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)

Белый, серый, высокопрочный, ковкий и легированный чугун, маркировка, структура, свойства и область применения

Стали и сплавы с особыми физическими свойствами

Стали и сплавы с особыми физическими свойствами составляют особую группу конструкционных материалов узкоспециализированного назначения, для которых важнейшими являются те или иные конкретные физические свойства, а механические и технологические имеют второстепенное значение.

1. Магнитно-мягкие стали и сплавы обладают низкими потерями при перемагничивании; используются для изготовления магнитопроводов электрических машин: генераторов, двигателей, трансформаторов. Электротехнические стали для уменьшения потерь содержат до 4,8 % Si; маркируются цифрами, например, 1212, 2211, 3406. Железо-никелевые сплавы типа пермаллой (например, 50НХС) используются в радиоэлектронике для изготовления высокочастотных магнитопроводов трансформаторов и т. п.

2. Магнитно-твердые стали и сплавы обладают высокой магнитной энергией, пропорциональной произведению магнитной индукции Вr на коэрцитивную силу Нс; используются для изготовления постоянных магнитов. В промышленности нашли применение высокоуглеродистые стали легированные хромом и кобальтом (ЕХ3, ЕХ9К15М2), сплавы типа алнико (ЮНДК15, ЮНДК35Т5АА – монокристаллический) и многие другие.

3. Парамагнитные (немагнитные) стали, например, 17Х18Н9, 55Г9Н9Х3 имеют аустенитную структуру; используются в электротехнике и приборостроении.

4. Стали и сплавы с высоким электрическим сопротивлением имеют специальные названия; изготавливаются на железной (Х13Ю4 – фехраль, 0Х23Ю5 – хромель) и никелевой (Х15Н60 и Х20Н80 – нихром) основе; применяются для изготовления нагревательных элементов, резисторов, термопар и. т. п.

5. Существуют также сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (36Н – инвар, 29НК – ковар), заданным температурным коэффициентом модуля упругости (42НХТЮ – элинвар), эффектом «памяти формы» (Н50Т50 – нитинол) и многие другие.

 

Чугуны благодаря сочетанию высоких литейных свойств, достаточной прочности, износостойкости и дешевизне широко применяются в промышленности всех стран. В отечественном машиностроении 77 % отливок изготавливают из чугуна, 21 % – из стали и 2 % – из цветных металлов[46].

Чугуны подобно сталям могут иметь ферритную, ферритно-перлитную или перлитную основу, однако из-за гораздо большего содержания углерода последний образует достаточно крупные включения, состоящие из цементита или графита. В зависимости от формы включений различают чугуны с пластинчатым, вермикулярным (червеобразным), шаровидным и хлопьевидным графитом. Производимые в нашей стране чугуны в большинстве случаев содержат 2,4…3,8 % углерода, до 3,8 % кремния (способствует образованию графита), до 1,1 % марганца, до 0,3 % фосфора (повышает жидкотекучесть и твердость отливок), до 0,2 % серы и др. элементы.



Рис. 46. Микроструктура серого (а), высокопрочного (б), высокопрочного с вермикулярным графитом (в) и

ковкого (г) чугуна

 

1.

 
 

Белый чугун получается при сравнительном быстром охлаждении расплава в металлических изложницах – кокилях. Углерод в белом чугуне присутствует в основном в виде цементита, поэтому такой чугун очень твёрд, хрупок и имеет в изломе белый цвет.

В связи с высокой хрупкостью и низкой обрабатываемостью применяется для изготовления крайне ограниченного числа деталей (прокатные валки, дробильные мельничные шары), а также для последующего превращения в ковкий чугун. Маркировки не имеет.

2. Серый чугун по ГОСТ 1412-85 (СЧ10, СЧ15, …СЧ35) получается при более медленном охлаждении расплава, например, в песчано-глинистых формах. При этом углерод успевает выделиться в виде графитовых пластинок в виде чешуек, равномерно распределённых в ферритной, ферритно-перлитной или перлитной основе – рис. 46а. Поскольку острые края пластинок графита являются сильными концентраторами напряжений, то относительное удлинение серых чугунов (δ) не превышает 1 %. Серый чугун маркируется буквами СЧ, после которых идёт цифра, указывающая на минимальное допустимое значение σв в кгс/мм2. Серый чугун обладает прекрасными литейными свойствами[47], хорошо работает на сжатие и плохо на растяжение. Из него изготавливают станины станков, картеры ДВС, корпуса редукторов и т. п.

3. Высокопрочный чугун по ГОСТ 7293-85 (ВЧ35, ВЧ40, …ВЧ100) получают путём микролегирования расплава порошком Mg, Ca, Ce и др. элементов. Частицы порошка являются центрами кристаллизации графита, поэтому он приобретает сферическую форму – рис. 46б. При получении чугуна высоких марок (с бóльшей прочностью) производят дополнительное легирование небольшим количеством Ni, Cr, Cu и Mo. Основа высокопрочных чугунов также может быть ферритной, ферритно-перлитной или перлитной. Чугун маркируется буквами ВЧ, после которых идет цифра, указывающая на минимальное допустимое значение σв в кгс/мм2 (по старому ГОСТ 7293-79 после черточки указывали еще и минимально допустимое относительное удлинение δ в % – ВЧ38-17, ВЧ42-12, … ВЧ120-2). Из высокопрочного чугуна изготавливают высоконагруженные ответственные детали (корпуса паровых турбин, коленчатые валы и поршни ДВС и т. п.).

При более экономном микролегировании образуется вермикулярный[48] графит (рис. 46в) и получается чугун с несколько более низкими механическими свойствами. Высокопрочный чугун с вермикулярным графитом по ГОСТ 28394-89 изготавливается только четырех марок: ЧВГ30, ЧВГ35, ЧВГ40, ЧВГ45. Такой чугун более технологичен по сравнению с высокопрочным по ГОСТ 7293-85, т. к. обладает лучшей жидкотекучестью и дает меньшую усадку.

4. Ковкий чугун по ГОСТ 1215-79 (КЧ30-6, КЧ35-10, …КЧ80-1,5) получают длительным отжигом отливок из белого чугуна; при этом цементит разлагается с образованием хлопьевидного графита округлой формы – рис. 46г. Структура и свойства ковкого чугуна аналогичны структуре и свойствам высокопрочного чугуна. Маркируется буквами КЧ, после которых идут две группы цифр, указывающих на минимально допустимые значение σв в кгс/мм2 и δ в % Применение ковкого чугуна аналогично применению высокопрочного чугуна; однако, детали из него можно получать с толщиной стенки до 50 мм, т.к. при большей толщине невозможно получить исходный белый чугун.

5. Легированный (или специальный) чугун по ГОСТ 7769-82 и ГОСТ 1585-85 маркируется буквой Ч, а дальше идет сочетание букв и цифр, принятое для легированных сталей; буква Ш в конце марки означает, что это чугун с шаровидным графитом. По химическому составу различают: хромистые (ЧХ1, ЧХ9Н5 и др.), кремнистые (ЧС5, ЧС15М4 и др.), алюминиевые (ЧЮ30, ЧЮ7Х2 и др.), марганцевые (ЧГ7Х4, ЧГ8Д3 и др.) и никелевые (ЧНХТ, ЧН15Д7 и др.) чугуны.

В зависимости от назначения различают следующие группы специальных чугунов:

- жаростойкие хромистые (ЧХ28), кремнистые (ЧС5) и никелевые (ЧН15Д3Ш);

- жаропрочные с шаровидным графитом (ЧН19Х3Ш, ЧН11Г7Ш);

- износостойкие хромистые (ЧХ9Н5), алюминиевые (ЧЮ6С5), марганцевые (ЧГ7Х4) и никелевые (ЧН4Х2);

- коррозионно-стойкие никелевые (ЧН15Д7), хромистые (ЧХ22) и кремнистые (ЧС15, ЧС17М3)

- немагнитные (аустенитные) никелевые (ЧН19Х3Ш, ЧН11Г7Ш).

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Белый, серый, высокопрочный, ковкий и легированный чугун, маркировка, структура, свойства и область применения

Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 331; Нарушение авторских прав?;


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



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ‚аш ip: 54.198.163.124
Генерация страницы за: 0.316 сек.