Форма графитовых включений.

Графитовые включения в чугунах имеют следующую форму:

• пластинчатый графит (рис.1, а);
• хлопьевидный графит (рис.1, б);
• шаровидный (глобулярный) графит (рис.1, в);
• вермикулярный графит (рис.1, г)

Графитовые включения являются концентраторами напряжений. Форма графитовых включений определяет прочность чугуна. Чем острее концентратор напряжений, тем при меньших нагрузках происходит разрушение изделия. Пластины графита обладают острыми краями по сравнению с другими формами графитовых включений. В связи с этим, наименьшей прочностью обладают чугуны с пластинчатой формой графитовых включений, а наибольшей – с шаровидной (глобулярной). Чугуны с хлопьевидным и вермикулярным графитом занимают промежуточное положение.

Рис. 1 Форма графитовых включений

а–пластинчатый графит; б- хлопьевидный графит; в- шаровидный (глобулярный) графит; г- вермикулярный графит

В зависимости от формы графитовых включений различают:

• серые чугуны - чугуны с пластинчатым графитом;
• высокопрочные чугуны - чугуны с шаровидным (глобулярным) графитом;
• чугуны с вермикулярным графитом;
• ковкие чугуны - чугуны с хлопьевидным графитом.

4. Структуре металлической матрицы и форма графитовых включений (рис. 2).

Рис. 2. Схемы микроструктур чугуна: а – серый чугун на ферритной основе; б – чугун с вермикулярным графитом на ферритной основе; в – серый феррито-перлитный чугун; г – серый чугун на перлитной основе; д – высокопрочный феррито-перлитный чугун; е –высокопрочный перлитный чугун; ж – ковкий чугун на ферритной основе.

Химический состав

По химическому составу чугуны подразделяются на нелегированные (чугуны общего назначения) илегированные (чугуны со специальными свойствами).

Нелегированный чугун(серый, высокопрочный, с вермикулярным графитом, белый, ковкий) содержит железо, углерод и примеси - кремний, марганец, серу и фосфор, концентрация которых не превышающие их примесное содержание.

Легированный чугун(износостойкий, жаростойкий, жаропрочный, антифрикционный)

имеет более сложный химический состав: в качестве легирующих элементов используются никель, хром, молибден, медь и другие элементы, а также кремний и марганец в количестве, превышающем их примесное содержание.

МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ

I. Нелегированные чугуны.

Серый чугун.

Серый чугун получают в домне из руды. Структура серого чугуна формируется при низких скоростях охлаждения. В серых чугунах углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в форме пластинчатого графита. Из-за этого излом имеет серый цвет.

Маркировка.Маркируется серый чугун буквами СЧ и цифрами, которые обозначают предел прочности при растяжении (σв). Например, марка СЧ18 означает, что чугун этой марки имеетσв=180 МПа (18 кгс/мм²).

Литейные свойства:высокая жидкотекучесть и малая усадка

Область применения: серый чугун обладает высокой способностью рассеивать вибрационные колебания при переменных нагрузках ( высокая циклическая вязкость), поэтому из серого чугуна изготавливают станины станков , прокатных станков , шкивы, маховики, корпуса механических редукторов, блоки и гильзы автомобильных и тракторных двигателей, поршневые кольца, корпуса и др.

Высокопрочный чугун

В высокопрочном чугуне графитовые включения имеют шаровидную форму. Это достигается модифицированием* серого чугунамагнием до 0,08 % от массы чугуна. Шаровидная форма графита не создает резкой концентрации напряжений, поэтому чугун имеет высокую прочность при растяжении и изгибе.

Маркировка. Маркируется высокопрочный чугун буквами ВЧ и цифрами, которые обозначают предел прочности при растяжении (σв). Например, марка ВЧ42 означает, что чугун данной марки имеетσв =420 МПа (42 кгс/мм²).

Литейные свойства: высокая жидкотекучесть и малая усадка

Область применения: высокопрочные чугуны по своим механическим свойствам приближаются к стали. Из них изготавливают детали ответственного назначения: коленчатые валы двигателей автомобилей и тракторов, шестерни и звездочки, детали турбин, изложницы и т.д. ^*Модифицирование чугуна - введение в расплав чугуна в небольших количествах специальных добавок - модификаторов, которые способствуют измельчению пластин графита или получению графита соответствующей формы. В результате модифицирования механические свойства чугуна улучшаются: возрастает прочность, пластичность и вязкость.

⇐ Предыдущая12345678Следующая ⇒

Поделиться: