Применение высокопрочных чугунов
| Примеры деталей | Марки | Классификация по металлической составляющей |
| Ступицы колёс | ВЧ35, 40 | Ферритный |
| Поршни, корпуса редукторов | ВЧ40, ВЧ45 | Феррито-перлитный |
| Коробки передач, распределительные валы, коленчатые валы малофорсированных двигателей | ВЧ50, ВЧ60 | Перлитный |
| Коленчатые валы высоконагруженных двигателей | ВЧ 100 | Бейнитный |
ЧУГУН С ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ.
Разновидностью высокопрочных чугунов является вермикулярные, в которых графит имеет форму коротких изогнутых прутков (червеобразную форму). Для получения этих чугунов при выплавке в расплав вводят не только магний, но и редкоземельные металлы. В вермикулярных чугунах около 70 % частиц графита имеют короткую, утолщенную форму, а остальные 30% – глобулярную.
Марки чугунов с вермиркулярным графитом содержат буквы ЧВГ (Ч –чугун, ВГ – вермикулярный графит) и числовое минимальное значение σв, МПа ·10-1 (ГОСТ 28394–89).
Чугуны с вермикулярным графитом занимают промежуточное положение между серыми и высокопрочными. Они имеют повышенную прочность, теплопроводность, малую чувствительность механических свойств к толщине отливки и скорости охлаждения (в отличие от серых), меньшую линейную усадку – по сравнению с высокопрочными. В связи с этим чугуны с вермикулярным графитом являются перпективными для использования взамен серых чугунов при изготовлении ответственных и крупногабаритных отливок, работающих в условиях динамических и термодинамических нагрузок (табл. 2.30).
|
|
|
Таблица 2.30
Применение чугунов с вермикулярным графитом
| Примеры деталей | Марка |
| Детали общего машиностроения, судостроения, энергетического машиностроения (взамен серого чугуна), работающие при повышенных циклических нагрузках. Детали двигателей внутреннего сгорания, работающие при циклических механических и тепловых нагрузках. | ЧВГ 30 ЧВГ 35 ЧВГ 40 |
| Детали автомобилестроения: шатуны, поршни шестерни, детали коробки передач легкового автомобиля | ЧВГ 45 |
Ковкие чугуны .
В ковких чугунах частицы графита имеют хлопьевидную форму (рис. 3.16). Такая форма, по сравнению с пластинчатой, в меньшей степени снижает уровень прочности (при растяжении); поэтому ковкие чугуны имеют более высокую и прочность, и пластичность, чем серые.
Химический состав ковких чугунов отличается от серых и высокопрочных меньшим содержанием кремния и повышенным – марганца. Это способствует «отбеливанию» чугунов при кристаллизации. В литом состоянии ковкие чугуны являются «белыми», т.е. углерод в них присутствует в виде цементита. Для получения углерода в виде графита отливки подвергают длительному отжигу (до 30 часов), в процессе которого цементит разлагается и получается графит. Протеканию реакции Fe3C→3Fe + C (графит) способствует присутствие графитизатора-кремния в количестве 1 - 1,6 %.
|
|
|
Рис. 2.53. Схемы отжигов ковких чугунов, в результате
которых получается структура (П+Г) (а) и (Ф+Г) (б)
Отжиг ковких чугунов проводится по одной из двух схем нагрева (рис. 2.53):
1. Одна стадия нагрева: температура – несколько ниже эвтектической: 950 – 1000ºС, выдержка 10 – 15 часов; последующее непрерывное медленное охлаждение.
2. Две стадии нагрева: на первой стадии температура нагрева 950ºС: на второй стадии она близка к эвтектоидной 720 – 740ºС, выдержка 25 – 30 ч.
При первой схеме происходит разложение «высокотемпературного» цементита, получившегося при эвтектическом превращении. Цементит, входящий в состав перлита, остается без изменения, не претерпевает графитизации. В результате такого отжига получается перлитный ковкий чугун с фазовым составом: П + Г.
При второй схеме отжига разлагается и «высокотемпературный» цементит, и цементит, входящий в состав перлита. В результате двухстадийного отжига получается ферритный ковкий чугун с фазовым составом: Ф + Г.
|
|
|
Длительные отжиги благоприятно влияют на структуру, практически полностью снимая литейные остаточные напряжения. Отсутствие этих напряжений, а также компактная форма графитовых включений обусловливают более высокую прочность ковких чугунов по сравнению с серыми (300 – 800 МПа) при удовлетворительном относительном удлинении (от 10 % в КЧ35-10 до 3 % в КЧ60-3). В то же время из-за длительного отжига ковкие чугуны мало технологичны и более дороги, чем серые.
Марки и применение. Ковкие чугуны маркируют буквами КЧ и двумя числами, соответствующими временному сопротивлению разрыву σв х 10-1 МПа и относительному удлинению δ, % (ГОСТ 1215–79). Ковкие чугуны широко используют в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении (табл. 2.31). Отличительной особенностью ковких чугунов является способность к получению тонких отливок сложной формы и однородность свойств по сечению отливок.
Таблица 2.31
Применение ковких чугунов
| Примеры деталей | Марка |
| Автомобилестроение: картеры, ступицы колес. | КЧ35-10 |
| Сельхозмашиностроение: картеры редукторов, кронштейны | КЧ37-12 |
| Вагоностроение и судостроение: кронштейны, скобы. Станкостроение: втулки, вилки. | КЧ45-7 |
| Автомобилестроение: шатуны, поршни шестерни, детали коробки передач легкового автомобиля | КЧ60-3 |
Специальные чугуны.
|
|
|
Для деталей, работающих в условиях повышенных температур, воздействия агрессивной среды, в тяжелых условиях износа используют легированные чугуны (ГОСТ 7769–82) (рис. 2.54, табл. 2.32):
– жаропрочные (до 500ºС), легированные хромом, молибденом, никелем;
– жаростойкие, легированные хромом и алюминием;
– износостойкие, легированные хромом или после азотирования;
– коррозионно-стойкие, легированные медью и никелем.
Рис. 2.54. Легирующие элементы и примеры марок специальных чугунов
Марки специальных чугунов включают буквы, обозначающие легирующие элементы: Х – хром; С – кремний; Н – никель; Д – медь; М – молибден, Ю – алюминий и др. Цифры после букв обозначают примерное содержание элемента, %. Буква I означает, что графит присутствует в шаровидной форме. В других случаях графит может быть пластинчатым.
Таблица 2.32
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 243; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!