Çuqunkarbon tərkibi 2%-dən çox olan dəmir-karbon ərintiləri qrupudur.Onun faydalılığı nisbətən aşağı ərimə temperaturundan irəli gəlir.Yüngül lehimli komponentlər qırılan zaman onun rənginə təsir göstərir: ağ çuqunda çatların düz keçməsinə imkan verən karbid çirkləri, boz çuqunda keçən çatı əyən və material qırılanda saysız-hesabsız yeni çatlar əmələ gətirən qrafit lopaları var, çevik çuqun isə sferik formadadır. çatın daha da irəliləməsinə mane olan qrafit "düyünləri".

Çuqun kütləsi 1,8-4% arasında dəyişən karbon (C) və silisium (Si) çəkisi 1-3%, çuqun əsas ərinti elementləridir.Daha az karbon tərkibli dəmir ərintiləri polad kimi tanınır.

Çevik çuqunlar istisna olmaqla, çuqun kövrək olur.Nisbətən aşağı ərimə nöqtəsi, yaxşı axıcılıq, tökmə qabiliyyəti, əla emal qabiliyyəti, deformasiyaya qarşı müqavimət və aşınma müqaviməti ilə çuqunlar geniş tətbiq sahəsinə malik mühəndislik materialına çevrilmiş və borularda, maşınlarda və silindr kimi avtomobil sənayesində istifadə olunur. başlıqlar, silindr blokları və sürət qutusu qutuları.Oksidləşmə ilə zədələnməyə davamlıdır.

Ən erkən çuqun əşyalar eramızdan əvvəl 5-ci əsrə aiddir və arxeoloqlar tərəfindən indiki Çinin Jiangsu ərazisində aşkar edilmişdir.Çuqun qədim Çində müharibə, kənd təsərrüfatı və memarlıq üçün istifadə olunurdu.15-ci əsrdə çuqun Fransanın Burqundiya şəhərində və İslahat zamanı İngiltərədə top üçün istifadə edildi.Top üçün istifadə edilən çuqun miqdarı böyük miqyaslı istehsal tələb edirdi. İlk çuqun körpü 1770-ci illərdə Abraham Darby III tərəfindən tikilib və İngiltərənin Şropşir şəhərində Dəmir Körpü kimi tanınır.Çuqun həm də binaların tikintisində istifadə olunurdu.

Alaşımlı elementlər

Çuqun xassələri müxtəlif alaşımlı elementlər və ya ərintilər əlavə etməklə dəyişdirilir.Karbonun yanında silikon ən vacib ərintidir, çünki o, karbonu məhluldan çıxarmağa məcbur edir.Silikonun aşağı faizi karbonun dəmir karbidini əmələ gətirən məhlulda qalmasına və ağ çuqun istehsalına imkan verir.Silikonun yüksək faizi karbonu qrafit əmələ gətirən məhluldan çıxarır və boz çuqun istehsal edir.Digər ərintilər, manqan, xrom, molibden, titan və vanadium silisiumun qarşısını alır, karbonun saxlanmasına və bu karbidlərin əmələ gəlməsinə kömək edir.Nikel və mis gücü və emal qabiliyyətini artırır, lakin əmələ gələn qrafitin miqdarını dəyişdirmir.Qrafit şəklində olan karbon daha yumşaq bir dəmir ilə nəticələnir, büzülməni azaldır, gücü azaldır və sıxlığı azaldır.Əsasən çirkləndirici olan kükürd dəmir sulfid əmələ gətirir ki, bu da qrafitin əmələ gəlməsinin qarşısını alır və sərtliyi artırır.Kükürdün problemi odur ki, ərimiş çuqunu viskoz edir, bu da qüsurlara səbəb olur.Kükürdün təsirlərinə qarşı çıxmaq üçün manqan əlavə edilir, çünki ikisi dəmir sulfid əvəzinə manqan sulfidinə çevrilir.Manqan sulfid ərimədən daha yüngüldür, ona görə də ərimədən çıxıb şlakın içinə çıxmağa meyllidir.Kükürdün neytrallaşdırılması üçün lazım olan manqanın miqdarı 1,7 × kükürd tərkibi + 0,3% təşkil edir.Bu miqdardan çox manqan əlavə edilərsə, manqan karbid əmələ gəlir ki, bu da sərtliyi və soyumağı artırır, boz dəmir istisna olmaqla, manqanın 1% -ə qədər gücü və sıxlığı artır.

Nikel ən çox yayılmış ərinti elementlərindən biridir, çünki o, perlit və qrafit strukturunu təmizləyir, möhkəmliyi artırır və kəsik qalınlıqları arasında sərtlik fərqlərini bərabərləşdirir.Sərbəst qrafiti azaltmaq, soyuqluq yaratmaq və güclü karbid stabilizatoru olduğu üçün xrom az miqdarda əlavə edilir;nikel tez-tez birlikdə əlavə olunur.0,5% xrom əvəzedicisi kimi az miqdarda qalay əlavə etmək olar.Mis soyuducunu azaltmaq, qrafiti təmizləmək və axıcılığı artırmaq üçün 0,5-2,5% nisbətində çömçəyə və ya sobaya əlavə edilir.Soyuqluğu artırmaq və qrafit və perlit strukturunu təmizləmək üçün molibden 0,3-1% qaydada əlavə edilir;tez-tez nikel, mis və xrom ilə birlikdə yüksək möhkəmlikli ütülər yaratmaq üçün əlavə olunur.Titan deqazator və deoksidləşdirici kimi əlavə edilir, eyni zamanda axıcılığı artırır.Sementiti sabitləşdirmək, sərtliyi artırmaq, aşınmaya və istilik müqavimətini artırmaq üçün çuquna 0,15-0,5% vanadium əlavə edilir.0,1-0,3% sirkonium qrafit əmələ gətirməyə, deoksidləşməyə və axıcılığı artırmağa kömək edir.

Dəmir əriyən ərintilərə nə qədər silikonun əlavə oluna biləcəyini artırmaq üçün vismut 0,002-0,01% miqyasında əlavə edilir.Ağ dəmirdə, elastik dəmir istehsalına kömək etmək üçün bor əlavə edilir;vismutun qabalaşdırıcı təsirini də azaldır.

Boz çuqun

Boz çuqun, materialın qırıqlarının boz bir görünüşə sahib olmasına səbəb olan qrafit mikro strukturu ilə xarakterizə olunur.Ən çox istifadə edilən çuqun və çəki əsasında ən çox istifadə edilən tökmə materialdır.Əksər çuqunların kimyəvi tərkibi 2,5-4,0% karbon, 1-3% silikon və qalan dəmirdən ibarətdir.Boz çuqun poladdan daha az dartılma və zərbə müqavimətinə malikdir, lakin onun sıxılma gücü aşağı və orta karbonlu poladla müqayisə edilə bilər.Bu mexaniki xüsusiyyətlər mikrostrukturda mövcud olan qrafit lopalarının ölçüsü və forması ilə idarə olunur və ASTM tərəfindən verilən təlimatlara uyğun olaraq xarakterizə edilə bilər.

Ağ çuqun

Ağ çuqun sementit adlanan dəmir karbid çöküntüsünün olması səbəbindən ağ qırıq səthləri göstərir.Daha az silikon tərkibli (qrafitləşdirici maddə) və daha sürətli soyutma sürəti ilə ağ çuqundakı karbon metastabil fazalı sementit Fe kimi ərimədən çökür.₃C, qrafitdən daha çox.Ərintidən çökən sementit nisbətən iri hissəciklər şəklində əmələ gəlir.Dəmir karbid çökdükcə, ilkin ərimədən karbonu çıxarır, qarışığı evtektikaya daha yaxın olana doğru hərəkət etdirir və qalan faza aşağı dəmir-karbon austenitdir (soyutma zamanı martenzitə çevrilə bilər).Bu evtektik karbidlər yağışın sərtləşməsi adlanan faydanı təmin etmək üçün çox böyükdür (bəzi poladlarda olduğu kimi, burada daha kiçik sementit çöküntüləri təmiz dəmir ferrit matrisi vasitəsilə dislokasiyaların hərəkətinə mane olaraq [plastik deformasiyaya] mane ola bilər).Əksinə, onlar çuqunun kütləvi sərtliyini sadəcə olaraq özlərinin çox yüksək sərtliyi və əhəmiyyətli həcmli hissəsi sayəsində artırırlar ki, kütlə sərtliyi qarışıqlar qaydası ilə təqribi hesab oluna bilsin.Hər halda, sərtlik hesabına sərtlik təklif edirlər.Karbid materialın böyük bir hissəsini təşkil etdiyinə görə ağ çuqun əsaslı şəkildə keramet kimi təsnif edilə bilər.Ağ dəmir bir çox konstruktiv komponentlərdə istifadə üçün çox kövrəkdir, lakin yaxşı sərtlik və aşınma müqaviməti və nisbətən aşağı qiymətə malik olmaqla, məhlul nasoslarının aşınma səthləri (iş çarxı və volüt), qabıq örtükləri və topdakı qaldırıcı çubuqlar kimi tətbiqlərdə istifadə olunur. dəyirmanlar və avtogen dəyirmanlar, kömür pulverizatorlarında toplar və üzüklər və ekskavatorun qazma vedrəsinin dişləri (baxmayaraq ki, tökmə orta karbonlu martenzitik polad bu tətbiq üçün daha çox yayılmışdır).

Qalın tökmələri kifayət qədər tez soyutmaq çətindir ki, ərintiləri ağ çuqun kimi bərkitsin.Bununla belə, sürətli soyutma ağ çuqun qabığını bərkitmək üçün istifadə edilə bilər, bundan sonra qalan hissəsi boz çuqun nüvəsini yaratmaq üçün daha yavaş soyuyur.Nəticədə tökmə, adlanırsoyudulmuş tökmə, bir qədər sərt daxili ilə sərt səthin üstünlüklərinə malikdir.

Yüksək xromlu ağ dəmir ərintiləri kütləvi tökmələrin (məsələn, 10 tonluq çarxın) qumla tökülməsinə imkan verir, çünki xrom daha böyük material qalınlığı vasitəsilə karbidlərin istehsalı üçün tələb olunan soyutma sürətini azaldır.Xrom həmçinin təsirli aşınma müqavimətinə malik karbidlər istehsal edir.Bu yüksək xrom ərintiləri öz üstün sərtliyini xrom karbidlərinin olması ilə əlaqələndirirlər.Bu karbidlərin əsas forması evtektik və ya ilkin M₇C₃karbidlər, burada "M" dəmir və ya xromu təmsil edir və ərintinin tərkibindən asılı olaraq dəyişə bilər.Evtektik karbidlər içi boş altıbucaqlı çubuqların dəstələri şəklində əmələ gəlir və altıbucaqlı bazal müstəviyə perpendikulyar böyüyürlər.Bu karbidlərin sərtliyi 1500-1800HV aralığındadır.

Dəyişən çuqun

Dəyişən dəmir ağ dəmir tökmə kimi başlayır, sonra bir və ya iki gün təxminən 950 °C (1,740 °F) temperaturda müalicə olunur və sonra bir və ya iki gün ərzində soyudulur.Nəticədə, dəmir karbiddəki karbon qrafit və ferrit üstəgəl karbona (austenit) çevrilir.Yavaş proses səthi gərginliyin qrafiti lopalara deyil, sferoid hissəciklərə çevirməsinə imkan verir.Aşağı aspekt nisbətinə görə, sferoidlər nisbətən qısa və bir-birindən uzaqdır və yayılan çat və ya fonona nisbətən daha aşağı kəsiyi var.Boz çuqunda olan stress konsentrasiyası problemlərini yüngülləşdirən lopalardan fərqli olaraq, onlar da kəskin sərhədlərə malikdirlər.Ümumiyyətlə, çevik çuqun xüsusiyyətləri daha çox yumşaq poladın xüsusiyyətlərinə bənzəyir.Ağ çuqundan hazırlandığından, süni dəmirə nə qədər böyük bir hissənin tökülə biləcəyinə dair bir məhdudiyyət var.

Çevik çuqun