Влияние элементов входящих в состав чугуна на его свойства.
Предыдущая11121314151617181920212223242526Следующая
Углерод – важнейшая структурная чугуна. Углерод находится в составе чугуна в различных состояниях: в виде химически связанного соединения с железом Fe3C, называемого цементитом, или карбидом железа, и в свободном состоянии – в виде графита.
Если углерод находится в чугуне в виде цементита, то чугун имеет в изломе белый цвет, такой чугун называется - белым. Чугун, в котором углерод находиться в виде графита, т.е. главным образом в свободном состоянии называется серым чугуном, такой чугун имеет в изломе серый цвет.
Марганецспособствует получению белого чугуна, так как образует с углеродом карбиды Mg3C и этим препятствует графитизации. В сером чугуне не более 1,3 % марганца.
Кремнийявляется важнейшей после углерода примесью в чугуне. Кремний увеличивает жидкотекучесть, он способствует получению серого чугуна. В сером чугуне кремния содержится от 1,25 до 4,25%.
Сера – вредная примесь в чугуне. Сера ухудшает механические свойства чугуна, понижая его прочность и увеличивая хрупкость. Она придает чугуну густотекучесть, пузырчатость, т.е. ухудшает его литейные свойства. Поэтому содержание серы в чугуне не должно превышать 0,08%.
Фосфор также понижает твердость и увеличивает хрупкость чугуна, но, несмотря на это, он бывает и полезной примесью, так как увеличивает жидкотекучесть серого чугуна.
Классификация чугунов.
|
|
|
Классификация чугунов с различной формой графита производиться по ГОСТ 3443-77. по специально разработанным шкалам оценивают форму включений графита, их размеры, характер распределения и количество, а также тип металлической основы.
- по состоянию графита - свободный или связанный;
- по форме включений графита – пластинчатый, шаровидный, хлопьевидный.
- по типу структуры металлической основы (матрицы) – ферритный, перлитный, феррито-перлитный;
- по химическому составу– нелегированные чугуны (общего назначения) и легированные чугуны (специального назначения).
В зависимости от формы выделения углерода в чугуне различают:
- белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита;
- половинчатый чугун, в котором основное количество углерода (более 0,8%) находится в виде цементита;
- серый чугун, в котором весь углерод или его большая часть находиться в виде пластинчатого графита;
- отбеленный чугун, в котором основная масса металла имеет структуру серого чугуна, а поверхностный слой – белого;
- высокопрочный чугун, в котором графит имеет шаровидную форму;
- ковкий чугун, получающийся из белого путем отжига, при котором углерод переходит в свободное состояние в виде хлопьевидного графита.
|
|
|
Сорта чугуна.
Белый чугун. Весь углерод в этом чугуне находится в связанном состоянии в виде цементита.
Рис.40.Микроструктура белого чугуна.
а – белый заэвтектический чугун (С= 5,5%)
б – белый доэвтектический чугун (С= 2,5%)
В – серый чугун на ферритной основе.
Предыдущая12131415161718192021222324252627Следующая
1. Серый перлитный (Рис.41.а.) со структурой перлит + графит. (Количество связанного углерода составляет приблизительно 0,8%)
2. Серый ферритно-перлитный (Рис.41.б.) со структурой феррит + перлит + графит. (Количество связанного углерода менее 0,8%)
3. Серый ферритный (Рис.41.в.)со структурой феррит + графит. (Весь углерод в виде графита)
Графит обладает низкими механическими свойствами. Он нарушает сплошность металлической основы. Располагаясь между зернами металлической основы, графит ослабляет связь между ними. Поэтому серый чугун плохо сопротивляется растяжению и имеет очень низкую пластичность и вязкость. Чем крупнее и прямолинейнее графитовые включения, тем хуже механические свойства чугуна. Твердость серого чугуна, а также его сопротивление сжатию близки этим показателям стали, имеющей такую же структуру, как металлическая основа чугуна. Графит оказывает и некоторое положительное влияние на свойства чугуна, в частности, он повышает его износостойкость, действуя аналогично смазке, облегчает обрабатываемость резанием, так как делает стружку ломкой, способствует гашению вибраций изделий, уменьшает усадку при изготовлении отливок. Механические свойства серого чугуна можно улучшить, если обеспечить равномерное распределение мелкопластинчатого графита в отливке. Это достигается путем специальной обработки – модифицирования. Сущность модифицирования состоит в том, что в жидкий чугун перед его разливкой в формы вводят небольшое количество силикокальция или ферросилиция. Эти добавки образуют дополнительные центры граффитизации, в результате чего получается мелкопластинчатый графит, такой чугун называют модифицированным. Он отличается от обычного серого чугуна более высоким сопротивлением разрыву.
|
|
|
Марка серого чугуна состоит из букв СЧ и цифры, показывающей значение временного сопротивления при растяжении (кгс/мм2).
ГОСТ 1412-79 предусматривает 11 марок серых чугунов: СЧ 10 – из него изготавливают детали, для которых прочностная характеристика не является обязательной,- опоки, арматуру, декоративные детали, фундаментные плиты, корпусные детали неответственного назначения;
|
|
|
СЧ 15, СЧ 18 – из этих чугунов производят различные машиностроительные, автотракторные и станочные корпусные малонагруженные детали, рычаги, маховики, корпуса фильтров, фланцы, звездочки цепных передач;
СЧ 20, СЧ 21, СЧ 24, СЧ 25 – эти чугуны рекомендуется применять для изготовления базовых корпусных деталей повышенной прочности и износостойкости, детали к которым предъявляются требования герметичности при давлении до 8МПа (80 кгс/см2), корпусов коробок передач, цилиндров, золотников и т.п.
СЧ 30, СЧ 35, СЧ 40, СЧ 45 – чугуны этих марок применяются для литья корпусов высокой прочности и износостойкости, а также деталей, к которым предъявляются требования герметичности при давлении свыше 8МПа (80 кгс/см2),- корпусов зажимных и поводковых патронов, зубчатых колес, кронштейнов, салазок столов и суппортов, деталей с поверхносной закалкой, дизелей и двигателей внутреннего сгорания, поршневых колец, коленчатых и распределительных валов.
Стандарт нормирует предел прочности при изгибе для серых чугунов указанных марок 274 – 637 Н/мм2 (28 -65 кгс/мм2), твердость от 143 до 289 НВ и химический состав с указанием массовой доли таких элементов, как углерод (2,2 – 3,7 %), кремний, марганец, сера (0,02 – 0,15 %) и фосфор (0,02 – 0,3 %). Чем выше цифра в обозначении марки чугуна, тем ниже массовая доля углерода, серы и фосфора в нем.
Высокопрочный чугун с шаровидным графитом.
Высокопрочный чугун получают путем введения магния (до 0,9%) и церия (до 0,05%) в жидкий серый чугун перед разливкой его в формы. Основная часть этих модификаторов испаряется, окисляется и переходит в шлак, так что в твердом металле обнаруживается не более 0,01% этих элементов. Магний и церий активно удаляют из чугуна серу. Но главная роль их заключается в том, чтобы изменить чешуйчато-пластинчатую форму графита на шаровидную
Рис.42. Микроструктуры высокопрочных чугунов,
а – высокопрочный чугун на ферритной основе;
Дата добавления: 2019-02-26; просмотров: 439; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!