Оглавление:
Серый и белый чугун
- Серый чугун. Серый утюг (технология) существенно сплав Fe-Si-C содержа Mn, P, и S как неизбежные примеси. В структуре серого железа большая часть или весь углерод имеет форму графита. Отличительной особенностью структуры серого чугуна, определяющей многие его свойства, является то, что графит имеет форму пластины в пределах поля зрения микроразреза. Наиболее широко используется гиперэвтрустулярный чугун, который содержит С от 2,4 до 3,8%.Чем больше содержание углерода в чугуне, тем больше образуется графита, что снижает его механические свойства properties. In в связи с этим количество углерода в чугуне обычно не превышает 3.8%.
At в то же время, чтобы обеспечить высокие характеристики литья (хорошая текучесть), углерод должен быть не менее 2,4%. Кремний, содержание которого в сером чугуне находится в пределах от 1,2 до 5%, оказывает большое влияние на структуру и, соответственно, на свойства чугуна. Поэтому при изучении структурного образования промышленного чугуна необходимо учитывать не диаграмму состояния Fe-C, а тройную диаграмму Fe-Si-C На рисунке показана часть трехфазной диаграммы состояния Fe-Si-C относительно постоянного содержания кремния (2,0%). 94.Стабильной системе Fe — c в диаграмме (рис. 83 ниже) и, в отличие от системы Fe — с — si системы, обернуть Кристалл(Ж+ 5-феррита->А),
эвтектического(Ж->А+Г)и анализом (а->Ф+Г)превращение определенной температуре в определенном диапазоне температур. Людмила Фирмаль
такое бывает. Охлаждение чугуна в реальных условиях приводит к значительным отклонениям. Поэтому на диаграмме равновесного состояния, согласно диаграмме равновесного состояния, невозможно судить о фазе процесса коагуляции и результате структуры. Структура чугуна при литье зависит главным образом от химического состава(содержания углерода и кремния) и скорости кристаллизации. 147 рисунок 94. Диаграмма состояния Fe-Si-C (2,0% Si): W-жидкий сплав, F-феррит. Г-графит. Углеродная Ганна, не нужно много. Кремний способствует процессу графитизации и действует в том же направлении, что и замедление скорости охлаждения. С одной стороны, содержание углерода и кремния в чугуне, а с другой стороны, изменяя скорость охлаждения, можно получить различную структуру металлической основы чугуна.
В зависимости от содержания кремния и углерода в чугуне структурная схема чугуна, на которой показана структура отливки толщиной 50 мм, приведена на рисунке 1. 95 a. At при заданном содержании углерода, чем больше кремния в чугуне, тем полнее протекает процесс графитации. Чем больше кремния содержится в железе, тем лучше Структура. Некоторые виды чугуна различают по содержанию углерода, который связан с цементитом. 1.Белый чугун; весь углерод находится в форме цементита Fe3C. Структура чугуна (рис.96, а) представляет собой перлит и ковшбрит (площадь 951). 2.Половина чугуна; большая часть углерода (более 0,8%) находится в форме Fe3C. структура чугуна-перлит, божья коровка и слоистый графит 1(область II На рисунке 95). 3.Перлит серого чугуна; структура (рис. 96, б) — перлит и пластина— Содержание s l° / 0 толщина отливки, мм a) 5） Рисунок 95.
- Структура чугуна: а-влияние С и Si на структуру чугуна. б-влияние скорости охлаждения (толщины отливки) и количества C4-Si на структуру чугуна; / — белый чугун; I-V-серый чугун 1. графит кристаллизуется в довольно сложной форме(см. рис. 84.6), но поперечное сечение микротрещины имеет вид пластины. 148% < i \ i mind (x 500) отчет о микроструктуре： а-осел железный; 6-я и цкпи. iii чугун нэппе.1. ферритно-перлитного серого Уи; г ’ — феррита решетки Туту 4.Ферриты-перлитного серого чугуна; и экскурсионное руки(рис. 96, в) — перлит,| Фер! И многослойный подсчет!- (Площадь / Ina рисунок 95).Чугун, в зависимости от степени разложения: лектидный цемент находится в связанном состоянии от 0,7 до 0,1«.С. 5.Феррит серого чугуна, структура (рисунок 96.Рисунок 95.In в этом случае весь углерод находится в виде графита. При заданном содержании углерода и кремния процесс и-фитизации протекает более полно и происходит охлаждение slower. By кстати!
В нормальных условиях скорость охлаждения удобно характеризовать толщиной стенки отливки. Чем тоньше отливка, тем быстрее протекает охлаждение и, в меньшей степени, процесс графитизации(см. рис.95, i). Так, содержание кремния должно быть увеличено за счет отливки небольших сечений, быстрого охлаждения или чугуна с низким содержанием углерода. В толстой части отливки, котор нужно охладить медленно, процесс графитизации продолжит более совершенно, содержание кремния может быть. Количество марганца в чугуне не превышает 1.25-1.4%.Марганец препятствует процессу графитации. То есть он затрудняет выделение графита и повышает отбеливающую способность чугуна(особенно появление в поверхностном слое белых или полу-чугунных структур). 149 сера является вредной примесью, которая механически повреждает литейные свойства^и чугуна, поэтому содержание Oni Ничит до 0.1-0.12%.In серый чугун, сера
образует сульфиды (FeS, MnS) или их твердые растворы (Fe, Mn) S. Людмила Фирмаль
Содержание фосфора в сером железе составляет около 0,2%, но в некоторых случаях допускается до 0,5%.При увеличении содержания фосфора в структуре чугуна образуется твердое включение фосфидной эвтектики: серого железа, двойного Fe3P-аустенита и белого тройного Fe3C—Fe3P-аустенита. С образованием эвтектики улучшаются литейные характеристики чугуна(повышается текучесть), что повышает хрупкость отливок. Механические свойства чугуна обусловлены его структурой, в основном графитовыми компонентами. Чугун можно рассматривать как сталь, через которую проникает графит. Графит играет роль разреза, ослабляя металлическую основу structure. In в этом случае механические свойства зависят от количества, размера и характера распределения графитовых включений. Чем меньше графитовых включений, тем они мельче, тем больше степень изоляции друг от друга и тем больше прочность чугуна.
Чугун с большим количеством линейных крупных графитовых отложений, отделяющих его металлическую основу, обладает крупнозернистой трещиноватостью и низкими механическими свойствами. Чугун, содержащий мелкие закрученные графитовые отложения, обладает более высокими характеристиками. Графитовая пластина устойчива к разрыву, уменьшая прочность на растяжение, особенно пластичность чугуна. Независимо от свойств металлической основы, относительное удлинение при растяжении серого чугуна практически равно нулю (^0,5%).Графитовые включения мало влияют на снижение прочности при сжатии и твердости. Его величина определяется в основном структурой чугунного металлического основания. При уплотнении чугун подвергается большой деформации, а трещина имеет сдвиговые свойства под углом 45°.В зависимости от качества чугуна и его структуры, разрывная нагрузка при сжатии может быть в 3-5 раз выше, чем при растяжении.
Поэтому рекомендуется использовать чугун в основном для прессования изделий. Графитовая пластина менее важна, чем натяжение, а сжимающее напряжение на части изделия снижает прочность и изгиб. Прочность на изгиб имеет промежуточные значения прочности на растяжение и прочности на сжатие. Твердость чугуна в соответствии с металлической основой HB 143-255. Графит, нарушая сплошность металлической основы, делает чугун нечувствительным ко всем видам концентраторов внешних напряжений (дефектам поверхности, выемкам, подрезам и т. д.). В результате серый чугун обладает практически такой же конструкционной прочностью, как отливки с простыми или плоскими поверхностями и со сложными формами с плохо вырезанными или обработанными поверхностями.
Графит повышает износостойкость и антифрикционность чугуна благодаря своему уникальному «смазывающему» действию и повышенной прочности смазочной пленки. Это очень важно для графита, чтобы улучшить обрабатываемость путем резки и разрушения стружки. 150 ′> 1. металлическая основа из серого чугуна обеспечивает максимальную прочность и износостойкость для перлитных конструкций (рис.96, б) без повышения пластичности и вязкости чугуна, наличие феррита в структуре снижает прочность и износостойкость. Самой низкой прочностью феррита является серый чугун. Серый чугун маркируется буквой С-серый и Н-чугун(ГОСТ 1412-70).За буквой следует цифра.
Первое число показывает среднюю прочность на растяжение, и 2-ое число показывает среднюю прочность на растяжение испытания на изгиб. Поскольку относительное удлинение всего серого чугуна практически равно нулю, прочность на изгиб используется для оценки пластичности чугуна. Серый чугун по характеристикам и применению можно разделить на следующие группы: Зарубежные и зарубежные фирмы-среднего класса (МФ 00, МФ 12-28, МФ 15-32, МФ 18-36)с пределом прочности при растяжении 12-18 и изгибе 28-40 кгс / мм2.Приблизительный состав: 3.1-3.6%C; 1.8-2.5% Si; 0.6-1.2% MP; ^ 0.3-0.60% P; ^ 0.15%S (химический состав. Установите согласно толщине стены отливки).Структура чугуна-перлит, феррит и грубый (MF 00, MF 12-28) или средний размер графита.
Эти чугуны используются при изготовлении посторонних деталей с легкой рабочей нагрузкой. Например, чугун SCh 12-28 используется для строительных колонн, фундаментных плит, а чугун SCh 15-32 и SCh 18-36 используется для легких деталей нагрузки, таких как сельскохозяйственная техника, станки, автомобили, тракторы и фитинги. Перлит марок (СЧ 21-40, СЧ 24-44, СЧ 28-48, СЧ 32-52, СЧ 36-56, СЧ 40-60) используются для литья прочное постельное станков и механизмов, поршней, цилиндров, износ деталей, работающих под высоким давлением условия (компрессоров, компрессоров и турбин, для литья под давлением оборудование для литья под давлением, металлургическое оборудование и т. д.). части, etc.).Эти чугунные структуры представляют собой мелкий пластинчатый перлит (сорбит) с мелкими спиральными включениями графита.
Паррит. Угун включает в себя так называемую сталь и улучшенный чугун. Чугунный чугун (МФ 24-44, МФ 28-48) получают выплавкой дополнительно к шихте 20-30% железного лома. Благодаря низкому содержанию углерода в чугуне графит менее перемешивается и получается более дисперсная перлитная основа. Примерная конфигурация:2.9-3.3% с; 1.1-1.8%Си; 0.8-1.2%Мп; ^ 0.2%годовых; с? O, 12% S. содержание кремния в этих чугунах должно быть достаточным для предотвращения отбеливания чугуна.%Чугуна (МФ 32-52, МФ 36-56, МФ 40-60 и МФ 44-64) получают путем добавления специальных добавок-модификаторов (75% ферросилиция в жидком чугуне перед чугуном, силикат кальция в количестве 0с3-0,8% и др.).
Модификации используются для получения перлитной металлической основы, в которой чугунные отливки различной толщины стенки перемежаются с небольшим количеством изолированных среднеразмерных изолирующих графитовых пластин. Коррекция наиболее эффективна при использовании чугуна определенного состава и перегрева 1400’c перед изменением на 151.Перегрев способствует более плотному литью, обеспечивая измельчение графитовых включений. Модификация состоит из относительно небольшого количества кремния и повышенного количества марганца и наносится на полу-чугун без модификаторов, т. е. низкоуглеродистый чугун со структурой редебрита,
перлита и графита. Примерный химический состав чугуна: 2,5-3,0% C; 1,1-1,5% Si; 0,8-1,2% Mp; <0,2% P и<0,12% S (MF 4 0-60 и MF 44-64). Чтобы снять напряжение литейного цеха и стабилизировать размер, отливки из чугуна отжигают при 500-570 ° С. В зависимости от формы и размера отливки, время выдержки при температуре отжига составляет от 3 до 10 часов, а охлаждение после отжига замедляется вместе с печью. После такой обработки механические свойства мало изменяются, а внутреннее напряжение уменьшается на 80-90%.Естественное старение чугуна может быть использовано для снятия напряжения в чугунных отливках.
Держите чугун на складе в течение 6-10 месяцев. При таком воздействии стресс снижается на 40-50%. Антифриз применяется при изготовлении подшипников скольжения, втулок и других деталей, которые часто работают за счет трения с металлом в присутствии смазки. Эти чугуны должны обеспечивать низкое трение (низкий коэффициент трения), то есть антифрикционное. Антифрикционные свойства чугуна определяются соотношением основного перлита к Ферриту, а также количеством и формой графита. Антифрикционный чугун вышел! АЧС-1(3.2 ~ 3.6%с,1.3 ~ 2.0%Си; 0.6 ~ 1.2% Мп; 0.15% Р; < 0.12% с; 0.2 ~ 0.4%.ЧР; 1.5-2.0%КР), АСФ-2 (3.2-3.8% с; 1.4-2.2% Си; 0.4-0.7% Мп; 0.15-0.4% годовых; <0.12% с; 0.2-0.4%СГ; 0.03-0.5% Н; 0.3-0.5% CU) и АСФ-3 (0.3-0.5% с; 0.0-0.2-6.2% Си; 0.7 Мп% с;
0.7 Мп; 0.7 1 а-антифрикционный, Н-чугунный, с-серый. Затвердетый или нормализованный стальной вал и спаренные части сделаны из перлитного серого литого железа ASF-1 и ASF-2.To при работе с валами, не прошедшими термическую обработку, применяют перлитно-ферритный чугун АЧС-3. Перлитное железо с повышенным содержанием фосфора (0,3-0,5%) применяют при изготовлении поршневых колец. Металлическая основа, состоящая из тонкого перлита и равномерно распределенной фосфидной эвтектики, обеспечивает высокую износостойкость кольца за счет наличия изолированных рамелаграфитовых отложений.
Белый Н отбеливанию чугуна. Из-за наличия в нем цементита применение ограничено, так как белый чугун обладает высокой твердостью и является хрупким, практически не пригодным для механической обработки. Отбеливание-это литье из чугуна, в котором поверхностный слой имеет белую (или наполовину) чугунную структуру, а сердцевина-серый чугун. Между этими зонами может быть переходный слой. Отбеливание на определенную глубину (12-30 мм) происходит в результате быстрого охлаждения. В результате отливки чугуна в форму (кокиль), поверхность 152ния становится песчаной. Должный к высокой поверхностной твердости (HB 400-500) определяет свое превосходное сопротивление к ссадине и полировать в частности, свернутое отбеленное литое железо произведен от кренов как шарик для станов листа, колес и Mills.
In в этом случае используется низкий кремнийсодержащий чугун, что делает его более отбеливающим. Примерный состав: 2,8-3,6%C; 0,5-0,8% Si; 0,4-0,6% MP. Должный к различному охлаждая тарифу поперечного сечения и продукции различных структур, отливка имеет большое внутреннее напряжение, которое может причинить cracking. To снимают напряжение, отливку подвергают термической обработке. То есть tlx нагревается до 500-550°C
Смотрите также:
Решения задач по материаловедению
| Высокопрочный чугун с шаровидным графитом | Легирующие элементы в стали |
| Ковкий чугун | Структурные классы легированных сталей |
