Металлическая матрица – Ф, Ф-П, П

Графит

- серый (с пластинчатым графитом)

- высокопрочный (с шаровидным графитом)

- ковкий (хлопьевидный графит)

Графит повышает износостойкость и антифрикционные свойства чугуна вследствие собственного смазочного действия и повышения прочности пленки смазочного материала. Чугуны с графитом, как мягкой и хрупкой составляющей, хорошо обрабатываются резанием (с образованием ломкой стружки) и обеспечивают более чистую поверхность, чем стали (кроме автоматных сталей).

В перлитных чугунах высокая износостойкость обеспечивается металлической основой, состоящей из тонкого перлита и равномерно распределенной фосфорной эвтектики при наличии изолированных выделений пластинчатого графита.

У антифрикционного чугуна графит участвует в трении как смазка.

1) перлито-графитовый чугун и

2) феррито-графито-фосфидный чугун.

Чугуны 1-го типа имеют твёрдую перлитную основу; графит является мягкой составляющей, которая улучшает условия смазки.

Чугуны 2-го типа по своей структуре отвечают основным требованиям: они имеют мягкую пластичную основу (феррит), в которую вкраплены твёрдые включения фосфидов.

Маркировка - ГОСТ 1585 распространяется на антифрикционный чугун для отливок, работающих в узлах трения со смазкой, и включает 10 марок. Порядковый номер марки чугунов меняется от 1 до 6и указывает на различный химический состав.

В состав ГОСТа включены три основных типа чугуна:

- серый (с пластинчатым графитом) – 6 марок,

- высокопрочный (с шаровидным графитом) – 2 марки

- ковкий (хлопьевидный графит) – 2 марки.

Чугуны марок АЧС-1 - АЧС-6 - серые с пластинчатым графитом и различной структурой матрицы.

Перлитные чугуны АЧС-1 и АЧС-2

и перлитно-ферритный чугун АЧС-3.

Антифрикционные серые чугуны — перлитные чугуны АЧС-1 и АЧС-2 и перлитно-ферритный чугун АЧС-3. Эти чугуны обладают низким коэффициентом трения, завиящим от соотношения феррита и перлита в основе, а также от количества и формы графита. В перлитных чугунах высокая износостойкость обеспечивается металлической основой, состоящей из тонкого перлита и равномерно распределенной фосфорной эвтектики при наличии изолированных выделений пластинчатого графита.

___________________________________________________________________

Чугуны марок АЧВ-1 и АЧВ-2 - высокопрочные, с шаровидным графитом с перлитной (АЧВ-1) и перлитно-ферритной (АЧВ-2) металлической основой.

АЧВ-1 используется для работы в узлах трения с повышенными окружными скоростями в паре с закаленным или нормализованным валом.

АЧВ-2 применяют для пары с валом в состоянии поставки («сырым»).

_________________________________________________________________-

Чугуны марок АЧК-1 и АЧК-2 - ковкие с компактным графитом:

АЧК-1 легирован медью, перлитный,

АЧК-2 - перлитно-ферритный.

Массовая доля марганца меняется в указанных в марке АЧС-5 пределах в зависимости от толщины стенки.

_____________________________________________________________________

Применение:

заготовки

корпус подшипника

детали, работающие в паре трения

детали для работы в узлах трения с повышенными окружными скоростями

Антифрикционный чугун применяют главным образом для различных деталей типа подшипников, работающих обычно в присутствии смазки, предохраняющей поверхности трения от непосредственного контакта.

Антифрикционные серые чугуны применяют для изготовления подшипников скольжения, втулок и других деталей, работающих при трении о металл, чаще в присутствии смазочного материала. Детали, работающие в паре с закаленными или нормализованными стальными валами, изготавливают из чугунов АЧС-1 и АЧС-2, а для работы в паре с термически необработанными валами применяют чугун АЧС-3.

Сравнение с другими антифрикционными материалами

Главное достоинство антифрикционных чугунов по сравнению с баббитами и антифрикционными бронзами — низкая стоимость.

Основной недостаток —

1.плохая прирабатываемость, это приводит к ограничению допустимых скоростей скольжения, а также и удельных давлений. И требует точного сопряжения трущихся поверхностей.

2. из-за весьма высоких значений твердости и коэффициента трения в паре со сталью они чувствительны к недостаточности смазки и могут применяться только для работы при малых скоростях скольжения.

Вместе с тем выявился также и органический недостаток, присущий чугуну: ухудшенная по сравнению с бронзой прирабатываемость. Эта присущая чугуну всех марок особенность приводит к ограничению допустимых скоростей скольжения, а также и удельных давлений.

Высокопрочные антифрикционные чугуны близки по свойствам к литой углеродистой стали, но обладают лучшими литейными свойствами, хорошо обрабатываются резаньем, сохраняют высокую износостойкость.

Рис. Схемы микроструктур чугуна в зависимости от
металлической основы и формы графитовых включений

Лекция 4. Легированные стали. Классификации легированных сталей

Элементы, специально вводимые в сталь в определенных концентрациях с целью изменения ее строения и свойств, называются легирующими элементами, а стали – легированными.

В конструкционных сталях легирование осуществляется с целью улучшения механических свойств (прочности, пластичности). Кроме того меняются физические, химические, эксплуатационные свойства.

Легирующие элементы повышают стоимость стали, поэтому их использование должно быть строго обоснованно.

Легированная сталь обладает ценнейшими свойствами, которых нет у углеродистой стали, и не имеет ее недостатков. Применение легированной стали повышает долговечность изделий, экономит металл, увеличивает производительность, упрощает проектирование и потому в прогрессивной технике приобретает решающее значение.

Например, сталь 11Х11Н2В2МФ

С=0,11%, Cr=11%, Ni=2%, W=2%, Mo и V =1 % остальное Fe.

- легированная, низкоуглеродистая, высоколегированная, качественная, спокойная, конструкционная, деформируемая, хромоникельмолибденовая, семикомпонентная.

азот (N) – А
алюминий (Аl) - Ю
бериллий (Be) - Л
бор (B) - Р
ванадий (V) - Ф
висмут (Вi) - Ви
вольфрам (W) - В
галлий (Ga) - Гл
иридий (Ir) - И
кадмий (Cd) - Кд
кобальт (Co) - К
кремний (Si) - C
магний (Mg) - Ш
марганец (Mn) - Г
свинец (Pb) - АС
медь (Cu) - Д
молибден (Mo) - М
никель (Ni) - Н
ниобий (Nb) - Б
селен (Se) - Е
титан (Ti) - Т
углерод (C) - У
фосфор (P) - П
хром (Cr) - Х
цирконий (Zr) - Ц

Классификации легированных сталей

1. В зависимости от химического состава различают стали:

- углеродистые (ГОСТ 380-71, ГОСТ 1050-75)

- и легированные (ГОСТ 4543-71, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 14959-79).

2. по содержанию углерода «С»

- низкоуглеродистые-С до 0,25 %

- среднеуглеродистые-С от 0,25 до 0,65 %

- высокоуглеродистые-С свыше 0,65 %

3. по степени легирования (по содержанию легирующих элементов):

· низколегированные – от 2,5 до 5 %;

· среднелегированные – от 5 до 10 %;

· высоколегированные – свыше 10%.

4. по качеству ГОСТ 4543-71

- качественная

- высококачественная (А) в конце марки

- особокачественная (-Ш) в конце марки

Для того, чтобы показать, что в стали ограничено содержание серы и фосфора (S < 0.03%, P < 0.03%) и сталь относится к группе высококачественных в конце ее обозначения ставят букву А.

Например: 12Х2Н4А,

15Х2МА.

Особовысококачественные стали, подвергнутые электрошлаковому переплаву, обеспечивающему эффективную очистку от сульфидов и оксидов, обозначают добавлением через тире в конце наименования стали буквы Ш.

Например: 18ХГ-Ш,

20ХГНТР-Ш,

06Х16Н15М3Б-Ш и др.

Помимо этого к наименованиям указанных сталей через тире могут добавляться буквы, означающие следующее:

ВД - вакуумно-дуговой переплав (09Х16Н4Б-ВД),

ВИ - вакуумно-индукционная выплавка (03Х18Н10-ВИ),

ЭЛ - электронно-лучевой переплав (03Н18К9М5Т-ЭЛ),

ГР - газокислородное рафинирование (04Х15СТ-ГР),

ИД - ваккумно-индукционная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ЭП14-ИД),

ПД - плазменная выплавка с последующим вакуумно-дуговым переплавом (ХН45НВТЮБР-ПД),

ИЛ - вакуумно-индукционная выплавка с последующим электронно-лучевым переплавом (ЭП989-ИЛ) и т.д.

5. по степени раскисления - все легированные стали спокойные

6. по назначению

- конструкционные стали ГОСТ 4543-71 – если впереди марки стоят две цифры, они указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Цифры после каждой буквы обозначают примерное процентное содержание соответствующего элемента, округленное до целого числа, при содержании легирующего элемента до 1.5% цифра за соответствующей буквой не указывается.

Например:

сталь состава C 0.09 - 0.15%, Cr 0.4 - 0.7%, Ni 0.5 - 0.8% называется 12ХН,

сталь состава C 0.27 - 0.34%, Cr 2.3 - 2.7%, Mo 0.2 - 0.3%, V 0.06 - 0.12% - 30Х3МФ.

- инструментальные стали ГОСТ 5950-73 – одна цифра впереди марки указывает среднее содержание углерода в десятых долях процента. Если впереди марки нет цифры, это значит, что углерода в ней либо 1%, либо выше 1%.

Например,

сталь 4Х2В5МФ имеет содержание C 0.3 - 0.4%, Cr 2.2 - 3.0%, W 4.5 - 5.5%, Mo 0.6 - 0.9%, V 0.6 - 0.9%.

ХВГ - C 0.9 - 1.05%, Cr 0.9 - 1.2%, W 1.2 - 1.6%, Mn 0.8 - 1.1%.

- стали и сплавы с особыми свойствами резко выраженными.

Стали высоколегированные со специальными свойствами подразделяют на следующие группы:

а) коррозионно-стойкие (нержавеющие), обладающие стойкостью против атмосферной коррозии (25х18Л и др.);

б) кислотоупорные, обладающие сопротивляемостью агрессивным средам (кислотам) (15х18Н9ТЛ и др.);

в) окалиностойкие (жаростойкие), обладающие стойкостью против окалинообразования (окисления при высоких температурах), например 15х9С2Л и др.;

г) жаропрочные, сохраняющие достаточно высокую прочность при высоких температурах (15х22Н15Л и др.);

д) износостойкие с высокой сопротивляемостью износу при абразивном и ударном воздействиях в разных условиях (110Г13Л, 15х34Л и др.);

е) высокопрочные; к ним относятся низколегированные стали, подвергнутые сложной термической обработке и дополнительной деформации.

1. по методу получения –стальдеформируемая или литейная.

Литейные легированные стали. В соответствии с ГОСТ 977-88 обозначаются по тем же правилам, что и углеродистыелитейные стали.

Также в конце наименований литейных сталей приводится буква Л, например, 15Л, 20Г1ФЛ, 35 ХГЛ и др.

Для изготовления отливок применяют низколегированные, среднелегированные и высоколегированные стали.

Но легированные стали обладают плохими литейными свойствами.

8. по составу:

никелевые, хромистые, хромоникелевые, хромоникельмолибденовые и так далее (признак – наличие тех или иных легирующих элементов).

9. по числу легирующих элементов:

трехкомпонентные (железо, углерод, легирующий элемент);

четырехкомпонентные (железо, углерод, два легирующих элемента) и так далее.

Дата добавления: 2014-01-07