Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Отливки из серых чугунов




Лекция 4. Получение отливок из различных видов чугуна

 

 

При эксплуатации отливки подвергаются различным напряжениям: растяжению, сжатию, износу, срезу, кручению и др. В зависимости от скорости приложения нагрузок, напряжения могут быть статическими или динамическими, а также постоянно действующими или знакопеременными.

Деформации, образующиеся в результате указанных напряжений, могут быть упругими (обратимыми), пластическими (остаточными) или разрушающими.

 

Таблица – Механические свойства и химический состав СЧПГ

Марка чугуна Механические свойства Средний химический состав,%
  σв, кгс/мм2 σи, кгс/мм2 НВ С Si Mn
Заэвтектические
СЧ10     143-229 3,6 2,4 0,6
СЧ15     163-229 3,6 2,2 0,6
Эвтектический
СЧ18     170-229 3,6 2,1 0,6
Доэвтектический
СЧ20     170-241 3,4 1,8 0,8
СЧ25     180-250 3,3 1,8 0,8
СЧ30     181-255 3,1 1,1 0,8
СЧ35     197-219 2,9 1,0 0,9
СЧ40     207-285 2,6 2,7 0,3
Сч45       2,3 2,7 0,3

 

Механические свойства СЧ зависят от химического состава и с увеличением прочности и твердости снижаются.

Углерод и кремний являются графитизирующими элементами и оказывают решающее воздействие на структуру и свойства нелегированного чугуна. Кремний передвигает эвтектическую и эвтектоидную точки влево и вверх, т.е. в сторону уменьшения содержания углерода в твердых и жидких растворах, а также повышает температуру превращений.

Каждый процент кремния снижает содержание углерода в эвтектике примерно на 0,3%, поэтому можно принять

 

Сэ = 4,26-0,3Si,

 

где Сэ – содержание С в эвтектике; Si – содержание кремния в чугуне.

Степень эвтектичности чугуна определяется следующим образом

 

.

 

Её также можно оценить разностью содержания углерода в эвтектике и чугуне

 

.

 

Величину (С+0,3Si) называют углеродным эквивалентом.

При С+0,3Si=4,26, =0.

Чугун, для которого = 1 или = 0 называется эвтектическим.

Например, для чугунов марок от СЧ10 до СЧ45 степень эвтектичности снижается от 1,1 до 0,79, что несколько ухудшает литейные свойства.

Высокий уровень механических свойств у СЧ40 и СЧ45 достигается также меньшим содержанием (на порядок) вредных примесей – фосфора и серы по сравнению с другими СЧ.

Стандартом регламентируются только основные механические свойства – σв, σи, НВ. Именно по этим характеристикам определяется годность отливок.

Мягкий и малопрочный чугун можно получить только при ферритной матрице, а твердый чугун при перлитной матрице с дисперсным графитом.

 

 

Рисунок – Микроструктура серого чугуна с феррито-перлитной матрицей

 

С повышением марки чугуна возрастают прочностные свойства.

Прочностные свойства чугуна на сжатие значительно лучше, чем на ратяжение, это объясняется наличием графитовых включений.

Механические свойства чугуна определяются соотношением структурных составляющих – в основном феррита, перлита, графита и цементита. Включения графита снижают прочность чугуна за счет уменьшения эффективной площади сечения. Кроме того, они играют роль внутренних концентраторов напряжений. Коэффициент концентрации напряжений для пластинчатого графита Кпг = 7,0-7,5, а для шаровидного – Кшг ≤ 3,5.

Возникновение высоких напряжений в локальных объемах около пластинчатого графита обусловливает появление микротрещин.

Наряду с этим наличие графитовых включений в структуре чугуна обеспечивает такие его свойства, как высокую циклическую вязкость и низкую чувствительность к надрезам.

С повышением степени эвтектичности Sэ механические свойства снижаются за исключением циклической вязкости. Это обусловлено формированием малопрочной ферритной матрицы и образованием большого количества пластинчатого графита прямолинейной или игольчатой формы.

СЧПГ имеет очень низкую пластичность (δ, ψ менее 1%).

Разрушение чугунных образцов при испытании на растяжении происходит практически без пластических деформаций (δч = 0,5-1,0%, δст = 20-40%). В связи с этим приближенная оценка пластичности определяется по величине стрелы прогиба (f300 или f600). Образцы диаметром 30 мм и длиной 300 или 600 мм.

С повышением марки чугуна стрела прогиба f300 увеличивается от 2-2,5 до 3-3,5 мм.

 

Ψ – циклическая вязкость%; Е – модуль упругости ГПа; НВ – твердость; σв – прочность кгс/мм2; f300 – стрела прогиба, мм; δ – относительное удлинение, %.

Рисунок – Влияние степени эвтектичности на механические свойства СЧПГ

 

Наилучшим комплексом механических свойств обладают доэвтектические чугуны (СЧ20-СЧ35), которые наиболее широко применяются для изготовления сложных и ответственных отливок.

 

Таблица – Механические свойства структурных составляющих СЧПГ

Структурная составляющая σв кгс/мм2 НВ
Феррит (Si = 2%)    
Перлит    
Цементит    
Феррит эвтектический -  

 

Наиболее прочной структурой составляющей является перлит. Увеличение феррита и появление структурно свободного цементита снижает прочностные свойства.

Для повышения прочности чугуна при кристаллизации необходимо обеспечить:

1 – уменьшение количества феррита, исключение выделения структурно свободного цементита, получение перлита с максимальной дисперсностью.

2 – уменьшение количества графита и размеров его включений.

3 – приближение формы графита к шаровидной, при которой ослабляется его надрезывающее влияние.

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 467; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.021 сек.