Влияние легирующих элементов на структуру и свойства чугунов, примеры применения

Опишите классификацию легированных сталей и примеры их применения.

- по типу равновесной структуры;

- структуре после нормализации;

- химическому составу;

- назначению.

Легированные стали разделяют стали на 3 основных класса:

- перлитный (сорбит, тростит и бейнит);

- мартенситный (в легированных);

- аустенитный (в высоколегированных).

Легированные стали делятся:- по химическому составу: на хромистые; марганцовистые; хромоникелевые; хромоникельмолибденовые и т.д.;

- по общему количеству легирующих элементов в них: на низколегирован­ные (до 2,5 %); легированные (2,5-10 %); высоколегированные (свыше 10 %);

- по назначению: на конструкционные (цементуемые, улучшаемые); ин­струментальные; с особыми свойствами («автоматные» пружинные, шарико­подшипниковые, износостойкие, коррозионностойкие, теплоустойчивые, жа­ропрочные, электротехнические и др. стали).

Стали перлитного класса с различным содержанием углерода нашли широкое применение как конструкционные материалы для изготовления различных конструкций и деталей машин. Для изготовления конструкций применяют преимущественно низколегированные стали с невысоким содержанием углерода, что обеспечивает им хорошую свариваемость.

Стали, легированные кремнием, марганцем и некоторыми другими элементами и содержащие 0,5...0,65 %С, используются для изготовления пружин и рессор.

Сплав железа с углеродом (>2,14 % С) называют чугуном. При­сутствие эвтектики в структуре чугуна обусловливает его использование исключительно в качестве литейного сплава.

Структура чугуна в отлив­ках зависит в первую очередь от химического состава (содержания углерода и кремния) и скорости кристаллизации.

Кремний способствует процессу графитизации, действуя в том же направлении, что и замедление скорости охлаждения. Измененяя, с одной стороны, содержание в чугуне углерода и крем­ния, а с другой — скорость охлаждения, можно получить различ­ную структуру металлической основы чугуна. Чем больше в чугуне кремния, тем полнее протекает графитизация. Чем больше в чугуне угле­рода, тем меньше требуется кремния для получения заданной структуры.

Количество марганца в чугуне не превышает 1,25—1,4 %. Марганец препятствует графитизации, т. е. затрудняет выделение графита и повышает спо­собность чугуна к отбеливанию — появлению, особенно в поверх­ностных слоях, структуры белого или половинчатого чугуна. При повышенном содержании фосфора в структуре чугуна образуются твердые включения фосфидной эвтектики.

Чем меньше графитных включений, чем они мельче и больше степень изолированности их, тем выше прочность чугуна.

Низколегированные чугуны имеют перлитную или бейнитную структуру матрицы (металлической основы), среднелегированные -мартенситную, высоколегированные - аустенитную или ферритную.

Примеры легированных чугунов: силал (5-7 % кремния) - жаростойкий материал; ферросилид (12-18 % кремния) - высокая коррозионная стойкость в растворах солей, кислот (кроме соляной) и щелочей; чугаль (19-25 % алю­миния) - высокая жаростойкость

Например: ЧН19ХЗ - легированный чугун, содержащий примерно 19 % никеля и 3 % хрома

Дата добавления: 2015-04-24