Чугун с пластинчатым графитом как литейный сплав в машиностроении. Классы чугуна, устанавливаемые на основании результатов механических испытаний на растяжение образцов, вырезанных из литейных проб. Пути повышения прочностных свойств серого чугуна.
Структура серого (литейного) чугуна состоит из металлической основы с графитом пластинчатой формы, вкрапленным в эту основу. При низком содержании углерода и кремния чугун модифицируют небольшими дозами некоторых элементов (например, алюминий, кальций, церий). Модифицирование металлов - введение в металлические расплавы модификаторов, то есть веществ, небольшие количества которых (обычно не более десятых долен %) способствуют созданию дополнительных искусственных центров кристаллизации, и следовательно, образованию структурных составляющих в измельченной или округлой форме, что улучшает механические свойства металла. Для характеристики структуры серого чугуна необходимо определять размеры, форму, распределение графита, а также структуру металлической основы. Механические свойства серых чугунов зависят от свойств металлической основы и, главным образом, от количества, формы и размеров графитных включений.Пластинчатый графит нарушает сплошность металлической основы, поэтому ЧПГ имеет сравнительно невысокие значения временного сопротивления разрыву и очень низкую пластичность. СЧ - технологичный материал, обладает хорошей жидкотекучестью, малой склонностью к образованию усадочных дефектов по сравнению с чугуном других типов. чугун графит литейный сплав По ГОСТ 1412-85 марка ЧПГ определяется показателем временного сопротивления чугуна при растяжении. Поскольку значения прочности чугуна данной марки в отливке зависят от скорости охлаждения, определяемой толщиной стенки (диаметром) отливки, в стандартах приводятся минимальные значения sв в отдельно отлитых пробных заготовках других диаметров или сечений из СЧ каждой марки. Характерным показателем, определяющим марку чугуна, является временное сопротивление при растяжении sв образцов из отдельно отлитых цилиндрических проб диаметром 30 мм.5.1), согласно которым для увеличения прочности и твердости необходимо уменьшить содержание углерода, а следовательно, графита в чугуне. Отливка тонкостенных отливок из серого чугуна в металлические формы представляет значительные сложности, главным образом, изза отбела. Эвтектические и околоэвтектические чугуны к усадочным раковинам и пористости практически не склонны, и отливки из них изготовляются без прибылей благодаря расширению чугуна вследствие выделения графита в некотором интервале температур после затвердевания. Следует еще раз напомнить, что, несмотря на малую объемную усадку, отливки из чугуна высоких марок, начиная с СЧ25, получить без усадочных дефектов непросто, так как расширение чугуна происходит после затвердевания и объем прибылей зависит от податливости литейной формы. Отливки из серого чугуна к горячим трещинам практически не склонны, так как при температурах вблизи интервала кристаллизации отливки расширяются, расширение происходит в уже затвердевшей корке, и растягивающие механические напряжения в интервале температур кристаллизации практически не возникают.На долю отливок из серого чугуна с пластинчатым графитом приходится от 80 до 90 % всего чугунного литья, что свидетельствует о широком использовании отливок из серого чугуна. Основным критерием, по которому чугун делится на марки, является временное сопротивление чугуна (предел прочности при растяжении) СИГМАВ (таблица). Объяснение факультативности химического состава, приведенное выше, сводится к тому, что из чугуна одного и того же химического состава можно получить путем изменения скорости охлаждения разные типы чугунов.
План
Оглавление
Введение
1. Чугун с пластинчатым графитом (ЧПГ) как основной литейный сплав в машиностроении
2. Пути повышения прочностных свойств серого чугуна
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Структура серого (литейного) чугуна состоит из металлической основы с графитом пластинчатой формы, вкрапленным в эту основу. Такая структура образуется непосредственно при кристаллизации чугуна в отливке в соответствии с диаграммой состояния системы Fe - С (стабильной). Причем, чем больше углерода и кремния в сплаве и чем ниже скорость его охлаждения, тем выше вероятность кристаллизации по этой диаграмме с образованием графитной эвтектики. При низком содержании углерода и кремния чугун модифицируют небольшими дозами некоторых элементов (например, алюминий, кальций, церий). Модифицирование металлов - введение в металлические расплавы модификаторов, то есть веществ, небольшие количества которых (обычно не более десятых долен %) способствуют созданию дополнительных искусственных центров кристаллизации, и следовательно, образованию структурных составляющих в измельченной или округлой форме, что улучшает механические свойства металла. Для характеристики структуры серого чугуна необходимо определять размеры, форму, распределение графита, а также структуру металлической основы. В обычном сером чугуне при медленном охлаждении во время кристаллизации графит очень слабо разветвляется. Он похож на розетку с небольшим числом изогнутых лепестков. Металлическая основа серых чугунов формируется из аустенита при эвтектоидном распаде и может быть перлитной, ферритной и ферритно-перлитной. Образование перлита происходит легко, в сравнительно короткий промежуток времени. Для получения ферритного белого чугуна используют изотермическую выдержку при 690...650 °С, в результате которой цементит перлита распадается на феррит и пластинчатый графит. Механические свойства серых чугунов зависят от свойств металлической основы и, главным образом, от количества, формы и размеров графитных включений. Перлитная основа обеспечивает наибольшие значения показателей прочности и износостойкости. Марки серых чугунов согласно ГОСТ 1412-85 состоят из букв «СЧ» и цифр, соответствующих минимальному пределу прочности при растяжении Ств, МПА/10. Чугун СЧ10 - ферритный; СЧ15, СЧ18, СЧ20 - ферритно-перлитные чугуны, начиная с СЧ25 - перлитные чугуны. На долю серого чугуна с пластинчатым графитом приходится около 80% общего производства чугунных отливок. Серые чугуны обладают высокими литейными качествами (жидкотекучесть, малая усадка, незначительный пригар металла к форме и др.), хорошо обрабатываются и сопротивляются износу, однако изза низких прочности и пластических свойств в основном используются для неответственных деталей. В станкостроении серый чугун является основным конструкционным материалом (станины станков, столы и верхние салазки, колонки, каретки и др.); в автомобилестроении из ферритно-перлитных чугунов делают картеры, крышки, тормозные барабаны и др., а из перлитных чугунов - блоки цилиндров, гильзы, маховики и др. В строительстве серый чугун применяют, главным образом, для изготовления деталей, работающих при сжатии (башмаков, колонн), а также санитарно-технических деталей (отопительных радиаторов, труб). Значительное количество чугуна расходуется для изготовления тюбингов, из которых сооружается туннель метрополитена. Из серого чугуна, содержащего фосфор (0,5%), изготавливают архитектурно-художественные изделия.
Вывод
На долю отливок из серого чугуна с пластинчатым графитом приходится от 80 до 90 % всего чугунного литья, что свидетельствует о широком использовании отливок из серого чугуна. ГОСТ 1412-85 устанавливает девять основных марок серого чугуна. Основным критерием, по которому чугун делится на марки, является временное сопротивление чугуна (предел прочности при растяжении) СИГМАВ (таблица). В других сплавах, как известно, таким критерием является химический состав. Например, в маркировке углеродистых сталей указывается содержание углерода в сотых долях процента (необходимо цифру в марке разделить на 100). В чугунах же химический состав не является обязательным. Объяснение факультативности химического состава, приведенное выше, сводится к тому, что из чугуна одного и того же химического состава можно получить путем изменения скорости охлаждения разные типы чугунов. Для получения одной и той же отливки в песчаную и металлическую форму химический состав чугуна также должен быть разным.
К другим характеристикам, которые регламентирует ГОСТ, кроме СИГМАВ, относятся предел прочности при изгибе СИГМАИЗГ и твердость (для чугунов она обычно измеряется в единицах Бринеля - HB).
