Справочник по конструкционным материалам (Арзамасов Б.Н., Соловьева Т.В. - Справочник по конструкционным материалам), страница 16

Здесь и далее в аналогичных таблицах Н вЂ” козффицнеит Пуассона. ° ! ° 2 ° 3 ° 4 При срезе. При сжатии. При кручении. Здесь н далее в аналогичных таблицах <р— циклическая вязкость, характеризукнцвя скорость затухания вибрации, а значит, чувствительность к надрезам. В общем случае, чем меньше графита, мельче и благоприятнее по распределению его включения,, днсперснее перлнт, мельче эвтектическое зерно, тем выше указанные свойства Однако, если а„т 1, т„~р — зависят как от графита, так и от металлической основы, то модуль Е главным образом от графита, а твердость Н — почти полностью от структуры металлической основы.

Малую чувствительность серого чугуна к надрезам характеризуют следующие данные цо его сопротивлению усталости црн вибрации 1Ю1: а„МПа........ «з,, МПв: гладкий образец образец с надрезом 140 175 210 255 300 65 84 105 140 163 65 80 95 120 130 33 » сжатии 6 ',ГПв о„МПв: 60-30 65-90 40-44 60-80 40-70 30-32 85-125 93-! ЗО 130-155 сг, МПв 360 300 340 320 280 280 220 260 0,5 200 1,0 1,5 2,0 С,%(мвс,) О 0,5 1,0 1,5 2,0 С,%(мвс.) Рис.

2.3. Влияние легнрующих элементов нв временное сопротивление и твердость серого чузунв с пластннчвтмм графитом состава, % (мас.): 3,2 С; 1,85 81; 0,7 Мп; 0,14 Р 181 240 Влияние легирующнх элементов на механические свойства серого чугуна показано на рис. 2.3, а изменение временного сопрот'пиления в зависимости от тошцнны стенки отливки, полученной в песчаной форме, — на рис. 2.4. Для различных групп отливок путем варьирования содержания основных элементов и легирующих добавок обеспечивают комплекс оптимальных эксплуатационных свойств изделий из чугунов. Так, для блоков цилиндров карбюраторных двигателей чугун легируют 0,2 — 0,5 % Сг и до 0,2 % %, а для автомобильных двигателей дополнительно 0,2 — 0,4 % Сп.

Для тракторных двигателей необходимые свойства обеспечиваются путем повышения содержания Мп до 1,4 %. Гильзы карбюраторных двигателей изготавливают из чугуна СЧ25 с обычным (0,14 %) и повьппепным (0,17-0,22 %) содержанием фосфора. Для ребристых цилиндров двигателей воздушного охлаждения используют чугун, легированный 0,5 — 0,08 % ЗЬ, 0,4-0,6 % Сг и 0,1 — 0,3 % Х1 илн 0,65 % М и 0,65 — 0,57% Р.

сг„МПв В станкостроении для повышения твердости средних по массе отливок наряду с модифнцированием чугуна ген и 81СЗ прн- 400 меняют ковшевое легирование 0,3 — 0,4 % Сн Й и 0,2 — 0,3%С. Прн щ е б 320 15 — 20 мм используют легирование 0,8 — 1,0% Си и 0,3 — 0,5 % Сг. Для средних и тяжелых СЧ45 отливок, в которых допускается наличие в миСЧ35 кросхруктуре карбидных включений, примеСЧ30 някгг комплексное легнрованне 0,3 — 0,8% Мо, СЧ25 0,7 — 1,2 % М н 0,2 — 0,6 % Сг. В отдельных 80 СЧ20 случаях для повышения твердости применяют легирование 0,04 % В совместно с 0,4 — 0,6 % Сн илн 0,5 — 0,6 % Щ. Максимальная плавке в индукционных печах достигается рис. 2.4.

Изменение временного сопротив- 11рн отношении 314С О 85" 1*О (при посленнк серого чугуна различных марок в зв- толиной степени эвтектичности). В случае висимостиоттолщиниастенкнотлнвкн ваграночной плавки чугунов СЧЗО, СЧ35, Таблица 2.И. Механические свействв чугунев с швревнввым (ГОСТ 7293-8э1 и всрмвкулярным (1 ОСТ 28394-89) графитам вся Структура металлической основы НВ МПа Чугуны с шаровндным графитом 140-170 140-202 140-225 153-245 192-277 228-302 248-351 270-360 220 250 310 320 370 420 480 700 350 400 450 500 600 700 800 1000 22 15 10 ВЧ35 ВЧ40 ВЧ45 ВЧ50 ВЧ60 ВЧ70 ВЧЗО ВЧ!ОО Фсррито-перл итная Псрлито-фсрритнах Перл итная Бсйнитнея Чугуны с верминулярным графитам 130-130 140-! 90 170-220 190-250 ЧВГЗО Фсрритная Фсррито-лсрлитная Перл итная 300 350 400 450 240 260 320 380 2 1,5 0,3 ЧВГ35 ЧВГ40 ЧВГ45 более низкое отношение ЗУС = О,б ...

0,7 компенсируют повышением содержания до 1,0 — 1,5 % Мп. Герметичность отливок из чугуне зависит как от ~рафитовой, так и от усадочной пористости; при этом, чем ниже эвтектичность серого чугуна, тем большее значение приобретают условия эффективного питания прн затвердеванин отливок (градиент температур, обеспечивающий направленное затвердевание, достаточный металлостатический напор). Несмотря на наличие графита, герметичность чугуна достаточно велика, если в отливке отсутствуют литейные дефекты, Так, при испытании водой или керосином при давлении до 10 — 15 МПа втулки толщиной 2 мм показали полную гермстнчносп .

Чугунные отливки с мелким графитом и низким содержанием фосфора при отсутствии волосяных трещин могут противостоять давлению жидкости до 100 МПа и поов до 70 МПа. Сварнваемость серого чугуна значительно хуже, чем углеродистой стали, поэтому газовую и электродуговую сварку, как н заварку дефектов (особенно крупных) на отливках проводят по особой технологии.

Обрабатываемосп серого чугуна пропорциональна его твердости. Она улучшается при увеличении количества феррнта в структуре, а также по мере повышения однородности структуры, т. е. при отсутствии в ней включений фосфидной эвтектикн, карбидов, обладающих повышенной твердостью. Наличие графита полезно, так как стружка получается крошащейся и давление на инструмент уменьшается. Чугуны с шаровидным и вермикулирным графитом. Отличительная особенность чугунов с шаровидным графитом — высокие механические свойства (табл.

2.18; 2.19), обусловленные шаровидной формой графита, который не оказывает сильного нащкзывающего воздействия на металлическую основу. Как н другие чугуны, нх можно получать со всеми известными структурами металлической основы, выбирая состав металла, в том числе его легирование, технологию производства и методы термической обработки (табл.

2.20). Таблнгнг 2.19, Механические евействв высекваречных чугунов, не реглвмсмтнреванные ГОСТ 28394-89 110, 13, 23, 24! Чугун с шаровидным графитом со структурой мсталлнчсско» основы Свойство бсйнитной фар ритной нсрлитной Е, ГПа б, ГПа о„МПа: прм сжатии 150-175 (130-140) 65-75 175-185 (140-! 70)' 75-80 180-200 80-85 600-1200 750 — 900 ! 500-2000 850-1200 1800-2200 1200 — 1400 » нзгмбс т „МПа: 400-460 320-400 15-20 500-780 400-550 4-8 700-900 550-700 2-4 0,28-0,29 прм кручении » срезе ~р,% ° 4 р о,, МПа: 0,28-0,29 0,28-0,29 180-200 200-240 110-130 140-160 300-1500 10-14 200-280 330-340 170-180 180-230 150-300 8-10 320-460 415 прм растяжении » изгибе » срезе е5 т,, МПа 2 220-300 ЗОО 7-10 ЕС, кДж/м <р, %, прм вибрации с на- грузкой, равной 1/3 оо 2 ° 1 ° 2 ° 3 ° 4 Прм растлжснмм. Длн чугуна с всрммкуллрмым графитом. Прм срезе.

Прн сжатии. ° 5 Прм кручсммм. 86 В развитых капиталистических странах стандартами предусмотрены различные диапазоны изменения механических свойств зтих чугунов. Так, в Германии сг, чугуна с шаровидным графитом в зависимости от его марки изменяется в диапазоне от 360 до 6ОО МПа, в Японии — от 350 до 800 МПа, в Великобритании — от 350 до 900 МПа, в США — от 600 до 1000 МПа.

Появивгпийся в производстве во второй половине ХХ в. зтот тип чугуна занимает сейчас н 30 % общего производства чугунных отливок в мире. Чугун с шаровидным графитом имеет хорошие коррозийную стойкость (ие ниже, чем серый чугун, см. табл. 2.13), жаростойкость (см. рис, 2.1, б), хладостойкость, антифрикционные свойства, обрабатываемость; может подвергаться сварке и автогенной резке.

Весьма важно, что у него хорошие литейные свойства: высокая жидкотекучесть и незначительная склонность к образованию горячих трещин. Вместе с тем его склонность к образованию усадочных раковин и литейных напряжений выше, чем у серого чугуна, и находится на уровне стали и ловкого чутуна, Наиболее существенным для механических свойств чугуна с шаровидным графитом является получение графита правильной шаровидной формы, которая зависит от состава металлической основы, условий модифицирования, шихтовых материалов и других условий плавки, а также от скорости охлаждения отливки.

Чем больше скорость охлаждения, тем ближе к шаровидной форме и дисперсией включения графита. Табаща 2.20. Рекомендуемые кнмичеекий состав, % (мае.) н термическая обработка чугунов с шаровидным графитом )8, 10) С/81 при толщине стенки отлиа- ки, мн Си М Сг термические обработка Марка чугуна не более 50-100 ) 100 <50 3,3-3,8 3,0-3,5 2,7-3,2 0„2-0,6 0,02 0,05 ВЧ35 1,9-2,9 1,3-1,7 0,8-),5 3,3-3,8 3,0-3,5 2,7-3,2 0,2-0,6 0,02 0,1 ВЧ40 0,5-1,5 1,9-2,9 1,3- 1,7 3,3-3,$3,0-3,5 2,7-3,2 Без обработ- 03-07 002 О! ВЧ45 1,9-2,9 1,3-1,7 0,5-1,5 3,2-3,7 3,0-3,3 2,7-3,2 0,3-0,7 0,02 О,)5 ВЧ50 1,9-2,9 2,2-2,6 3,2-3,6 3,0-3,3 2,4-2,6 2,4-2,6 0,8-1,5 0,4-0,7 0,02 0,15 0,4 Нормализация О,З ВЧ60 3,2-3,6 3,0-3,3 0,4-0,7 0,015 0,15 0,4 0,6 ВЧ70 2,6-2,9 2,6-2,9 3,2-3,6 0,6 0,6 0,4-0,7 !!01 0,) 5 ВЧ80 2,6-2,9 3,2-3,6 Закалка и Отпуск 0,4-0,7 ЦО) 0,15 0,6 0,8 ВЧ! 00 3,0-3,$ Примечание.