Чоюнкөмүртектин курамы 2%дан ашкан темир-көмүртек эритмелеринин тобу.Анын пайдалуулугу салыштырмалуу төмөн эрүү температурасына байланыштуу.Эритме түзүүчүлөрү сынганда анын түсүнө таасир этет: ак чоюнда карбиддик аралашмалар бар, алар жаракалар түз өтүүгө мүмкүндүк берет, боз чоюнда өтүп бара жаткан жараканы буруп, сансыз жаңы жаракаларды пайда кылган графит үлүштөрү бар, ийкемдүү чоюнда тоголок болот. графиттик "түйүнчөлөр" жараканын андан ары өнүгүүсүн токтотот.

Көмүртек (С) массасы 1,8ден 4%ке чейин, кремний (Si) 1–3 масса %, ​​чоюндун негизги легирлөөчү элементтери болуп саналат.Төмөн көмүртектүү темир эритмелери болот деп аталат.

Чоюн ийилгич чоюндарды кошпогондо, морт болот.Салыштырмалуу төмөн эрүү температурасы, жакшы суюктугу, куюлуу жөндөмдүүлүгү, мыкты иштетилүүчүлүгү, деформацияга жана эскирүүгө туруктуулугу менен чоюндар кеңири колдонулуучу инженердик материал болуп калды жана түтүктөрдө, машиналарда жана цилиндр сыяктуу автомобиль өнөр жайынын тетиктеринде колдонулат. баштар, цилиндр блоктору жана редуктор корпустары.Ал кычкылдануу менен бузулууга туруктуу.

Чоюндан жасалган эң алгачкы буюмдар биздин заманга чейинки 5-кылымга таандык жана археологдор тарабынан азыркы Кытайдын Цзянсу аймагынан табылган.Чоюн Байыркы Кытайда согуш, айыл чарба жана архитектура үчүн колдонулган.15-кылымдын ичинде, чоюн Бургундияда, Францияда жана Англияда Реформация учурунда замбирек үчүн колдонула баштаган.Замбирек үчүн колдонулган чоюндун көлөмү чоң масштабдагы өндүрүштү талап кылды. Биринчи чоюн көпүрө 1770-жылдары Авраам Дарби III тарабынан курулган жана Шропширдеги (Англия) Темир көпүрө катары белгилүү.Чоюн имараттарды курууда да колдонулган.

Легирленген элементтер

Чоюндун касиеттери ар кандай легирлөөчү элементтерди же эритмелерди кошуу менен өзгөрөт.Көмүртектин жанында кремний эң маанилүү эритме болуп саналат, анткени ал көмүртекти эритмеден чыгарып салат.Кремнийдин аз пайызы көмүртектин темир карбидин түзүүчү эритмеде калышына жана ак чоюнду өндүрүүгө мүмкүндүк берет.Кремнийдин жогорку пайызы көмүртекти эритмеден чыгарып, графитти түзүүгө жана боз чоюнду өндүрүүгө мажбурлайт.Башка эритүүчү агенттер, марганец, хром, молибден, титан жана ванадий кремнийге каршы аракеттенет, көмүртектин кармалышына жана ошол карбиддердин пайда болушуна өбөлгө түзөт.Никель жана жез күчтү жана иштетүү жөндөмдүүлүгүн жогорулатат, бирок пайда болгон графиттин көлөмүн өзгөртпөйт.Графит түрүндөгү көмүртек жумшак темирди пайда кылат, кичирейүүнү азайтат, күчүн азайтат жана тыгыздыгын азайтат.Күкүрт, негизинен булгоочу зат болгон кезде, темир сульфиди пайда кылат, ал графиттин пайда болушуна жол бербейт жана катуулукту жогорулатат.Күкүрттүн көйгөйү - ал эриген чоюнду илешкек кылып, кемчиликтерди пайда кылат.Күкүрттүн таасирине каршы туруу үчүн марганец кошулат, анткени экөө темир сульфидинин ордуна марганец сульфидине айланат.Марганец сульфиди эритмеден жеңил, ошондуктан ал эритмеден чыгып, шлакка сүзүп кетүүгө умтулат.Күкүрттү нейтралдаштыруу үчүн зарыл болгон марганецтин өлчөмү 1,7 × күкүрттүн курамы + 0,3%.Эгерде марганец бул өлчөмдөн көп кошулса, анда марганец карбиди пайда болот, ал катуулукту жана муздаууну жогорулатат, боз темирден башкасы, анда марганецтин 1%ке чейин күчү жана тыгыздыгы жогорулайт.

Никель эң кеңири таралган легирлөөчү элементтердин бири болуп саналат, анткени ал перлит менен графиттин структурасын тактайт, катуулукту жакшыртат жана кесимдик калыңдыктар арасындагы катуулук айырмачылыктарды тегиздейт.Chromium аз өлчөмдө кошулат, эркин графитти азайтуу, муздак өндүрүү жана ал күчтүү карбид стабилизатору болуп саналат;никель көп учурда кошулат.0,5% хромдун ордуна бир аз калай кошсо болот.Жезди 0,5–2,5% га чейин идишке же мешке кошуп, муздаууну азайтуу, графитти тазалоо жана суюктукту жогорулатуу.Молибден 0,3–1% тартибинде муздаткычты күчөтүү жана графит менен перлит структурасын тактоо үчүн кошулат;ал көбүнчө никель, жез жана хром менен бирге кошулуп, жогорку бекем темирлерди пайда кылат.Титан дегазатор жана деоксидант катары кошулат, бирок ал ошондой эле суюктукту жогорулатат.Цементитти турукташтыруу, катуулукту жогорулатуу, эскирүүгө жана ысыкка туруктуулугун жогорулатуу үчүн чоюнга 0,15–0,5% ванадий кошулат.0,1–0,3% цирконий графиттин пайда болушуна, кычкылсызданышына жана суюктукту жогорулатууга жардам берет.

Ийилүүчү темир эритмелеринде висмут 0,002–0,01% шкаласында кошулуп, кремнийдин канчалык көп кошулушун көбөйтүүгө болот.Ак темирде, ийилүүчү темирди өндүрүүгө жардам берүү үчүн бор кошулат;ошондой эле висмуттун кесепеттүү таасирин азайтат.

Боз чоюн

Боз чоюн өзүнүн графиттик микроструктурасы менен мүнөздөлөт, бул материалдын сынган жерлерин боз түскө ээ кылат.Бул эң көп колдонулган чоюн жана салмагына жараша эң көп колдонулган чоюн.Чоюндардын көбүнүн химиялык курамы 2,5–4,0% көмүртектен, 1–3% кремнийден, калган темирден турат.Боз чоюн болотко караганда азыраак чыңалууга жана соккуга туруктуулукка ээ, бирок анын кысуу күчү төмөн жана орто көмүртектүү болот менен салыштырууга болот.Бул механикалык касиеттер микроструктурада бар графит үлүштөрүнүн өлчөмү жана формасы менен башкарылат жана ASTM тарабынан берилген көрсөтмөлөргө ылайык мүнөздөлүшү мүмкүн.

Ак чоюн

Ак чоюнда цементит деп аталган темир карбид чөкмөлөрүнүн болушунан улам ак сынган беттер көрүнөт.Кремнийдин азыраак курамында (графиттөөчү агент) жана муздатуу ылдамдыгы тезирээк болгондуктан, ак чоюндун курамындагы көмүртек эритмеден метастабилдүү фазалык цементит, Fe катары чөктүрөт.₃C, графитке караганда.Эритмеден түшкөн цементит салыштырмалуу чоң бөлүкчөлөрдү түзөт.Темир карбиди чөккөндө, ал баштапкы эритүүдөн көмүртекти алып чыгып, аралашманы эвтектикага жакыныраак жакка жылдырат, ал эми калган фаза төмөнкү темир-көмүртектүү аустенит (муздаганда мартенситке айланышы мүмкүн) болот.Бул эвтектикалык карбиддер жаан-чачындын катуулануусу деп аталган пайданы камсыз кылуу үчүн өтө чоң (айрым болоттордогудай, цементиттин азыраак чөкмөлөрү таза темир феррит матрицасы аркылуу дислокациялардын кыймылына тоскоол болуу менен [пластикалык деформацияны] тоскоол кылышы мүмкүн).Тескерисинче, алар чоюндун катуулугун өздөрүнүн өтө жогорку катуулугунан жана алардын олуттуу көлөмдүк үлүшүнөн улам жогорулатат, мынчалык чоңдуктун катуулугун аралашма эрежеси менен жакындатууга болот.Кандай болгон күндө да алар катуулуктун эсебинен катуулукту сунушташат.Карбид материалдын чоң бөлүгүн түзгөндүктөн, ак чоюнду кермет катары классификациялоого болот.Ак темир көптөгөн структуралык компоненттерде колдонуу үчүн өтө морт, бирок жакшы катуулугу жана абразияга туруктуулугу жана салыштырмалуу арзандыгы менен ал шламды насостордун кийүүчү беттери (дөңгөлөк жана волюта), кабык лайнерлери жана шардагы көтөрүүчү тилкелер сыяктуу колдонмолордо колдонулат. тегирмендер жана автогендик майдалоочу тегирмендер, көмүр майдалагычтардагы шариктер жана шакекчелер жана экскаватордун казуучу чакасынын тиштери (бирок бул колдонуу үчүн куюлган орточо көмүртектүү мартенситтүү болот).

Калың куймаларды бат муздатуу кыйын, эритинди толугу менен ак чоюн сыяктуу катуулашат.Бирок тез муздатуу ак чоюндун кабыгын бекемдөө үчүн колдонулушу мүмкүн, андан кийин калганы боз чоюндун өзөгүн түзүү үчүн жайыраак муздайт.Натыйжада кастинг, а деп аталганмуздатылган куюу, бир аз катуураак ички менен катуу бетинин артыкчылыктары бар.

Жогорку хромдуу ак темир эритмелери массалык куюуларды (мисалы, 10 тонналык дөңгөлөктү) кум менен куюуга мүмкүндүк берет, анткени хром материалдын калыңдыгы боюнча карбиддерди өндүрүү үчүн талап кылынган муздатуу ылдамдыгын азайтат.Chromium ошондой эле таасирдүү абразияга туруктуулугу бар карбиддерди чыгарат.Бул жогорку хром эритмелери хром карбиддердин болушу менен алардын жогорку катуулугун байланыштырат.Бул карбиддердин негизги формасы эвтектикалык же баштапкы М₇C₃карбиддер, мында "M" темирди же хромду билдирет жана эритменин курамына жараша өзгөрүшү мүмкүн.Эвтектикалык карбиддер көңдөй алты бурчтуу таякчалардын боолорунда пайда болуп, алты бурчтуу базалдык тегиздикке перпендикуляр өсөт.Бул карбиддердин катуулугу 1500-1800HV чегинде.

Ийилүүчү чоюн

Ийилүүчү темир ак темирдин куюусу катары башталат, андан кийин бир же эки күн бою болжол менен 950 °C (1,740 °F) температурада иштетилип, андан кийин бир же эки күндүн ичинде муздатылат.Натыйжада темир карбидиндеги көмүртек графитке жана ферритке жана көмүртекке (аустенитке) айланат.Жай процесс беттик чыңалуу графиттин кабыкчага эмес, сфероиддик бөлүкчөлөргө айланышына мүмкүндүк берет.Төмөнкү пропорциядан улам сфероиддер салыштырмалуу кыска жана бири-биринен алыс жана таралуучу жаракага же фононго караганда төмөнкү кесилишине ээ.Алар ошондой эле боз чоюнда табылган стресс концентрациясынын көйгөйлөрүн жеңилдетет, үлүштөрдөн айырмаланып, так чектерге ээ.Жалпысынан, ийкемдүү чоюндун касиеттери жумшак болоттун касиетине көбүрөөк окшош.Ал ак чоюндан жасалгандыктан, ийилүүчү темирге канчалык чоң тетик куюунун чеги бар.

Илимдүү чоюн