Классификация и структура чугунов по форме графитных включений.
Маркировка серых,ковких и высокопрочных чугунов.
Чугунами называются сплавы железа (Fe) с углеродом (С > 2,14%). Кроме того, в состав чугуна входят полезные и вредные примеси (сера и фосфор). Полезные примеси вводятся в чугун специально для улучшения физико-химических свойств и называются легирующими элементами.
Чугуны классифицируют по следующим признакам.
Углерод в чугуне может находится в связанном состоянии в виде карбида, называемого цементитом (Fe3C), а также в частично или полностью свободном состоянии в виде графита. Состояние углерода в чугуне его прочностные свойства.
В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:
серый чугун - углерод находится в частично или полностью свободном состоянии в виде графитовых включений
белый чугун – весь углерод находится в виде цементита Fe3C;
Серый чугун образуется при низких скоростях охлаждения изделия, белый – при высоких.
Графитовые включения имеют следующую форму:
-пластинчатый графит (рис. 28Л, а);
-хлопьевидный графит (рис. 28Л, б);
-шаровидный (глобулярный) графит (рис. 28Л, в);
-вермикулярный графит (рис. 28Л, г)
Графитовые включения являются концентраторами напряжений. Чем острее концентратор напряжений, тем при меньших нагрузках происходит разрушение изделия. Поэтому форма графитовых включений определяет прочность чугуна. Пластины графита обладают острыми краями по сравнению с другими формами графитовых включений. В связи с этим, наименьшей прочностью обладают чугуны с пластинчатой формой графитовых включений, а наибольшей – с шаровидной (глобулярной). Чугуны с хлопьевидным и вермикулярным графитом занимают промежуточное положение.
|
|
|
а–пластинчатый графит;б- хлопьевидный графит; в- шаровидный (глобулярный) графит; г- вермикулярный графит
Форма графитовых включений.
В зависимости от формы графитовых включений различают:
-серые чугуны - чугуны с пластинчатым графитом;
-высокопрочные чугуны - чугуны с шаровидным (глобулярным) графитом;
-чугуны с вермикулярным графитом;
-ковкие чугуны - чугуны с хлопьевидным графитом.
Маркировка чугунов
1. Серый чугун.
Серый чугун получают в домне из руды. Структура серого чугуна формируется при низких скоростях охлаждения. В серых чугунах углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в форме пластинчатого графита. Из-за этого излом имеет серый цвет.
Маркировка. Маркируется серый чугун буквами СЧ и цифрами, которые обозначают предел прочности при растяжении (σ в). Например, марка СЧ18 показывает, что чугун этой марки имеет σ в=180 МПа (18 кгс/мм2).
Литейные свойства: высокая жидкотекучесть и малая усадка
|
|
|
Область применения : серый чугун обладает высокой способностью рассеивать вибрационные колебания при переменных нагрузках ( высокая циклическая вязкость), поэтому из серого чугуна изготавливают станины станков , прокатных станков , шкивы, маховики, корпуса механических редукторов, блоки и гильзы автомобильных и тракторных двигателей, поршневые кольца, корпуса и др.
В высокопрочном чугуне графитовые включения имеют шаровидную форму. Это достигается модифицированием чугуна магнием до 0,5 % от массы чугуна. Шаровидная форма графита не создает резкой концентрации напряжений, поэтому чугун имеет высокую прочность при растяжении и изгибе.
Маркировка. Маркируется высокопрочный чугун буквами ВЧ и цифрами, из которых первые две обозначают предел прочности при растяжении, а последние - относительное удлинение в процентах (δ%). Относительное удлинение характеризует пластические свойства материала. Например, марка ВЧ42-12 показывает, что чугун данной марки имеет σв =420 МПа (42 кгс/мм2) и δ = 12 %.
Литейные свойства: высокая жидкотекучесть и малая усадка
Область применения : высокопрочные чугуны по своим механическим свойствам приближаются к стали. Из него изготавливают ответственные детали: коленчатые валы двигателей автомобилей и тракторов, шестерни и звездочки, детали турбин, изложницы и.т.д.
|
|
|
3. Чугуны с вермикулярным графитом
Эти чугуны содержат в структуре графит вермикулярной формы и не более 40 % шаровидного графита. Чугуны с вермикулярным графитом получают из серого чугуна в результате его модифицирования магнием (Mg от 0,02 до 0,08 % от массы чугуна) и церием (Се 0,03 до 0,07 % от массы чугуна)
Маркировка. Маркируется чугун с вермикулярным графитом буквами ЧВГ и цифрами, которые обозначают предел прочности при растяжении (σ в). Например, марка ЧВГ30 показывает, что чугун этой марки имеет σ в=300 МПа (30 кгс/мм2).
Литейные свойства: высокая жидкотекучесть и малая усадка
Область применения : чугун с вермикулярным графитом по механическим свойствам занимают промежуточное положение между серым и высокопрочным чугунами. Кроме того, чугуны с вермикулярным графитом отличаются хорошей теплопроводностью, что обеспечивает их стойкость к резким перепадам температур. Из этого чугуна изготавливают детали, работающие в условиях износа и переменных температур.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 4459; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!