Серые, высокопрочные чугуны. Чугуны с вертикальным графитом. Маркировка, структура, свойства, применения.

Серые чугуны содержат С – 3,2…3,5 %; кремния – 1,9…2,5 %; марганца – 0,5…0,8 %; фосфора – 0,1…0,3 %; серы – < 0,12 %.

Структура не оказывает влияние на пластичность, она остается чрезвычайно низкой. Но оказывает влияние на твердость. Механическая прочность в основном определяется количеством, формой и размерами включений графита. Мелкие, завихренной формы чешуйки графита меньше снижают прочность. Такая форма достигается путем модифицирования. В качестве модификаторов применяют алюминий, силикокальций, ферросилиций.

Серый чугун широко применяется в машиностроении, так как легко обрабатывается и обладает хорошими свойствами.

Серые чугуны при малом сопротивлении растяжению имеют достаточно высокое сопротивление сжатию.

Обозначаются индексом СЧ и числом, которое показывает значение предела прочности, умноженное на СЧ 15.

Высокопрочные чугуны содержат: углерода – 3,2…3,8 %, кремния – 1,9…2,6 %, марганца – 0,6…0,8 %, фосфора – до 0,12 %, серы – до 0,3 %.

Эти чугуны обладают высокой жидкотекучестью, линейная усадка – около 1%. Литейные напряжения в отливках несколько выше, чем для серого чугуна. Из-за высокого модуля упругости достаточно высокая обрабатываемость резанием. Обладают удовлетворительной свариваемостью.

Из высокопрочного чугуна изготовляют тонкостенные отливки (поршневые кольца), шаботы ковочных молотов, станины и рамы прессов и прокатных станов, изложницы, резцедержатели, планшайбы.

Обозначаются индексом ВЧ и числом, которое показывает значение предела прочности, умноженное на ВЧ 100.

Ковкие и антифрикционные чугуны. Чугуны с верт. графитом. Маркировка, структура, свойства, применения.

Ковкие чугуны содержат: С – 2,4…3,0 %, кремния – 0,8…1,4 %, марганца – 0,3…1,0 %, фосфора – до 0,2 %, серы – до 0,1 %. Получают отжигом белого доэвтектического чугуна.

Структура после выдержки состоит из А и графита (С отжига). При медленном охл. в интервале 760…720^oС, происходит разложение цементита, входящего в состав П, и структура после отжига состоит из Ф и С отжига (получается Ф ковкий чугун).

Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках. Из Ф -ных чугунов изготавливают картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы.

Из П -ных чугунов, характеризующихся высокой прочностью, достаточной пластичностью, изготавливают вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, колодки.

Обозначаются индексом КЧ и двумя числми, первое из которых показывает значение предела прочности, умноженное на , а второе – относительное удлинение - КЧ 30 - 6.

Антифрикционный чугун - ГОСТ 1585-85 АЧС-1 серый, АЧВ-2

высокопрочный и АЧК 6 ковкий.

 

Обозначение критических точек стали. Осн. виды ТО.

Виды термообработки: отжига (1, 1а), закалки (2, 2а), отпуска (3), нормализации (4)

Нормализация: нагрев выше АС3 или АСm, выдержка и охл. на спокойном воздухе.получ. пластин. сорбит.сниж. внутр. напряжения, происх. перекристаллизация. Но НВ выше отжига.

Отжиг: нагрев+выдержка+медленное охлаждение

1) диффузионный. для уменьшения хим. неоднородности. (Тнагр.=1100-1200 выдержка 10-20ч.). 2) полный отжиг. для снятия внутр. напр. нагр. выше АС3.В пред. 1-го зерна А возникает неск.зерен П. 3) неполный отжиг.для снятия внутр. напр.,сниж. НВ,улучш. обраб. заэвтект. сталей. Нагрев выше АС1. 4) изотермический. Распад А на Ф и Ц при пост. Т нагрев, охл. до 700 (в распл. солей), выдержка с обр. П. и охл. на воздухе. 5) сфероидизирующий отжиг. превращ. пластин. П в зернистый. 6) рекристаллизационный отжиг. для снятия наклепа.нагрев до 700, происх. восстан. нач. структуры.

Закалка: нагрев выше АС1, выдержка и охл. с V>Vкр. структура неравновесного М. 1)изотермическая закалка. 2)закалка с самоотпуском (охл. до 200-300, и охл. на воздухе). 3)закалка с обр. холодом. сталь охл до конца линии М превр.: увел.НВ, стабилизир. размеры.

Отпуск: нагрев выше АС1, охл. на воздухе.получ. уст.структуру, увел. пластичности, уменш. напряжений.

Перед отпуском материал должен быть Мз(HRC=60). 1)низкотемп.200,Мо, 2)среднетемп.400,То, 3)высокотемп.600,Со. ТО=Закалка+Высокий отпуск=Улучшение.

Образование аустенита. Диаграмма изометрического превращения перлита в аустенит. Крупно и мелко зер.стали.

Превращение нач.с зарождения центров А зерен на поверхности раздела Ф – Ц, крист.решетка перестраивается в решетку .

t превращения зависит от T, увеличиваются V возникновения зародышей и V их роста

Образующиеся зерна А имеют вначале такую же концентрацию С, как и Ф. Затем в А начинает растворяться вторая фаза П – Ц, следовательно, концентрация С увеличивается. Превращение в идет быстрее. После того, как весь Ц растворится, А неоднороден по хим. составу: там, где находились пластинки Ц концентрация С более высокая. Для завершения процесса перераспределения С в А требуется допол. нагрев или выдержка.

Стали различают по склонности к росту зерна аустенита. Если зерно А начинает быстро расти даже при незначительном нагреве выше Т , то сталь наследственно крупнозернистая. Если зерно растет только при большом перегреве, то сталь наследственно мелкозернистая.

Склонность к росту А зерна является плавочной хар.. Стали одной марки, но разных плавок могут различаться, т.к. содержат неодинаковое количество неметаллических включений, которые затрудняют рост А зерна.