От англ. converter, от лат. converto - изменяю, превращаю.

Аппарат для получения стали из расплавленного чугуна продувкой его воздухом или кислородом, а также для получения черновой меди или файнштейна продувкой воздуха через штейны.

В чёрной металлургии различают К. с продувкой чугуна воздухом снизу и кислородом сверху (см. Кислородно-конвертерный процесс). Общий вид К. для продувки чугуна снизу дан на. Корпус - стальной кожух, футерован огнеупорным кирпичом - кислым (динасовым) в бессемеровском К. и основным (доломитовым) в томасовском К. Футерованное днище снабжено соплами для подачи воздуха. Сопла либо непосредственно пронизывают днище, либо выполнены в отдельных огнеупорных (шамотных) кирпичах - фурмах. Воздух через пустотелую цапфу и патрубок подаётся в воздушную коробку, из которой поступает снизу в чугун и продувает его. Давление дутья значительно больше ферростатического давления чугуна, вследствие чего чугун во время продувки не заливает сопла. Корпус не симметричен относительно вертикальной оси, он имеет выгиб, называемый спиной К. Это сделано для увеличения емкости К. при горизонтальном его положении. Через верхнее отверстие, называемое горловиной, заливают чугун, выливают сталь и шлак; через него выходят конвертерные газы при продувке. Поворот К. осуществляется зубчатой рейкой со штоком, приводящимся в движение поршнем гидравлического цилиндра или через редуктор электродвигателем. Положение К. при заливке чугуна горизонтальное, во время продувки - вертикальное.

В малом бессемеровском К. дно глухое, а сопла вставлены горизонтально в заднюю стенку так, что воздушное или комбинированное (воздух с кислородом) дутьё направляется па поверхность чугуна.

В отличие от бессемеровских и томасовских, К. для продувки чугуна кислородом сверху имеют глухое днище без фурм и воздушной коробки и снабжены шлемом. Днище иногда выполняется съёмным для удобства ремонта. Ёмкость К. 100-350 m. Корпус К. обычно цилиндрический, днище имеет полусферическую чашеобразную форму; шлему придается форма усеченного конуса с меньшим основанием вверху. Верхнее отверстие шлема (горловина) служит для заливки чугуна, загрузки лома, извести и других материалов, а так же для выхода газов во время продувки. Для отделения металла от шлака при сливе в ковш К. снабжают леткой. Кожух К. сваривают из толстых стальных листов и футеруют смолодоломитовым кирпичом, толщина футеровки 700-900 мм. Перед вводом К. в работу футеровку обжигают. Обычно футеровка выдерживает 450-600 плавок. Механизм поворота К. состоит из системы передач (редукторов), связывающих цапфу с приводом. Частота вращения может меняться от 0,01 до 2,0 об/мин.

Водоохлаждаемая фурма для подачи кислорода в К. изготавливается обычно из трёх стальных труб, вставленных одна в другую. Нижняя часть фурмы заканчивается наконечником (соплом) из красной меди, через который кислород поступает в К. Во время продувки в К. образуется значительное количество отходящих газов. Для использования тепла отходящих газов и очистки этих газов за каждым К. устанавливают котел-утилизатор и установку для очистки газов. Управление конверторным процессом осуществляется с помощью счётно-решающих машин, в которые вводится информация о показателях процесса (состав и количество чугуна, лома, извести, отходящих газов, температура пламени и др.). Полученная после продувки жидкая сталь выпускается из К. в сталеразливочный ковш, установленный на электрифицированной дистанционно управляемой самоходной тележке и передаётся в разливочное отделение.

В цветной металлургии применяют К. главным образом цилиндрической формы. Диаметр такого К. 3-4 м, длина 6-9 м, ёмкость 40-100 т. Стальной корпус К. футеруют магнезитовым кирпичом и покрывают слоем магнезита. Заливка штейна, загрузка флюсов, оборотных материалов, концентрата, а также слив шлака и жидкого металла производится через горловину К. Мелкий материал может загружаться через отверстие в торцевой стенке с помощью пневматической пушки. Фурмы для подачи воздуха расположены снизу К. К. имеет поворотный механизм для выпуска жидких продуктов (см. рис. 1)

Рис. 1 Бессемеровский конвертер: 1 - корпус; 2 - пустотелая цапфа; 3 - патрубок; 4 - воздушная коробка; 5 - редуктор; 6 - днище; 7 - фурмы; 8 - горловина

Лит.: Марцинковский Д. Б., Погребинский В. А., Конвертерные цехи большой производительности, М., 1961; Афанасьев С. Г., Краткий справочник конверторщика, М., 1967; Майоров А. И., Кислородные конвертеры большой ёмкости в СССР и за рубежом, М., 1968.

С. Г. Афанасьев

Окислительный пирометаллургический процесс переработки жидких штейнов медного, никелевого и свинцового производств с целью получения чернового металла или сульфида цветного металла. К. осуществляется в конвертере путём продувки расплавленного штейна воздухом или техническим кислородом. При прохождении струи воздуха через расплав в первую очередь окисляются сульфиды тех металлов, у которых сродство к кислороду больше, чем к сере. В штейнах цветной металлургии таким металлом является железо. Образующиеся жидкие окислы железа шлакуются кремнезёмом, добавляемым в конвертер в качестве флюса.

Содержание SiO₂ в шлаке 21-30%, остальное - окислы железа. Конвертерный шлак, имеющий меньшую плотность, чем штейн, всплывает и периодически удаляется из конвертера.

В медной промышленности процесс К. принято делить на два периода. Первый период заканчивается удалением из штейна всего железа. Оставшийся сульфид меди (белый матт) окисляется во втором периоде кислородом воздуха по реакции: Cu₂S + O₂ = 2Cu + SO₂. Конечным продуктом К. медных штейнов является черновая медь.

В свинцовой промышленности К. подвергаются медно-свинцовые штейны, содержащие до 30% Cu, 10-20% Pb, 5-15% Zn, 20-40% Fe и 18-22% S. В первом периоде продувки одновременно с сульфидом железа частично окисляются сульфиды цинка и свинца. Окислы этих металлов при взаимодействии с кремнеземом образуют шлак. Часть цинка и свинца переходит в паровую фазу и улавливается в пылеулавливающих устройствах в виде конвертерной пыли. При переработке медно-свинцовых штейнов получаемая во втором периоде черновая медь отличается повышенным содержанием свинца (до 4%).

В никелевом производстве получение чернового металла из никелевых штейнов затруднено. Это связано с тем, что после удаления всего сернистого железа в первом периоде протекание реакции Ni₃S₂ + 2O₂=3Ni + 2SO₂ возможно лишь при температурах выше 1500 °С. температура же в обычных горизонтальных конвертерах не превышает 1400 °С. Поэтому процесс К. никелевых штейнов заканчивается на первом периоде получением так называемого файнштейна (Ni 77- 79%, S 23-21%), при продувке которого техническим кислородом можно получить никель. Вертикальные конвертеры для получения чернового никеля из файнштейна по конструкции напоминают конвертеры чёрной металлургии, кислород подаётся сверху через фурму.

Конвертерный процесс автогенен. Выделяющегося при окислении сульфидов тепла достаточно не только для поддержания штейна в конвертере в жидком состоянии, но и для расплавления добавляемых в расплав холодных присадок, содержащих цветные металлы. На некоторых заводах в конвертеры грузят рудный концентрат, подвергнутый предварительно окатыванию и сушке. Газы, образующиеся при К., содержат в среднем 3-4% SO₂ и частично используются в сернокислотном производстве. Конвертерные шлаки, содержащие до 3% цветных металлов, являются оборотным продуктом и возвращаются в плавильные агрегаты. Конвертерную пыль, содержащую до 20-30% цветных металлов, обычно возвращают в конвертеры.

Лит.: Металлургия меди, никеля и кобальта, ч. 1-2, М., 1964-66; Шалыгин Л. М., Конвертерный передел в цветной металлургии, М., 1965.

В. Я. Зайцев

Способ сварки, при котором для нагрева соединяемых изделий используют кратковременный мощный импульс тока, получаемый от батарей статических конденсаторов. Известно несколько разновидностей К.с.: сопротивлением (точечная, шовная, стыковая), ударная (стыковая) и др. К.с. особенно эффективна при соединении мелких деталей и металлических листов небольшой толщины, например при изготовлении деталей для электронных ламп, малогабаритных приборов и аппаратов, металлических игрушек, предметов галантереи и пр.

От латинского condense - сгущаю, уплотняю.

Короткофокусная линза или система линз (см. рисунки), используемая в оптическом приборе для освещения рассматриваемого или проецируемого предмета. К. собирает и направляет на предмет лучи от источника света, в том числе и такие, которые в его отсутствие проходят мимо предмета; в результате такого «сгущения» светового потока резко возрастает освещённость предмета. К. применяются в микроскопах, в пектральных приборах, в проекционных аппаратах различных типов (например, диаскопах, эпидиаскопах, фотографических увеличителях и т. д.). Конструкция К. тем сложнее, чем больше его апертура. При числовых апертурах до 0,1 применяют простые линзы; при апертурах 0,2-0,3- двухлинзовые К., выше 0,3-трёхлинзовые. Наиболее распространён К. из двух одинаковых плосковыпуклых линз, которые обращены друг к другу сферическими поверхностями для уменьшения сферической аберрации. Иногда поверхности линз К. имеют более сложную форму - параболоидальную, эллипсоидальную и т. д. Разрешающая способность микроскопа повышается с увеличением апертуры его К., поэтому К. микроскопов - обычно сложные двух или трёхлинзовые системы. В микроскопах и кинопроекционных аппаратах широко применяют также зеркальные и зеркально-линзовые К., апертура которых может быть очень велика - угол 2u раствора собираемого пучка лучей достигает 240°. Часто наличие в К. нескольких линз вызвано не только стремлением увеличить его апертуру, но и необходимостью однородного освещения предмета при неоднородной структуре источника света.

Рис. 1 Схема проекционного аппарата с конденсором: S - источник света; aabb - кoнденсор; АВ - проецируемый предмет; pq - проекционный объекив; MN - экран. Угол aSa раствора лучей, собираемых конденсором, значительно больше угла раствора лучей, попадающих на предмет в отсутствие конденсора (пунктирные линии)

Рис. 2 Схема зеркально-линзового конденсора, применяемого при кинопроекции: S - источник света (электрическая дуга); Z - параболическое зеркало; L - линзы; К - кадровое окно

Рис. 3 Схема тройного конденсора, применяемого в спектральных приборах: линза L1 создаёт изображение S' неоднородного источника света S (например, электрической дуги). Диафрагма D «вырезает» из S' однородно освещенную часть, вторичное изображение которой S" проектируется линзой L3 в плоскости объектива О спектрографа

Лит.: Тудоровский А. И., Теория оптических приборов, 2 изд., ч. 2, М.- Л., 1952.

Позднелатинское conductor, буквально- сопровождающий, от латинского conduco - собираю, перевожу.

В машиностроении, одна из разновидностей станочных приспособлений, применяемая при обработке отверстий на сверлильном станке. Деталь располагается в К. или под К. Направляющие втулки К. определяют положение режущего инструмента относительно корпуса К. и, следовательно, относительно обрабатываемой детали. Положение оси отверстия каждой втулки отвечает положению оси отверстия в детали, а диаметр отверстия втулки соответствует диаметру инструмента. Использование К. исключает операцию разметки и позволяет вести обработку одновременно двух и более отверстий, повышает производительность труда. Конструкция К. зависит от размеров, числа отверстий, их расположения, формы и назначения детали. С целью снижения стоимости изготовления К. проводится широкая нормализация деталей и основных узлов К.

Рис. 1 Кондуктор для сверления отверстий в двух фланцах небольшой детали: 1 - откидной болт; 2 - гайка; 3 - закрепительная гайка: 4 и 9 - направляющие втулки; 5 - откидная крышка; 6 - шарнир; 7 - ножка; 8 - корпус; 10 - установочный палец

От лат. conservatio - сохранение

Комплекс мероприятий, обеспечивающих временную противокоррозионную защиту на период изготовления, хранения и транспортирования металлов и изделий, с использованием консервационных масел и смазок.

От лат. constans, родительный падеж constantis - постоянный, неизменный.

Медно-никелевый сплав, характеризующийся слабой зависимостью электрического сопротивления от температуры. Выпускаемый в СССР К. содержит 39-41% никеля, 1-2% марганца, остальное - медь. Удельное электрическое сопротивление К. при 20°С»0,48 мкомЧм, температурный коэффициент электрического сопротивления после специальной термической обработки (стабилизирующий отжиг) составляет около 2Ч10^-6 1/К. температура плавления 1260°С. К. применяется в электротехнике для изготовления реостатов, элементов измерительных приборов и др. Недостаток К.- большая термоэлектродвижущая сила (около 39 мкв/К) в контакте с медью. Поэтому К. редко используется в приборах высокого класса точности - случайный нагрев клемм контакта приводит к появлению в электрической цепи тока, искажающего показания прибора. Обычно в наиболее ответственных случаях применяется манганин. С медью или железом К. образует термопару, пригодную для измерения температур до 500 °С.

Л. Л. Жуков

Материалы, из которых изготовляются детали конструкций (машин и сооружений), воспринимающих силовую нагрузку. Определяющими параметрами К.м. являются механические свойства, что отличает их от других технических материалов (оптических, изоляционных, смазочных, лакокрасочных, декоративных, абразивных и др.). К основным критериям качества К. м. относятся параметры сопротивления внешним нагрузкам: прочность, вязкость, надежность, ресурс и др. Длительный период в своём развитии человеческое общество использовало для своих нужд (орудия труда и охоты, утварь, украшения и др.) ограниченный круг материалов: дерево, камень, волокна растительного и животного происхождения, обожжённую глину, стекло, бронзу, железо. Промышленный переворот 18 в. и дальнейшее развитие техники, особенно создание паровых машин и появление в конце 19 в. двигателей внутреннего сгорания, электрических машин и автомобилей, усложнили и дифференцировали требования к материалам их деталей, которые стали работать при сложных знакопеременных нагрузках, повышенных температурах и др. Основой К.м. стали металлические сплавы на основе железа чугуны и стали), меди (бронзы и латуни), свинца и олова.

При конструировании самолётов, когда главным требованием, предъявляемым к К.м., стала высокая удельная прочность, широкое распространение получили древесные пластики (фанера), малолегированные стали, алюминиевые и магниевые сплавы. Дальнейшее развитие авиационной техники потребовало создания новых жаропрочных сплавов на никелевой и кобальтовой основах, сталей, титановых, алюминиевых, магниевых сплавов, пригодных для длительной работы при высоких температурах. Совершенствование техники на каждом этапе развития предъявляло новые, непрерывно усложнявшиеся требования к К.м. (температурная стойкость, износостойкость, электрическая проводимость и др.). Например, судостроению необходимы стали и сплавы с хорошей свариваемостью и высокой коррозионной стойкостью, а химическому машиностроению - с высокой и длительной стойкостью в агрессивных средах. Развитие атомной энергетики связано с применением К.м., обладающих не только достаточной прочностью и высокой коррозионной стойкостью в различных теплоносителях, но и удовлетворяющих новому требованию - малому поперечному сечению захвата нейтронов.

К.м. подразделяются: по природе материалов - на металлические, неметаллические и композиционные материалы, сочетающие положительные свойства тех и др. материалов; по технологическому исполнению - на деформированные (прокат, поковки, штамповки, прессованные профили и др.), литые, спекаемые, формуемые, склеиваемые, свариваемые (плавлением, взрывом, диффузионным сращиванием и т.п.); по условиям работы - на работающие при низких температурах, жаропрочные, коррозионно-, окалино-, износо-, топливо-, маслостойкие и т.д.; по критериям прочности - на материалы малой и средней прочности с большим запасом пластичности, высокопрочные с умеренным запасом пластичности.

Отдельные классы К.м., в свою очередь, делятся на многочисленные группы. Например, металлические сплавы различают: по системам сплавов - алюминиевые, магниевые, титановые, медные, никелевые, молибденовые, ниобиевые, бериллиевые, вольфрамовые, на железной основе и др.; по типам упрочнения - закаливаемые, улучшаемые, стареющие, цементируемые, цианируемые, азотируемые и др.; по структурному составу - стали аустенитные и ферритные, латуни и т.д.

Неметаллические К.м. подразделяют по изомерному составу, технологическому исполнению (прессованные, тканые, намотанные, формованные и пр.), по типам наполнителей (армирующих элементов) и по характеру их размещения и ориентации. Некоторые К. м., например сталь и алюминиевые сплавы, используются как строительные материалы и, наоборот, в ряде случаев строительные материалы, например железобетон, применяются в конструкциях машиностроения.

Технико-экономические параметры К.м. включают: технологические параметры - обрабатываемость металлов давлением, резанием, литейные свойства (жидкотекучесть, склонность к образованию горячих трещин при литье), свариваемость, паяемость, скорость отверждения и текучесть полимерных материалов при нормальных и повышенных температурах и др.; показатели экономической эффективности (стоимость, трудоёмкость, дефицитность, коэффициент использования металла и т.п.).

К металлическим К.м. относится большинство выпускаемых промышленностью марок стали. Исключение составляют стали, не используемые в силовых элементах конструкций: инструментальные стали, для нагревательных элементов, для присадочной проволоки (при сварке) и некоторые другие с особыми физическими и технологическими свойствами. Стали составляют основной объём К.м., используемых техникой. Они отличаются широким диапазоном прочности - от 200 до 3000 Мн/м² (20-300 кгс/мм²), пластичность сталей достигает 80%, вязкость - 3 МДж/м². Конструкционные (в т. ч. нержавеющие) стали выплавляются в конверторах, мартеновских и электрических печах. Для дополнительной рафинировки применяются продувка аргоном и обработка синтетическим шлаком в ковше. Стали ответственного назначения, от которых требуется высокая надёжность, изготовляются вакуумно-дуговым, вакуумно-индукционным и электрошлаковым переплавом, вакуумированием, а в особых случаях - улучшением кристаллизации (на установках непрерывной или полунепрерывной разливки) вытягиванием из расплава.

Чугуны широко применяются в машиностроении для изготовления станин, коленчатых валов, зубчатых колёс, цилиндров двигателей внутреннего сгорания, деталей, работающих при температуре до 1200 °С в окислительных средах, и др. Прочность чугунов в зависимости от легирования колеблется от 110 Мн/м² (чугаль) до 1350 Мн/м² (легированный магниевый чугун).

Никелевые сплавы и кобальтовые сплавы сохраняют прочность до 1000-1100 °С. Выплавляются в вакуумно-индукционных и вакуумно-дуговых, а также в плазменных и электроннолучевых печах. Применяются в авиационных и ракетных двигателях, паровых турбинах, аппаратах, работающих в агрессивных средах, и др. Прочность алюминиевых сплавов составляет: деформируемых до 750 Мн/м², литейных до 550 Мн/м², по удельной жёсткости они значительно превосходят стали. Служат для изготовления корпусов самолётов, вертолётов, ракет, судов различного назначения и др. Магниевые сплавы отличаются высоким удельным объёмом (в 4 раза выше, чем у стали), имеют прочность до 400 Мн/м² и выше; применяются преимущественно в виде литья в конструкциях летательных аппаратов, в автомобилестроении, в текстильной и полиграфической промышленности и др. Титановые сплавы начинают успешно конкурировать в ряде отраслей техники со сталями и алюминиевыми сплавами, превосходя их по удельной прочности, коррозионной стойкости и по жёсткости. Сплавы имеют прочность до 1600 Мн/м² и более. Применяются для изготовления компрессоров авиационных двигателей, аппаратов химической и нефтеперерабатывающей промышленности, медицинских инструментов и др.

К К.м. относятся также сплавы на основе меди, цинка, молибдена, циркония, хрома, бериллия, которые нашли применение в различных отраслях техники (см. Бериллиевые сплавы, Медноникелевые сплавы, Молибденовые сплавы).

Неметаллические К.м. включают пластики, термопластичные полимерные материалы (см. Полимеры), керамику, огнеупоры, стекла, резины, древесину. Пластики на основе термореактивных, эпоксидных, фенольных, кремнийорганических термопластичных смол и фторопластов, армированные (упрочнённые) стеклянными, кварцевыми, асбестовыми и др. волокнами, тканями и лентами, применяются в конструкциях самолётов, ракет, в энергетическом, транспортном машиностроении и др. Термопластичные полимерные материалы - полистирол, полиметилметакрилат, полиамиды, фторопласты, а также реактопласты используют в деталях электро- и радиооборудования, узлах трения, работающих в различных средах, в том числе химически активных: топливах, маслах и т.п.

Стекла (силикатные, кварцевые, органические), триплексы на их основе служат для остекления судов, самолётов, ракет; из керамических материалов изготовляют детали, работающие при высоких температурах. Резины на основе различных каучуков, упрочнённые кордными тканями, применяются для производства покрышек или монолитных колёс самолётов и автомобилей, а также различных подвижных и неподвижных уплотнений.

Развитие техники предъявляет новые, более высокие требования к существующим К.м., стимулирует создание новых материалов. С целью уменьшения массы конструкций летательных аппаратов используются, например, многослойные конструкции, сочетающие в себе лёгкость, жёсткость и прочность. Внешнее армирование металлических замкнутых объёмов (шары, баллоны, цилиндры) стеклопластиком позволяет значительно снизить их массу в сравнении с металлическими конструкциями. Для многих областей техники необходимы К.м., сочетающие конструкционную прочность с высокими электрическими, теплозащитными, оптическими и другими свойствами.

Т. к. в составе К.м. нашли своё применение почти все элементы таблицы Менделеева, а эффективность ставших уже классическими для металлических сплавов методов упрочнения путём сочетания специально подобранного легирования, высококачественной плавки и надлежащей термической обработки снижается, перспективы повышения свойств К.м. связаны с синтезированием материалов из элементов, имеющих предельные значения свойств, например предельно прочных, предельно тугоплавких, термостабильных и т.п. Такие материалы составляют новый класс композиционных К.м. В них используются высокопрочные элементы (волокна, нити, проволока, нитевидные кристаллы, гранулы, дисперсные высокотвёрдые и тугоплавкие соединения, составляющие армировку или наполнитель), связуемые матрицей из пластичного и прочного материала (металлических сплавов или неметаллических, преимущественно полимерных, материалов). Композиционные К. м. по удельной прочности и удельному модулю упругости могут на 50-100% превосходить стали или алюминиевые сплавы и обеспечивают экономию массы конструкций на 20-50%.

Наряду с созданием композиционных К.м., имеющих ориентированную (ортотропную) структуру, перспективным путём повышения качества К.м. является регламентация структуры традиционных К.м. Так, путём направленной кристаллизации сталей и сплавов получают литые детали, например лопатки газовых турбин, состоящие из кристаллов, ориентированных относительно основных напряжений таким образом, что границы зёрен (слабые места у жаропрочных сплавов) оказываются ненагруженными. Направленная кристаллизация позволяет увеличить в несколько раз пластичность и долговечность. Ещё более прогрессивным методом создания ортотропных К.м. является получение монокристальных деталей с определённой кристаллографической ориентацией относительно действующих напряжений. Весьма эффективно используются методы ориентации в неметаллических К.м. Так, ориентация линейных макромолекул полимерных материалов (ориентация стекол из полиметилметакрилата) значительно повышает их прочность, вязкость и долговечность.

При синтезировании композиционных К.м., создании сплавов и материалов с ориентированной структурой используются достижения материаловедения.

Лит.: Киселев Б. А., Стеклопластики, М., 1961; Конструкционные материалы, т. 1- 3, М., 1963-65; Тугоплавкие материалы в машиностроении. Справочник, под ред. А. Т. Туманова и К. И. Портного, М., 1967; Конструкционные свойства пластмасс, пер. с англ., М., 1967; Резина - конструкционный материал современного машиностроения. Сб. ст., М., 1967; Материалы в машиностроении. Выбор и применение. Справочник, под ред. И. В. Кудрявцева, т. 1-5, М., 1967-69; Химушин Ф. Ф., Жаропрочные стали и сплавы, 2 изд., М., 1969; Современные композиционные материалы, пер. с англ., М., 1970; Алюминиевые сплавы. Сб. ст., т. 1-6, М., 1963-69.

А. Т. Туманов, Н. С. Скляров

Чугуны, полученные из белого чугуна в результате графитизации цементита. В зависимости от формы графитных включений различают следующие виды К.ч.: серый чугун (пластинчатый графит), ковкий чугун (хлопьевидный графит) и высокопрочный чугун (шаровидный графит).

Графит обеспечивает пониженную твердость, хорошую обрабатываемость резанием, а также высокие антифрикционные свойства вследствие низкого коэффициента трения. Вместе с тем включения графита снижают прочность и пластичность, так как нарушают сплошность металлической матрицы сплава. Сочетание структуры матрицы и формы графитных включений определяют свойства К. ч. (см. табл. 1).

Таблица 1

Механические свойства чугунов

Марка чугуна	σ В	σ 0,2	НВ	δ, %	Структура матрицы
	кгс/мм2
Серые чугуны (ГОСТ 1412)
СЧ 10	10	-	140-190	-	Ф
СЧ 15	15	-	163-210	-
СЧ 25	25	-	180-245	-	Ф+П
СЧ 35	35	-	220-275	-	П
Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293)
ВЧ 35	35	22	140-170	22	Ф
ВЧ 45	45	31	140-225	10	Ф+П
ВЧ 60	60	37	192-227	3
ВЧ 80	80	49	248-351	2	П
ВЧ 100	100	70	270-360	2
Ковкие чугуны (ГОСТ 1215)
КЧ 30-6	30	-	100-163	6	Ф+10%П
КЧ 35-8	35	-	100-163	8
КЧ 37-12	37	-	110-163	12
КЧ 45-7	45	-	150-207	7
КЧ 60-3	60	-	200-269	3	П+20%Ф
КЧ 80-1,5	80	-	270-320	1,5

Серыми К. ч. называются чугуны с пластинчатой формой графита (рис.1,4). Серые чугуны – сплавы сложного состава: 2,2-3,7% С; 1-3% Si; 0,2-1,1% Mn; 0,02-0,3% Р; 0,02-0,15% S. В небольших количествах в них могут содержаться Cr, Ni, Cu, которые попадают из руды.

Рис. 1 Серый чугун: разветвленные пластины графита (тёмные) и зёрна феррита

Углерод оказывает определяющее влияние на качество чугунов, изменяя количество графита и литейные свойства. Чем выше концентрация углерода, тем больше выделений графита и ниже механические свойства чугуна.

Кремний обладает сильным графитизирующим действием, способствует выделению графита в процессе затвердевания чугунов и разложению выделившегося цементита. Марганец затрудняет графитизацию чугунов, несколько улучшает их механические свойства, особенно в тонкостенных отливках.

В силу наличия концентраторов напряжений в структуре серого чугуна в виде пластинок графита статическая прочность его при изгибе примерно в 2 раза, а при сжатии – в 4 раза выше, чем при растяжении. Они близки к свойствам стали с той же структурой и составом, что и металлическая матрица чугуна.

Поскольку работоспособность чугуна лимитируется долей растягивающих напряжений, поэтому основным показателем механических свойств чугунов является прочность при статическом растяжении (табл.).

Марка серого чугуна состоит из букв СЧ (серый чугун) и числа, показывающего предел прочности в кгс/мм².

Прочность чугуна существенно зависит от толщины стенки отливки. Указанное в марке значение σ _В соответствует отливкам с толщиной стенки 15 мм. При увеличении толщины стенки от 15 до 150 мм прочность и твердость чугуна уменьшаются почти в 2 раза.

Номенклатура отливок из серого чугуна и их масса разнообразны: от деталей в несколько граммов (поршневые кольца двигателей) до отливок в 100 т. и более (станины станков). Выбор марки чугуна для конкретных условий работы определяется совокупностью технологических и механических свойств.

Высокопрочными называют К. ч., в которых графит имеет шаровидную форму (рис.2,4). Их получают модифицированием магнием, который вводят в жидкий чугун в количестве 2,02…0,08%.

Рис. 2 Высокопрочный чугун с шаровидным графитом на ферритной основе

Чугун после модифицирования имеет следующий химический состав: 3,0-3,6% С; 1,1-2,9% Si; 0,3-0,7% Mn; до 0,02% Si и до 0,1% Р.

Шаровидный графит менее сильный концентратор напряжений, чем пластинчатый, поэтому он меньше снижает механические свойства металлической матрицы. Чугуны с шаровидным графитом обладают более высокой прочностью и некоторой пластичностью (табл.).

Марка высокопрочного чугуна состоит из букв ВЧ (высокопрочный чугун) и числа, показывающего предел прочности в кгс/мм².

Высокопрочные чугуны применяют в различных отраслях техники, эффективно заменяя сталь во многих изделиях и конструкциях. Из них изготовляют оборудование прокатных станов, кузнечно-прессовое оборудование, детали энергетического оборудования, работающие при высоких циклических нагрузках и в условиях изнашивания.

Ковкими называются К. ч., в которых графит имеет хлопьевидную форму (рис.3,4). Их получают длительным обжигом белых доэвтектических чугунов. Такой графит в отличие от пластинчатого меньше снижает механические свойства металлической матрицы, вследствие чего ковкие чугуны по сравнению с серыми обладают более высокой прочностью и пластичностью.

Рис. 3 Ковкий чугун (хлопьевидные включения графита в ферритной основе). Увеличено в 150 раз

Отливки из белых чугунов, подвергаемые обжигу на ковкие чугуны, не должны иметь толщину стенки более 50 мм, иначе в сердцевине при кристаллизации выделяется пластинчатый графит и чугун становится непригодным для обжига на ковкий чугун. По этой же причине исходные белые чугуны имеют пониженное содержание углерода и кремния: 2,4-2,9% С; 1,0-1,6% Si; 0,201,0% Mn; до 0,2% S и до 0,18% Р.

Отсутствие литейных напряжений, которые полностью снимаются во время обжига, компактная форма и изолированность графитных включений обусловливают высокие механические свойства ковких чугунов (табл. ).

Марка ковкого чугуна состоит из букв КЧ (ковкий чугун) и чисел, первое из которых указывает значение σ _В в кгс/мм², второе – значение δ в %.

Из ковких чугунов изготовляют детали высокой прочности, работающие в тяжелых условиях износа, способные воспринимать ударные и знакопеременные нагрузки. Большая плотность отливок позволяет делать из ковкого чугуна детали водо- и газопроводных установок, а хорошие литейные свойства исходного белого чугуна – производить отливки сложной формы.

Рис.4 Классификация чугунов по структуре металлической матрицы и форме графитных включений (схемы структур)

Способ сварки металлов, при котором детали нагреваются проходящим в месте контакта электрическим током и сдавливаются (осаживаются). В зависимости от метода нагрева различают К.э. сопротивлением и оплавлением. При К.э. сопротивлением соединение образуется в результате плавления, плотного сжатия деталей и кристаллизации металла в виде литого ядра. При К.э. оплавлением детали лишь соприкасаются, но благодаря большой плотности тока в местах контакта деталей металл быстро нагревается, превращается в жидкие перемычки, которые растекаются, образуя на поверхности тонкий слой жидкого металла. При осаживании находящийся в пластическом состоянии металл удаляется, сварное соединение образуется по всей плоскости касания.

К.э. осуществляют на контактных сварочных машинах. Сварочный трансформатор машины понижает напряжение сети до 1-15 в. Для сжатия деталей и подвода тока силой 1-200 ка служат электроды из сплавов меди. Мощность машин 0,5-500 ква. Усилие сжатия 0,01-100 кн (1-10000 кгс) создаётся пневмогидроприводом или рычажно-пружинным механизмом. Ток длительностью от 0,01 до 10 сек включается контакторами с электронным управлением. Выпускают стационарные, передвижные и подвесные контактные машины, универсальные и специализированные.

По виду сварного соединения различают К.э.: точечную, рельефную (разновидность точечной), шовную (роликовую) и стыковую. Наиболее распространена точечная сварка (см. рис. 1), позволяющая осуществлять до 600 соединений в 1 мин; применяется как для соединения тончайших деталей (до 0,02 мкм) электронных приборов, так и для сварки стальных конструкций из листов толщиной до 20 мм в автомобиле-, самолёто- и судостроении, в с.-х. машиностроении и др. отраслях. Рельефной сваркой соединяют детали по предварительно образованным на них выступам. Одновременно можно производить сварку в точках либо получать непрерывный шов по кольцевому рельефу. При шовной сварке образуется непрерывный плотный шов, в котором сварные точки частично перекрывают одна другую. Электродами служат ролики, вращаемые электроприводом, осуществляющие не только сжатие деталей, но и подвод тока и перемещение изделия. Шовную сварку применяют при изготовлении баков для бензина, труб, сосудов, работающих под давлением, и др. изделий. Стыковую сварку применяют для соединения проволок, стержней, полос, а также деталей из разнородных металлов; для соединения рельсов и газопроводных труб, колёс автомобилей и различных деталей сложного профиля из высокопрочных сталей и алюминиевых сплавов. Применение стыковой К.э. обеспечивает непрерывность многих процессов, например проката металла. Свариваемые сечения 10-100000 мм².

Рис. 1 Схема контактной сварки: а - стыковой; б - точечной; в - шовной; 1 - свариваемое изделие; 2 - электроды; 3 - трансформатор; Р - усилие сжатия

К.э. - высокопроизводительный, легко автоматизируемый процесс соединения металлов, эффективный в массовом и крупносерийном производстве.

Лит.: Хренов К. К., Сварка, резка и пайка металлов, 4 изд., М., 1973

К. К. Хренов