Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Легированные чугуны. Разновидности, характеристики, маркировка и область применения.
Элементы специально вводимые в сплав с целью изменения его строения и свойств называют легирующими, а сплав легированным. Легированные чугуны обладают хорошими литейными свойствами. Влияние легирующих элементов на свойство чугунов проявляются в основном в их графитизации, которые определяют структуру и свойство чугуна. Легируются следующими элементами: 1) Кремний – в чугуне присутствует 0,3%-5% и усиливает графитизацию чугуна; 2) Марганец – 0,5%- 0,8% повышает механические свойства и препятствует графитизации; 3) Фосфор – обычно не более 0,3% находится в чугуне в ратстворенном состоянии, повышает: жидкотекучесть, износостойкость и хрупкость; 4) Сера – ухудшает свойство чугунов, содержание определено 0,12%, ВЧ – 0,03%. Бывают: Хромистые чугуны – содержат 26% – 36% Cr. Структура – твердый раствор хромистого феррита и эвтектические карбиды. Такие чугуны имеют высокую твердость (НВ 325-400), хорошо сопротивляются износу, но плохо обрабатываются резанием. Окалиностойкость сохраняется до 1000–1100 градусов. Хим-ий состав Х28: 0,5-1,0% С; 0,5-0,8% Si; 0,5-0,8% Mn; 26-30% Cr. Изготавливают детали и аппаратуру для азотной промышленности, фильеры и т. д. Используют и как жаростойкие материалы – для изготовления печного оборудования, гребков и лопастей в печах, предназначенных для обжига. Кремнистые чугуны – кремний расширяет область существования феррита и сплавы, содержащие до 14,5% Si, имеют структуру однородного твердого раствора. Содержание углерода в кремнистых чугунах всего лишь 0,3-0,8%, при большом содержании возможно выделение углерода в виде графита. Чугуны выплавляют с содержанием кремния до 18%, так как при более высоком его содержании эти сплавы становятся хрупкими и их невозможно использовать. Изделия изготавливают только литьем, без последующей мех. обработки. Хим-ий состав: 0,5-0,8% С; 14,5-18% Si; 0,3-0,8% Mn. Изготавливают центробежные насосы, распылители кислот, краны, котлы и т.д. Никелевые чугуны – содержат около 1% Ni. Эти чугуны стойки в расплавах солей и в концентрированных растворах щелочей. С увел-ем содержания Ni коррозионная стойкость увеличивается. Состав никелевых чугунов может быть и более сложным: никельмедистый 2-2,8 С; 3-4 Cr; 5-8 Сu; 1,5-1 Si и 12-5 Ni. 26 Свойства железа и фаз в сплаве железо-углерод. Fe-C Tпл=1539С
Ниже 911С – Feα-ОЦК Fe-гама-ГЦК 768С-точка Кюри. Ферромагнитные свойства. Потеря магнитных свойств. Плотность железа 7680. Придел прочности 200-250 Мпа. Относительное удлинение 50-60%. Твердость 70-80 НВ. Эти данные относятся к технически чистому железу около 0,1% примесей. Железо углерод существует в след фазах -жидкий сплав -твердые растворы а) феррит б) аустенит Хим. соединение цементит: FeC и свободный углерод в виде углерода. Кроме этого к структурным составляющим относятся перлит и ледебурит – мех. смеси. Феррит твердый раствор внедрения углерода в α железо. Растворимость углерода мала т.к. объёмно центрированная кристаллическая решетка. Низкотемпературный α-феррит содержит до 0,02% углерода высокотемпературный феррит до 0,1% углерода. Феррит высокопластичен, хорошо обрабатывается давлением в холодном состоянии. Аустенит твердый раствор внедрения углерода в гама железе содержит до 2,14% углерода. Также высокопластичен но более твердый чем феррит 200-160 НВ. Цементит является хим. соединением Fe и С С-6,67. До 210С цементит магнитен при 230С разлагается на графит и аустенит. Перлит – мех. смесь феррита и цементита содержит 0,13% углерода. Образуется при перикристаллизации в расплаве аустенита при температуре 723. Высокая прочность 800 Мпа твердость 200 НВ в целом повышает мех. свойства сплавов. Структура- чередующиеся пластины феррита и цементита обозначаются буквой П. Ледебурит образ. при кристаллизации сплава ТВ. феррит 4,3% при t=1147. При t<727C Аустенит в Ледебурите превращается в перлит и после остывания Ледебурит представляет собой смесь перлита и цементита тв. 700 НВ Ледебурит имеет пластинчатое строение. 4,3%-эвтектика чугуна. Эвтектика-это высокодисперсная мех. смесь нескольких твердых фаз одновременно кристаллизующихся из расплава при постоянной t. 27 Зависимость свойств стали и чугуна от содержания в ней углерода и постоянных примесей. (сталь) Структура сталей после медленного охлаждения состоит из перлита и цементита. Содержание цементита прямопропорционально содержанию углерода. Поскольку перлит пластичен, а цементит твердый и хрупкий то прочность и твердость сталей возрастает с повышением содержания углерода, а ударная вязкость, характкристики пластичности снижаются. Постоянными примесями сталей являются марганец, кремний, фосфор, сера. Газ: кислород. Для раскисления стали вводят марганец также он связывает вредные примеси. Марганец заметно повышает твердость. Также он устраняет хрупкость при высоких температурах. Кремний – Также вводят в сталь в качестве раскислителя Feo+Si=Fe+SiO. Фосфор увеличивает хладноломкость.
Азот кислород присутствуют в сталях в виде хрупких оксидов и нитридов, а также в свободном виде FeO; Fe4N располагаясь в дефектах раковинах и трещинах. Эти элементы увеличивают хладноломкость стали и снижают предел выносливости. Н- водород находится в твердом растворе и сильно увеличивает хрупкость стали с повышением содержания образуются трещины как следствие внутренних разрывов металлов. Для предотвращения трещин сталь после горячего деформирования медленно охлаждают или длительно выдерживают при t=250.Содержание примесей в сильной степени зависит от способа получения и раскисления стали. Содержание газа можно уменьшить при выплавке или разливке стали в вакууме. (чугун) В машиностроительных чугунах углерод содержится в виде графитов. Поскольку его содержание значительно (до нескольких процентов), а мех. свойства хуже чем свойства окружающей металлической фазы, то включение графита образуют как бы сетку пустот и трещин. Чем больше углерода в виде графитов в чугуне и чем менее компактные его включения тем ниже прочность чугуна в особенности при расплавляющих напряжениях. Но графит выступает также и как положительный фактор- способствует повышению обрабатываемости резанием. Придаёт антифрикционные свойства и как бы гасит вибрацию и удары. Кремний – в чугуне присутствует в количестве 0,3-0,5% и усиливает графитизацию чугуна. Марганец-0,5-0,8% повышает мех. свойства и препятствует графитизации. Фосфор- находится в растворенном состоянии повышает жидкотекучесть, повышает износостойкость, но повышает хрупкость. 28 Влияние легирования на свойства сталей и чугунов Легирующие элементы – специально вводимые в сплав с целью изменения его строения и свойств. Они называются легирующими, а данный сплав легированным. Наиболее существенное влияние легирование сталей воздействует на полиморфизм железа. Температура полиморфных превращений зависит от всех растворимых в нем элементов. Легирующие элементы в сталях: – могут, находится в свободном состоянии; – в форме химических соединений с железом или между собой в виде оксидов, сульфидов и др. неметаллов, примесей в карбидной фазе; – в виде твердых растворов в железе. Наиболее часто они растворяются в основных фазах сталей: феррите, аустените, цементите. Или образуют специальные карбиды. Карбидообразующие элементы (молибден, ванадий, вольфрам, титан), увеличивают конструкционную прочность сталей. По объему более 90% феррит основная составляющая сталей, легирующие элементы, растворяются в нем заменяя, атомы железа кристаллической решетки искажают ее, что приводит повышению твердости и прочности. Увеличение твердости наиболее способствует введение кремния, марганца, никеля. Снижают вязкость феррита и увеличивают порог хладноломкости.
Исключение составляет никель, оказывающий влияние на свойства сталей. Влияние легирующих элементов на свойства чугунов проявляются в основном в их графитизации. В их графитизации, которая определяет структуру, а, следовательно, свойства чугуна. Чугуны легируют для придания специальных свойств: жаростойкости, износостойкости и применяют следующие элементы: хром, никель, медь, алюминий, титан. 29. Влияние термообработки на механические свойства стали, превращения в сталях В результате термической обработки существенно изменяются механические свойства сталей. В отожженном состоянии структура стали состоит из Ф и Ц пластинчатой формы. Феррит обладает низкой прочностью и высокой пластичностью, цементит - высокой твердостью (НВ800) и нулевой пластичностью. С увеличением цементитной составляющей sв, повышается (при увеличении содержании С) и снижается пластичность. При одном и том же содержании углерода прочностные характеристики (НВ, sв) стали возрастают с увеличением дисперсности карбидной составляющей. Повышение температуры отпуска ведущее к укрупнению карбидных частиц обуславливает снижение твердости. Высокая твердость мартенситной структуры закаленной стали обуславливается созданием структурных напряжений, вызванных искажением кристаллической решетки. Наряду с твердостью большое значение имеет пластичность. Чем выше твердость стали, тем обычно ниже пластичность, но при одинаковой твердости можно получить термической обработкой различную пластичность и вязкость стали. Вязкость и пластичность стали в значительной мере зависят от размера мартенситных игл и продуктов его распада. Для получения высокого комплекса механических свойств закаленной стали следует стремиться к получению мелкоигольчатой структуры мартенсита, что достигается мелкозернистой структурой аустенита. Отпуск существенно изменяет свойства закаленной стали. Нагрев до 100° С сопровождается слабым повышением твердости на 1-2 ед. в высокоуглеродистых сталях). С повышением температуры отпуска твердость и прочность падают, тогда как повышаются вязкость и пластичность. Закаленная и отпущенная сталь имеет более высокие механические свойства, чем отожженная и нормализованная, что объясняются различным строением сорбита отпуска и закалки, (пластинчатой в первом случае и зернистого во втором). Закалка и высокий отпуск называются улучшением, так как существенно улучшают механические свойства и получается оптимальное сочетание прочностных и пластинчатых свойств стали.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-09-26; просмотров: 73; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.219.213.196 (0.013 с.) |