ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ. Железоуглеродистые сплавы

• Название: Железоуглеродистые сплавы
• Дата: 12.07.2019
• Размер: 1 Mb.
• Имя файла: ЖЕЛЕЗОУГЛЕРОДИСТЫЕ СПЛАВЫ.docx
• Тип: Документы; #83997
• страница: 3 из 4

3 Серые чугуны

Серые чугуны получают из литейных доменных чугунов с добавкой в состав шихты чугунного лома. Химический состав серых чугунов (%): углерод 2,8...3,5, кремний 1,5...2,8, марганец 0,4...0,8, фосфор 0,2... 1, сера 0,08...0,12. Применяют серые чугуны для производства отливок деталей различных машин и механизмов, труб, санитарно-технического оборудования. Серые чугуны маркируют в зависимости от их механических характеристик (табл.2).

Таблица 2. Механические характеристики серого чугуна (ГОСТ 1412—79)



В марке чугуна буквы СЧ обозначают, что чугун серый; цифры показывают предел прочности чугуна при растяжении.

Для изготовления отливок, обладающих прочностью на растяжение до 200..250 Н/мм², используют обычные серые чугуны; для изготовления отливок более высокой прочности — чугуны со специальными добавками хрома, никеля и других элементов. Такие чугуны называют легированными.

В зависимости от технологии производства серые чугуны подразделяются на высокопрочные и ковкие.

Высокопрочные серые чугуны получают путем введения в расплавленный чугун небольшого количества магния и редкоземельных элементов — церия, лантана, ниодима или их смеси. Процесс введения этих добавок в жидкий чугун с целью изменения структуры называют модифицированием. В результате модифицирования графит кристаллизуется в виде шара, а не в виде пластинок. Поэтому показатели механических характеристик чугуна значительно повышаются (табл. 3).

Таблица 3. Механические характеристики высокопрочного чугуна (ГОСТ 7293—79)



В марке чугуна буквы ВЧ обозначают, что чугун высокопрочный; первые цифры показывают предел прочности при растяжении, вторые — относительное удлинение.

Высокопрочный чугун широко применяют для изготовления коленчатых валов двигателей, тяжело нагруженных отливок деталей строительных и дорожных машин и т. д. В настоящее время многие детали, изготовляемые ранее из стальных литых и кованых заготовок, отливают из высокопрочного чугуна.

Ковкие чугуны получают путем термической обработки отливок из доэвтектического белого чугуна, в структуре которого содержится большое количество цементита. Отливки из доэвтектического белого чугуна обладают очень высокой твердостью и хрупкостью и не обрабатываются режущим инструментом. Чтобы снизить твердость и повысить пластические характеристики, отливки подвергают длительному нагреванию при высокой ликвидусе в специальных термических печах. Такой процесс называют отжигом. При отжиге цементит разлагается на углерод (графит), который выделяется в виде хлопьев, и железо. В зависимости от химического состава белого доэвтектического чугуна и режима его отжига металлическая основа отливки может состоять из феррита или перлита.

Ферритная или перлитная металлическая основа и углерод хлопьевидной формы обеспечивают ковким чугунам высокие прочность и пластичность. Если после отжига чугуна металлическая основа состоит из феррита, то такой чугун называется ферритным ковким, если же из перлита, то перлитным ковким. На практике чаще получают отливки из ферритного ковкого чугуна.



Отжиг для получения ферритного ковкого чугуна состоит из пяти этапов ( рисунок, 5, а):

1. 
   Нагревание до ликвидусы 900...1000 °С.
   
2. 
   Выдержка при ликвидусе 900...1000 °С, во время которой цементит распадается на аустенит и углерод отжига.
   
3. 
   Охлаждение до ликвидусы ниже эвтектоидного превращения (690...700°С); при этих ликвидусах из аустенита выделяется углерод отжига; аустенит же пре
   вращается в перлит.
   
4. 
   Выдержка при ликвидусе 690...700°С, во время которой из перлита получаются феррит и углерод отжига; к концу выдержки образуется структура феррит +; углерод отжига.
   

5. Охлаждение до нормальной ликвидусы. Общий цикл отжига составляет 50...60 ч.

Отжиг для получения перлитного ковкого чугуна состоит из четырех этапов ( рисунок, 5, б):

1. 
   Нагревание до ликвидусы 1000...1050 °С.
   

1. 
   Выдержка при ликвидусе 1000...1050 °С, во время которой цементит распадается на аустенит и углерод отжига.
   
2. 
   Охлаждение до ликвидусы ниже эвтектоидного превращения (690...700 °С); при охлаждении из аустенита выделяется углерод отжига; аустенит превращается в перлит.
   
3. 
   Минуя выдержку при ликвидусе 690...700 °С, отливки охлаждают до нормальной ликвидусы. Образуется структура перлит + углерод отжига. Цикл отжига составляет 100...110 ч.
   

Совершенствование технологии отжига и использование электрических печей позволяют сократить время отжига отливок на ковкие чугуны до 30...40 ч.

Механические характеристики ковкого чугуна в зависимости от марок приведены в табл. 4.

Таблица 4. Механические характеристики ковкого чугуна


В марке чугуна буквы КЧ обозначают, что чугун ковкий; первые цифры показывают предел прочности при растяжении, вторые — относительное удлинение.

Из ковких чугунов изготовляют небольшие тонкостенные отливки, картеры автомобилей, детали тракторов, арматуру и другие детали массового производства.