Химический состав автоматных сталей

 

Марка стали	Содержание элементов
	С	Mn	Si	S	P	Pb
А11	0,07-0,15	0,1	0,8-1,2	0,15-0,25	0,10	-
А20	0,17-0,24	0,7-1,0	0,15-0,35	0,08-0,15	0,06	-
А30	0,27-0,35	0,7-1,0	0,15-0,35	0,08-0,15	0,06	-
А40Г	0,37-0,45	1,2-1,55	0,15-0,35	0,18-0.3	0,05	-
АС14	0,1-0,17	1,0-1,3	0,12	0,15-0,20	0,05	0,15-0,3

 

Применение автоматных сталей позволяет в 2-3 раза снизить расход инструмента и до 30% повысить производительность.

Лекция 7

 

«ЧУГУНЫ»

Чугуны - это сплавы железа, содержащие от 2,14 до 6,67% углерода.

 

Чугуны – более дешевый материал, чем стали.

Они обладают пониженной температурой плавления, хорошими литейными свойствами. За счет этого из чугунов можно делать отливки более сложных форм, чем из сталей.

 

Чугуны плохо деформируются (в обычных условиях не поддаются ковке).

Благодаря сочетанию высоких литейных свойств с достаточно высокой прочностью и износостойкостью, а также относительной дешевизне чугуны широко применяются в машиностроении.

 

Детали машин, полученные из чугунных отливок, значительно дешевле, чем детали, изготовленные обработкой резанием из горячекатанных стальных профилей или из поковок или штамповок.

 

Значительная часть выплавляемого чугуна переплавляется в сталь по классической схеме – руда -чугун- сталь

 

В зависимости от того, в каком состоянии находится углерод в сплавах, различают следующие виды чугунов:

* белые - углерод или часть его находится в связанном состоянии

* серые - углерод или часть его находится в виде графита пластинчатой формы

* высокопрочные - графит шаровидной формы

* ковкие - графит в виде хлопьев

 

 

Возможные формы графита в чугунах.

1 - пластинчатый,

2 - мелкопластинчатый (вермикулярный),

3 - хлопьевидный,

4 - шаровидный графит.

 

В структуре чугунов с графитом различают включения графита и металлическую основу, которая может быть - ферритная, феррито-перлитная или перлитная.

 

 

Влияние компонентов и скорости охлаждения на свойства чугунов

 

На образование той или иной структуры оказывает влияние его химический состав и скорость охлаждения отливки.

 

Углерод в обычных серых чугунах содержится в пределах 2,7-3,7 %. Выделение графита увеличивается с повышением % углерода в чугунах.

 

Кремний, как и углерод способствует процессу графитизации. Содержание кремния в чугунах колеблется от 0,3 до 5%.

 

Марганец растворяется в чугунах, образуя твердые растворы. Марганец препятствует процессу графитизации и способствует отбелу чугуна. Содержание его обычно колеблется в пределах 0,5-0,8 %.

 

Фосфор не оказывает влияния на процесс графитизации, фосфор повышает хрупкость чугунов за счет образования фосфидов- химических соединений.

 

Фосфор повышает жидкотекучесть чугунов, в художественных отливках его до 1%.В ответственных отливках- 0,2-0,3%

Сера - вредная примесь, ухудшает литейные свойства. Содержание ее в чугунах до 0,12 %.

 

Влияние скорости охлаждения на структуру чугунов

Структурные диаграммы чугуна. Зависимости структуры от содержания углерода и кремния, и толщины отливки (стенки). 1 - белые, 2 - половинчатые, 3 - серые перлитные, 4 - серые перлито - ферритные, 5 - ферритные серые чугуны.

Белый чугун

Такое название он получил по виду излома, который имеет белый, блестящий вид. Углерод в белом чугуне находится в связанном состоянии, в виде цементита. Фазовые превращения в нем происходят согласно диаграмме состояния железо-углерод.

 

В зависимости от содержания углерода белые чугуны могут быть

* доэвтектическими (перлит +цементит + ледебурит),

* эвтектическими (ледебурит)

* заэвтектическими (цементит и ледебурит)

 

 

Микроструктуры белых чугунов

Эти чугуны имеют очень большую твердость (НВ 450-550) из-за присутствия в них большого количества цементита. Как следствие этого, они очень хрупкие и для изготовления деталей машин не используются.

 

Применение белого чугуна:

Отливки из белого чугуна служат для получения деталей из ковкого чугуна.

Из белых чугунов изготавливают отливки простой формы, обладающие высокой износостойкостью – валки листовых прокатных станов, шаровые мельничные колеса, тормозные колодки, буровые шарошки и другие детали, работающие в условиях износа.

Серый чугун

Такое название чугун получил по виду излома, который имеет серый цвет.

 

В структуре серого чугуна весь углерод или его часть находится в виде графита.

Графит - это аллотропическая модификация чистого углерода (другой модификацией является алмаз - это редкая форма в сплавах не встречается.

Кристаллическая решетка графита - гексагональная, слоистая, что делает графит малопрочным и мягким (не превышает 3НВ).

Процесс образования в чугунах графита называется графитизацией.

Серые чугуны обладают хорошими литейными свойствами, хорошо обрабатывается резанием, сопротивляется износу, обладает высокой демпфирующей способностью - т.е. способностью гасить вибрации - 2-4 раза выше, чем у сталей.

Все эти свойства обусловили применение серого чугуна для изготовления:

* станин различного оборудования

* коленчатых и распределительных валов тракторных и автомобильных двигателей

* в станкостроении - базовые корпусные детали, кронштейны, зубчатые колеса, направляющие

* в автомобилестроении -блоки цилиндров, гильзы. поршневые кольца, распределительные валы, головки цилиндров, диски сцепления