Удельный вес чугуна

Удельный вес чугуна

Удельный вес чугуна и связанная с ней плотность или герметичность (способность выдерживать давление газовой или жидкостной среды являются важными свойствами в некоторых условиях отливок.

а) Удельный вес чугуна  зависит главным образом от его состава и степени графитизации, а также от условий первичной кристаллизации. Почти все элементы встречающиеся в чугуне, в особенности элементы с малым удельным весом.

С повышением степени эвтектичности пористость чугуна уменьшается вследствие лучшего питания межкристаллических пор, однако удельный вес чугуна его при понижается из-за увеличения содержания углерода, кремния, фосфора или укрупнения графита.

Из технологических факторов большое значение имеют условия питания и гидростатический напор, под которым происходит затвердевание металла. Поэтому удельный вес чугуна в верхних частях крупных отливок может быть на 5% меньше, чем в нижних частях, а в центре - на 10% меньше, чем на периферии. С увеличением толщины отливок удельный вес чугуна понижается как вследствие увеличения пористости.

б) Герметичность чугуна. Получение чугуна высокой плотности имеет значение для увеличения герметичности отливок, работающих под давлением. При этом одновременно понижаются также механические свойства чугуна. При одном и том же составе удельный вес чугуна может дать некоторое представление о его плотности или герметичности, но в общем случае (при разном составе) герметичность обусловливается не столько удельным весом чугуна, сколько его пористостью. Она определяется максимально допустимым давлением газов или тонкости для отливок определенной толщины или минимальной толщиной стенок допускающей определенное давление.

Пользуясь последним методом, А. А. Бочвар установил, что герметичность цветных сплавов повышается с уменьшением их интервала кристаллизации. Однако чугун, вследствие процессов графитизации, не следует этому правилу. Наибольшей герметичностью характеризуется чугун с низким содержанием углерода, что объясняется уменьшением количеством графита и размельчением его выделений.

Следует отметить что, несмотря на наличие графита герметичность чугуна достаточно велика. Многие чугунные отливке, с мелким графитом и содержанием фосфора, при отсутствии волосяных трещин, могут хорошо противостоять давлению жидкости до 1000 ат и давлению газов до 700 ат.

При воздействии жидкостей и газов, в особенности при повышенных температурах, следует всегда и меть в виду их химическое взаимодействие с чугуном. Например, водород, реагируя с графитом, приводит к обезуглероживанию.

С + 2Н2 = СН4

В чугуне создаются канальцы, по которым проникает и улетучивается водород. Этот процесс протекает тем быстрее, чем выше температура и чем крупнее выделения графита. Исследования показывают, что потери водорода через стенки отливок увеличиваются с повышением содержания кремния в чугуне.