Перечислить преимущества чугунов перед сталями.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Вычертить диаграмму состояния железоуглеродистых сплавов, ее участок, соответствующий чугунам.
Дать характеристику серым чугунам, зарисовать микроструктуру. Привести марки СЧ, назвать их механические свойства и область применения.
Включения графита располагаются в металлической основе, которая в зависимости от условий получения материала может быть ферритной, перлитной или ферритно-перлитной. Схема структуры этих материалов приведена на рисунке. Кроме этого на схеме представлен чугун с графитом вермикулярной формы. Этот материал, как и в случае чугунов с включениями графита шаровидной формы, относят к высокопрочным. Структура серого чугуна формируется непосредственно при кристаллизации его в отливке в соответствии с диаграммой стабильного равновесия системы «Fe – графит». Характер структурообразования при эвтектическом превращении определяется прежде всего содержанием углерода и кремния в сплаве, а также скоростью охлаждения. Установлено, что чем больше углерода и кремния в сплаве и чем ниже скорость его охлаждения, тем выше вероятность кристаллизации по диаграмме стабильного равновесия с образованием графитной эвтектики по схеме
Ж(С’) ® А(Е’) + Г.
Обычно в серых чугунах содержится 3,0...3,7 % С; 1,2...2,6 % Si. Высокое содержание кремния в сером чугуне объясняется тем, что кремний является сильным графитообразующим элементом. Растворяясь в аустените, кремний способствует уменьшению растворимости углерода в нем. В результате жидкая фаза обогащается углеродом и процесс образования графита облегчается.
|
|
|
При конструировании деталей машин следует учитывать, что серые чугуны работают на сжатие лучше, чем на растяжение. Они мало чувствительны к надрезам при циклическом нагружении, хорошо поглощают колебания при вибрациях, обладают высокими антифрикционными свойствами из-за смазывающей способности графита. Серые чугуны хорошо обрабатываются резанием, дешевы и просты в изготовлении.
Согласно ГОСТ 1412-85, отливки изготавливают из чугуна следующих марок: СЧ10, СЧ15, СЧ18, СЧ20, СЧ25, СЧ3О, СЧ35. Цифры в обозначении марки соответствуют минимальному пределу прочности при растяжении sВ, кгс/мм2. Чугун СЧ10 – ферритный, СЧ15, СЧ18, СЧ20 – ферритно-перлитные, начиная с СЧ25 – перлитные. Из ферритно-перлитных чугунов в автомобилестроении изготавливают картеры, тормозные барабаны, крышки и др.; из перлитных – блоки цилиндров, гильзы, маховики и др. В станкостроении серый чугун является основным конструкционным материалом (станины станков, столы и верхние салазки, шпиндельные бабки, колонки, каретки и др.). Для производства деталей с толщиной стенок менее 100 мм рекомендуются чугуны СЧ28, СЧ30, более 100 мм – СЧ35. Из серого чугуна, содержащего фосфор (0,5 % Р), изготавливают художественные изделия.
|
|
|
Дать характеристику ковким чугунам. Описать способ их получения, начертить график отжига. Объяснить формирование структуры КЧ с определенной (по заданию преподавателя) металлической основой. Зарисовать микроструктуру, указать свойства и область применения КЧ.
Основной особенностью микроструктуры ковкого чугуна (КЧ), определяющей его свойства, является наличие компактных включений графита, что придает чугуну высокую прочность и пластичность. Обезуглероженный КЧ является единственным конструкционным чугуном, который хорошо сваривается и может быть использован для получения сварнолитых конструкций. Детали можно соединять дуговой сваркой в среде защитного газа и стыковой сваркой с оплавлением. Ковкий чугун хорошо поддается запрессовке, расчеканке и легко заполняет зазоры. Отливки из ферритного КЧ можно подвергать холодной правке, а из перлитного – правке в горячем состоянии.
Применяемый в промышленности ковкий чугун получается в результате графитизирующего отжига белого чугуна. Матрица ковкого чугуна может быть как ферритной, так и перлитной. Основные преимущества ковкого чугуна заключаются в однородности его свойств по сечению, практическом отсутствии напряжений в отливках, высоких механических свойствах и очень хорошей обрабатываемости резанием.
|
|
|
Механические свойства ковкого чугуна регламентируются ГОСТ 1215-79 (табл.1). В основу маркировки и стандартизации ковкого чугуна положен принцип регламентирования допустимых значений механических свойств при растяжении 
В и 
. Так же, как в сером и высокопрочном, в ковком чугуне твердость зависит главным образом от матрицы, а прочность и пластичность - от матрицы и графита.
В отличие от чугуна с шаровидным графитом, большое влияние оказывает не только форма, но и количество графита. В связи с этим максимальной прочности можно достичь при дисперсном перлите и малом количестве наиболее компактного графита, а наибольшей пластичности - при феррите и таком же графите.
Таблица 1 - Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79
Кроме свойств, обусловленных ГОСТом, в некоторых случаях представляют интерес и другие свойства, приведенные в табл.2-4.
Таблица 2 – Механические свойства ковкого чугуна при растяжении и сжатии (не вошедшие в ГОСТ 1215-79)
|
|
|
Влияние химического состава на механические свойства ковкого чугуна проявляется в изменении структуры металла и степени легированности феррита и перлита.
Таблица 3 – Механические свойства ковкого чугуна при изгибе (не вошедшие в ГОСТ 1215-79)
Таблица 4 – Механические свойства ковкого чугуна при кручении и срезе (не вошедшие в ГОСТ 1215-79)
Углерод в ковком чугуне является главным элементом, изменение содержания которого непосредственно определяет механические свойства. Чем выше марка ковкого чугуна, тем ниже должно быть содержание углерода, так как при этом не только уменьшаются количество графита и его размеры, но и улучшается его форма.
Основные физические свойства ковкого чугуна различных типов приведены в табл.5.
Таблица 5 - Физические свойства ковкого чугуна
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Перечислить преимущества чугунов перед сталями.
По сравнению с чугуном сталь обладает большей пластичностью, прочностью и твердостью. Благодаря пластичности она легко поддается обработке, сталь отличается более высокой теплопроводностью, а ее качество повышается за счет закаливания.
Дата добавления: 2020-11-29; просмотров: 434; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!