
чугунный предмет может расколоться.
Из чугуна отливают колеса железнодорожных вагонов. Хотя чугун –
хрупкий материал, колеса делают такими толстыми, что они становятся
достаточно прочными. Из чугуна также делают узорные решетки,
которыми украшают сады, парки и набережные.
Сталь–сплав железа с углеродом, где углерода от 0,2
– 2%
Сталь – очень прочный и твердый, как камень,
материал, но в отличие от чугуна пластичный.
Из стали делают пилы, серпы и косы, а также топоры, лопаты и
грабли. Ведра делают из листовой стали, покрытой слоем цинка
или специальной эмали, чтобы защитить сталь от ржавчины.
Ложки, вилки, ножи обычно делают из нержавеющей стали. Из
стали делают также рельсы, шестерёнки, валы. болты и др.
19

В старину кузнецы железо ковали.
Они разогревали его до
температуры «белого каления».
Металл еще не жидкий, но уже
достаточно мягкий и пластичный.
С помощью кузнечного молота
раскаленный до бела кусок
металла можно расплющить,
изогнуть, растянуть, - придать ему
нужную форму.

С тех пор вошли в нашу речь такие пословицы:
«Довести кого-нибудь до белого каления»,
«Куй железо пока горячо».

Из железной руды в доменных печах получают чугун
Сталь получают из чугуна в сталеплавильных печах:
Конверторных печах
Мартеновских печах
Электрических печах
22

24. Конструкционная сталь

• В конструкционной стали углерода содержится до 0,7%.
• Из конструкционной стали изготавливают листы, ленту,
проволоку, рельсы, шестерни, валы, болты и др.
• Конструкционные обыкновенные стали маркируются так: Ст. 2,
Ст. 3, Ст. 4, Ст. 5, Ст. 6.
• Конструкционной качественные стали имеют марки:
Сталь10, Сталь15, Сталь20, и так далее до Сталь60.
24

25. Инструментальная сталь.

• Инструментальная сталь содержит углерода от 0,7 до 2%.
• Она обладает большой твёрдостью, из неё изготавливают
режущие инструменты.
• Инструментальные стали имеют марки У7,У8,У10,У12,У13.
• Инструментальные высококачественные стали маркируются с
прибавлением символа А (высокое качество): У7А, У8А, У9А,
У10А, У12А, У13А.
25

26. Легированная сталь.

• Легированная сталь – это сталь, в которую входят
специальные (легирующие) добавки, придающие стали
особые свойства.
• Легирующие элементы обозначаются буквами:
Х - хром;
Н – никель
В – вольфрам
М – молибден
Г – марганец
С - кремний
26

Двухзначное число в начале марки указывает
содержание углерода в сотых долях процента.
Если содержание легирующего элемента
превышает 1%, то за его буквенным
обозначением ставится число, указывающее
количество элемента в процентах.
29

Авторские права защищены законом РФ "Об
авторских правах и о смежных правах"
Перепечатка и переиздание в любом виде
разрешены только с согласия автора
В презентации использованы материалы
работы Гребенюк Людмилы Игоревны,
учителя ГОУ Прогимназия №1706
ЮАО г. Москвы

Сплавы железа с углеродом: стали и чугуны

Белый чугун
Серый чугун
Ковкий чугун
Высокопрочный
чугун
В белом чугуне весь углерод находится в связанном
состоянии в виде цементита.
В сером чугуне большая часть углерода находится в виде
графита, включения которого имеют пластинчатую форму.
В высокопрочном чугуне графитные включения имеют
шаровидную форму, а в ковком — хлопьевидную.

4. Серый чугун

Серый чугун имеет пластинчатые графитные включения.
Получают серый чугун путем первичной кристаллизации из
жидкого сплава.
Механические свойства серого чугуна зависят от количества
и размера графитных включений.
Серый чугун имеет наиболее низкие характеристики, как
прочности, так и пластичности среди всех машиностроительных
чугунов.

5. Высокопрочный чугун

Высокопрочный
чугун
имеет
шаровидные
графитные
включения.
Получают высокопрочный чугун добавкой в жидкий чугун
небольшого количества щелочных или щелочноземельных
металлов, которые округляют графитные включения в чугуне.
Высокопрочный чугун имеет более высокие механические
свойства, чем серый. При этом он сохраняет хорошие литейные
свойства, обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации
и т.д.

6. Ковкий чугун

Ковкий чугун имеет хлопьевидные графитные
включения. Его получают из белою чугуна путем
графитизирующего отжига, который заключается в
длительной (до 2 суток) выдержке при температуре 950970°С. Если после этого чугун охладить, то получается
ковкий перлитный чугун.

7. Маркировка чугунов

Маркируется серый чугун буквами СЧ и числом, показывающем
предел прочности в десятых долях МПа. Имеются следующие марки
серых чугунов: СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, СЧ 45.
Маркируется высокопрочный чугун буквами ВЧ и цифрами,
показывающими предел прочности в десятых долях МПа.
Существуют следующие марки высокопрочных чугунов: ВЧ 35, ВЧ
40, ВЧ 45, ВЧ-50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ S0, ВЧ 100.
Маркируется ковкий чугун буквами КЧ и двумя числами,
показывающими предел прочности в десятых долях МПа и
относительное удлинение в %. Ферритные ковкие чугуны (КЧ 33- 8,
КЧ 37-12) имеют более высокую пластичность, а перлитные (КЧ 50-4,
КЧ 60-3) более высокую прочность.

8. Сталь

Сталью называется сплав железа с углеродом, в котором
углерода содержится не более 2,14%. Это теоретическое
определение. На практике в сталях, как правило, не содержится
углерода более 1,5%.

Классификация сталей:
1. По содержанию углерода:
низкоуглеродистые (до 0,25%);
среднеуглеродистые (0,25-0,6%);
высокоуглеродистые (более 0,6%).
2. По содержанию легирующих элементов:
низколегированные (до 2,5%);
среднелегированные (2,5- 10%);
высоколегированные (более 10%).

10. Сталь

Классификация сталей:
3. По назначению:
конструкционные (детали машин, приборов, строительных конструкций);
инструментальные (режущий, мерительный, штамповый инструмент);
специальные (нержавеющие, жаростойкие, жаропрочные, износостойкие).
4. По качеству:
обыкновенного качества;
качественные;
высококачественные (в конце марки «А»);
особо высококачественные (в конце марки «Ш»).
5. По степени раскисления:
спокойные СП (хорошо раскислены);
полуспокойные ПС (раскислены удовлетворительно);
кипящие КП (раскислены слабо).

Презентация по теме Чугун

Серый чугун Серый чугун это сплав железа, кремния (от 1,2- 3,5 %) и углерода, содержащий также постоянные примеси Mn , P, S. В структуре таких чугунов большая часть или весь углерод находится в виде графита пластинчатой формы. Излом такого чугуна из-за наличия графита имеет серый цвет. Применяется серый чугун для изготовления слабонагруженных деталей, работающих в легких условиях. Например, корпуса редукторов, насосов, электродвигателей, различные крышки, отопительные батареи и т.п.

Высокопрочный чугун имеет в своей структуре шаровидный графит, который образуется в процессе кристаллизации. Шаровидный графит ослабляет металлическую основу не так сильно как пластинчатый, и не является концентратором напряжений . В половинчатом чугуне часть углерода (более 0,8 %) содержится в виде цементита. Структурные составляющие такого чугуна — перлит, ледебурит и пластинчатый графит. Высокопрочный чугун, Половинчатый чугун

Чугун широко используется при производстве изделий различного назначения. Главные качества чугуна – дешевизна, хорошие литейные качества, прочность и твёрдость. Чугун используется там, где необходимо получить детали сложной формы и достаточной прочности. Например – станины станков, корпусные детали или художественные чугунные ограды. Всем хорошо известны художественные украшения набережных Санкт-Петербурга, выполненные из чугунного литья. Не менее красиво оформлены ажурные литые ворота Зимнего дворца, а также другие памятники. Область применения чугуна

В автомобильной промышленности из чугуна получают блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания (на современном производстве используют чугун с вермикулярным графитом), а также коленчатые валы дизельных двигателей. Чугун широко используется в сантехническом оборудовании – из чугуна делают ванные, раковины и кухонные мойки, а также отопительные радиаторы, трубы и фитинги. Например, ванные из чугуна очень ценятся знатоками за их надёжность, прочность и неприхотливость в эксплуатации. Такие ванные могут служить десятилетиями, сохраняя первоначальный вид без изменений

Читайте также: