Теплопровідність сплавів і сумішей на відміну від коефіцієнта α і теплоємності c не може бути визначена за правилом змішання. Вплив окремих елементів на теплопровідність розрахунковим шляхом можна встановити лише приблизно.
На коефіцієнт α і питому теплоємність з впливає головним чином склад чавуну, а на теплопровідність λ - ступінь графітизації, дисперсність структури, неметалеві включення і т. П.
Коефіцієнт лінійного розширення визначає не тільки зміни розмірів залежно від температури, але і напруги, які утворюються в відливання. Зменшення α є корисним з цих позиції і полегшує умови отримання якісних виливків. Але в разі спільної роботи чавунних деталей з деталями з кольорових сплавів або інших матеріалів, що мають більший коефіцієнт лінійного розширення, доводиться прагнути до збільшення значення α для чавуну.
Теплоємність і теплопровідність мають велике значення для таких виливків, як опалювальні труби, виливниці, деталі холодильних установок і двигунів внутрішнього згоряння і т.д. так як визначають рівномірність розподілу температури в виливках і інтенсивність відводу теплоти.
У табл. 3 наведені теплофізичні властивості чавунів різних груп.
Таблиця 3. Теплофізичні властивості чавуну
α20 100 ∗10 6. 1 / ° C
λ20 100. Вт / (м∗° C)
Сірий з пластинчастим графітом (ГОСТ 1412-85):
Високоміцний (ГОСТ 7293-85):
Ковкий (ГОСТ 7769-82):
Легований (ГОСТ 7769-82)
* 1 У інтервалі 20-200 ° C.
* 2 У інтервалі 20-900 ° C.
* 3 У інтервалі 20-500 ° C.
Коефіцієнт лінійного розширення α
Коефіцієнт лінійного розширення α. Найбільший вплив на коефіцієнт α надає вуглець, особливо в зв'язаному стані. Одному відсотку вуглецю відповідає приблизно в 5 разів більшу кількість цементиту, ніж графіту. Тому Графітізуючі елементи (Si, Al, Ti, Ni, Сu і ін.) Підвищують, а антіграфнтізірующіе (Cr, V, W, Мо, Мn і ін.) Зменшують коефіцієнт лінійного розширення,
Найбільшим значенням α відрізняються аустенітні нікелеві чавуни, а також ферритні алюмінієві чавуни типу чугаль і пірофераль. Тому при досить високому вмісті Ni, Сu, Мn значення α; різко збільшується. Однак при вмісті Ni> 20% α знижується. і досягає мінімуму при 35-37% Ni. Форма графіту істотно впливає на коефіцієнт лінійного розширення лише при низьких температурах; α високоміцного чавуну з кулястим графітом трохи вище, ніж α чавуну з пластинчастим графітом.
Питома теплоємність чавуну
Питома теплоємність з чавуну, як і заліза, збільшується з підвищенням температури (див. Табл. 2) і характеризується стрибкоподібним підвищенням при фазовому перетворенні Feα → Feλ; потім питома теплоємність чавуну різко падає, але з подальшим підвищенням температури знову збільшується.
Графитизация знижує питому теплоємність чавуну; звідси з білого; чавуну дещо вищий, ніж сірого і високоміцного (див. табл. 4).
Теплопровідність чавуну.
Теплопровідність чавуну в більшій мірі, ніж інші фізичні властивості. залежить від структури, її дисперсності і дрібних забруднень, т. е. є структурно-чутливим властивістю.
Графитизация підвищує теплопровідність; отже, елементи збільшують ступінь графітизації і розмір графіту, підвищують, а елементи, що перешкоджають графитизации і збільшують дисперсність структурних складових, знижують. Зазначений вплив графітизація менше для кулястого графіту (див. Табл. 4).
Форма графіту, його виділення і розподіл також впливають на теплопровідність. Наприклад, високоміцний чавун має більш низьку теплопровідність, ніж сірий чавун. Теплопровідність чавуну з вермікулярним графітом (ЧВГ) вище, ніж у ЧШГ, і близька до λ сірого чавуну з пластинчастим графітом.
Високолеговані чавуни характеризуються, як правило, більш низьку теплопровідність, ніж звичайні.