|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Механические свойства серых чугунов по ГОСТ 1412 –85
Перлитная металлическая основа в сером чугуне обеспечивает наибольшую прочность и износостойкость. Присутствие в структуре феррита не увеличивает пластичность и вязкость чугуна, но снижает его прочность и износостойкость. Наименьшей прочностью обладает ферритный серый чугун. Связь между химическим составом, структурой и свойствами серых чугунов оценивают по структурным и структурно-прочностным диаграммам. Химический состав чугуна часто выражают при этом приведенным параметром – углеродным эквивалентом СЭ чугуна, который рассчитывают по действительному химическому составу чугуна, %: СЭ = С + 0,33(Si + А1 + Р) + 0,08Сu + 0,1 Ni – 0,14Мn – 0,24Сг – 0,33V – где С, Si, А1, Р, Сu, Ni, Мn, Сг, V, Мо – содержание соответствующих элементов, %. Соотношение между содержанием основных элементов (углерода и кремния) в чугуне в зависимости от толщины стенки отливки можно выбирать, используя структурные и структурно-прочностные диаграммы, построенные в координатах «толщина стенки отливки а – углеродный эквивалент чугуна Сэ». Примером может служить уточнённая Г.И. Сильманом диаграмма, которая приведена на рис. 5.2. На этой диаграмме уточнено положение области перлитных чугунов, откорректировано положение линий чугунов различной прочности, нанесена шкала предела прочности σв, приведены две шкалы толщины стенок отливок (соответственно для сырых и сухих земляных форм).
Для выбора рационального химического состава чугуна с использованием углеродного эквивалента Сэ в табл. 5.3 даны рекомендуемые химические составы чугунов различных марок, рассчитанные по ним значения Сэ, а также наименьшая допускаемая толщина стенки отливки аmin. Схема определения углеродного эквивалента чугуна отражена на диаграмме рис. 5.2. Предположим, что чугунная отливка имеет преобладающую толщину стенки 50 мм и должна быть получена методом литья в земляную форму «по-сырому». При этом необходимо обеспечить в отливке прочностные свойства не ниже марки СЧ20. Из диаграммы видно, что этим условиям отвечает значение углеродного эквивалента Сэ < 3,7 %. По диаграмме и по табл. 5.3 находим, что в данном случае нужно использовать чугун марки СЧ30 (т.е. соответствующий марке СЧ30 в стандартных литых пробах диаметром 30 мм; для круглых отливок толщину стенки приравнивают к радиусу отливки). Для обеспечения стабильных структуры и свойств по всему сечению отливки выбираем химический состав модифицированного чугуна, %: 2,9¸3,1 С, 1,6¸1,9 Si, 1,1¸1,4 Мn, Сэ = 3,25¸3,50.
Рис. 5.2. Структурно-прочностная номограмма для отливок из серого чугуна Сэ – углеродный эквивалент; а – толщина стенки отливки; σв – предел прочности (временное сопротивление разрыву); I –V – структурные зоны: I – белый чугун; II – половинчатый чугун; III – серый перлитный чугун; IV – серый перлитно-ферритный чугун; V – серый ферритный чугун; стрелками показан пример пользования номограммой для решения задачи, приведенной в тексте (приведены две шкалы толщины стенок отливок (соответственно для сырых и сухих земляных форм) (Г.И. Сильман)
Основной особенностью микроструктуры серого чугуна, определяющей его физико-механические и эксплуатационные свойства, является наличие пластинчатого графита. Пластинки графита уменьшают сопротивление отрыву, временное сопротивление и особенно сильно пластичность чугуна. Относительное удлинение при растяжении серого чугуна независимо от свойств металлической основы практически равно нулю (примерно 0,5 %). Твёрдость чугуна находится в пределах 143¸255 НВ. Чем больше толщина стенок отливки, тем ниже механические свойства чугуна. Графитные включения мало влияют на снижение предела прочности при сжатии и твёрдости, значения которых определяются главным образом структурой металлической основы чугуна. При сжатии чугун претерпевает значительные деформации, и разрушение имеет характер среза под углом 45°. Разрушающая нагрузка при сжатии в зависимости от качества чугуна и его структуры в 3¸5 раз больше, чем при растяжении. Поэтому чугун рекомендуют использовать преимущественно для изделий, работающих на сжатие. Пластинки графита менее значительно, чем при растяжении, снижают прочность и при изгибе, так как часть изделия испытывает сжимающие напряжения. Предел прочности при изгибе имеет промежуточное значение между пределом прочности на растяжение и на сжатие.
Таблица 5.3 Рекомендуемые химические составы чугунов различных марок
Вместе с тем благодаря пластинчатому графиту в сером чугуне обеспечивается сочетание технологических и специальных (служебных) свойств. Из него можно изготавливать отливки самой сложной конфигурации. Модифицированные чугуны СЧ30, СЧ35 получают обработкой расплава перед разливкой специальными добавками – модификаторами (графит, 75 %-ный ферросилиций, силикокальций в количестве 0,3¸0,8 % и др.). Модифицирование применяют для получения в чугунных отливках с различной толщиной стенок перлитной структуры с пластинками графита средней величины. Для снятия литейных напряжений и стабилизации размеров чугунные отливки отжигают при температуре 500¸600 0С. В зависимости от формы и размеров отливки выдержка при температуре отжига составляет 2¸10 ч. После такой обработки механические свойства изменяются мало, а внутренние напряжения снижаются на 80¸90 %. Иногда для снятия напряжений в чугунных отливках применяют естественное старение чугуна – выдержку их на складе в течение 6¸10 месяцев; такая выдержка снижает напряжения на 40¸50 %. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 914; Нарушение авторского права страницы
