справочник (550668), страница 14
Текст из файла (страница 14)
На коэффициент а и удельную теплоемкость с влияет главным образом состав чугуна, а на теплопроводность Х вЂ” степень графитацин, дисперсность структуры, неметаллические включения и т. п, Козффициепг линейного расширения а определяет ие только изменения размеров в зависимости от температуры, но и нвпрюкения, образующиеся в отливках. Его уменьшение является полезным с этих позиций и облегчает условия получения качественных отливок. Но в случае совместной работы чугунных деталей с деталями из цветных сплавов или лругямн материалами, имеющими больший коэффициент линейного распшрения, приходится стремиться к увеличению значения а для чугуна.
Теплоемкость и тепиопроводность имеют большое значение длл таких отливок, как отопительные трубы, конфорки, изложницы, детали холодильных установок и двигкгелей внутреннего сгорания н т. д., твк как определяют равномерносп распределения температуры в отливках и шпенсивность отвода теплоты. В табл. 2.9 приведены теплофнзические свойства различных групп чутунов. Наибольшее влияние на коэффициент а оказывает углерод, в особенности в связанном состоянии. Одному проценту углерода соответствует примерно в 5 раз большее количество цементита, чем графита. Поэтому графнтнзирующие элементы (81, А1, Т(, Н1, Со и др.) повышают, а антиграфнтизирующие (Сг, Ч, %, Мо, Мп и др.) уменьшают коэффициент линейного расширения. Наибольшим значением а, как видно в табл. 2.9, отличаются аустеннтные никелевые, а также феррнтные никелевые чугуны типа чугааь и пирофераль.
Поэтому лрн достаточно высоком содержании Н1, Сп, Мп значение а резко увеличнваегся. Однако прн содержании Н! > 20 % значение а понижается и достигает минимума прн 35-37 % М. Форма ~рафита существенно влияет на коэффициент линейного расширения лишь при низких температурах, у высокопрочного чугуна с шаровидным графитом коэффициент а несколько выше, чем у чугуна с пластинчатым графитом. Удельная теплоемкосгь чугуна, как и железа, увеличивается с ростом температуры (см. табл. 2.7) и характеризуется скачкообразным повышением при фазовом превращении Ре,— > Ре„; затем удельная теплоемкость чугуна резко шщает, но с дальнейшим повышением температуры вновь увеличивается 110].
69 Табнпга 2 9. Тенлефнзнческне свейктвв чугунев в интервале 20-100 'С (8, 10-13) а.!о, с с, Ди/(кг. С) 523 -573 (628-670) К, Вт/(и С) 29,3-50,2 9-10 Серый с пластлнчатым графитом (ГОСТ 1412-85): СЧ10 — СЧ18 СЧ20 — СЧЗО СЧ35 8,0-9,0 9,5- 10,5 11-12 460-470 (586-628) 480-525 (586-628) 502-545 (628-670) 60,0-57,5 54,0-46,0 42,0-37,6 Чугун с вермнкуллрным графнтом (ГОСТ 28394-89): ЧВГЗΠ— ЧВГ35 ЧВГ40 — ЧВГ45 ! 2-14 12-14 47,0-51,0 37,0-41,0 480-550 480-550 Чугун с шаровидным гркфнтом (ГОСТ 7293-85): ВЧ35 — ВЧ45 ВЧ60 — ВЧ80 ВЧ100 11,5-12,5 10,0-11,0 9,0-10,0 460-502 (586-628) 5К-523 (628-670) 523 -565 (628-670) 37,6-46,0 33,5-41,9 29,3-37,6 Ковкнй (ГОСТ! 215-79): КЧЗО-б — КЧ37-12 КЧ45-6 — КЧ65-3 10,5-11,0 10,3-10,8 54,4-62,8 50,2-54,4 460-511 (586-628) 527-544 (628-670) Легнрованяый (ГОСТ 7769-82): ннкелевый: с35-3754% ЧН20Д2Ш хромнстый: ЧХ16 ЧХ22 ЧХ28 ЧХЗ2 кремннстый: ЧС5 ЧС15, ЧС!7 алюминиевый: ЧЮ7Х2 ЧЮ22Ш ЧЮЗО 1,5-2,5 17-19 (460-502) 30-42 32,6 25,5 17,4 19,8' 9-10 9-10 14-! 7 4,7 21,0 1 1,7-12,8 (473) (579) 33,! -33,9 15,1-28,0 ! 4,7-15,5 10,2-10,7 17,5 22-23' ° ! с ~2 о В скобках прнкедены значеннл с в интервале 20-! 000 С.
В ннтсрвале 20-200 С. Тоне 20-900 С. Тоже 20-550 С. 70 Графнтнзвцнл поннлшет теплоемкость чугуне, позтому у белого чугуна онв несколько выше, чем у серого н высокопрочного (см. табл. 2.9). Теплопроводность чугуне в большей мере, чем другие фнзнческне свойства, зависит от структуры, ее днсперсностн н мельчвйшнх загрязнений, т. е. является структурночувствнтельным свойством. Графитизация повышает теплопроводность; следовательно элементы, увеличивающие степень графитнзацни и размер графита, повышаот, а элементы, препятствующие ~рафитнзации н увеличивающие дисперсность структурных состанвпощнх, понижают Х [8). Указанное влияние графнтнзации меньше при шаровидном графите (см.
табл. 2.9). Форма графита, его выделение н распределение также влвпот на теплопроводность. Например, высокопрочный чугун имеет более низкую теплопроводность, чем серый; тсплопроводность чугуна с вермикулярным графитом выше, чем чугуна с шаровидным ~рафатом и близка к этой характеристике у серого чугуна с пластинчатым графитом [Ю]. Высоколегированные чугуны характеризуются, как правило, более низкой теплоареаодностью. чем обычные. Электрические и магнитные свойства. Удельное электрическое сопротивление р, наксвмальная магнитная проницаемость )г„, остаточная индукция (намагничивание) 8, я козрцитивная сила Н, чугуна также определяются его составом и структурой.
Укамявые свойства чугуна зависат от температуры. В частности, повышение температуры арвводит сначала к медленному. затем к более быстрому понижению степени насыщеип, коэрцитнвной сипы, остаточной индукции. Максимальная магнитная проннцаенесть при этом увеличивается [8). Удельное электрическое сопротивление серого чугуна р можно приближенно оцещть по формуле [7] р = 10,4+ 14,4 С„+ 3,2 С„+ (Ю,З ... 15,7) бй + (5 ... 7,2) Мп +!! Р.
Элекгросопротивление с повышением температуры возрастает. Структурные составмощне чугуна имеют следующие средние значения р Ю Ом м: 1Π— феррит, 20 — перлит; !40 — цсментит; 30 — графит параллельно базису н 1000 — перпендикулярно базису. Тащи абразом, наибольшими удельными электрическими сопротивлениями обладают ~рзфвт и цемеитит. Поэтому р чугуна увеличивается как прн графитизацни, особенно пнстяо для графита пластинчатой формы, так и при повышении в структуре количества ящснтита.
Существенно влияет также дисперсность структуры металлической матрицы ч)зува, Удельное электрическое сопротивление увеличивается с переходом структуры ет феррате к перлиту, сорбиту, тросппу н мартенситу (табл. 2.10). Высокнмн значениява р характеризуются чугуны с аустенитной структурой. Раковины, межкрнсталлическая порнстость, всякого рода включения также повынзют удельное электрическое сопротивление чугуна. Поэтому отливки имеют тем щаьаее р, чем больше их плотность 7. Высоколегированные чугуны характеризуются щже большими значениями р, чем обычные. В соответствии с требованиями, предьавляемыми к деталям, чугун можно примеяпь а качестве ферромагнитного (магнитомягкого) или паромагннтного материала. Миавтнме свойства в большей степени, чем какие-либо лругие, зависят от структуры щпляа, что определяет их разделение на первичные и вторичные.
К первичным отношжя вш~кция, насыщение, проницаемость в сильных полах и температура магнитного инаращення. Эти свойства зависят от количества н состава ферромагнитных фаз и не пзвсзт от нх формы н распределения. К вторичным свойствам относятса индукция. наашннне н проницаемость в слабых н средних полях, коэрцитивиая сила и остаточная внжпиая ннлукция. Вторичные свойства мало зависят от состава фаз и определяются пшвмм образом формой и распределением структурных составляющих.
71 Гсблнца 2,10. Электромагнитные свойства чугунов ($,10! Н„,. 10, Гн/н П10, Он м Н, Аlм в,.та Тнн н мчрнв чугуна 398-875 226-289 0,65-0,75 45-70 Серый с лластннчатым графитом (ГОСТ 1412-85): СЧ10-СЧ18 СЧ20-СЧ25 СЧ35 39$-796 398-796 796-! 034 0,4-0,5 0,4-0,65 0,55-0,7 45-85 65-105 120 565-1 256 440-754 565 120-600 320-$00 70-80 0,4-0,7 Чугун с вермнкуларнмм графитом Чугун с шаровндаым графитом (ГОСТ 7293 -85): ВЧ46 — ВЧ45 ВЧ60 — ВЧВО ВЧ100 40-50 55-65 60-75 119-278 318-796 796-875 1 256-2 512 377-!256 377-754 0,35-0,50 0.55-0,70 0,55-0,75 Кон кнй (ГОСТ 12! 5-79): КЧЗО-6 — КЧЗ7-12 КЧ45-6 — КЧ65-3 30-38 40-45 1674-2890 377-1 005 127-278 318-796 0.55-0,70 0,60-0,75 р ~(ГОСТ7789-$2): ннкелевый: ЧН11Г7Ш ЧН! 5Д7Х2 хремнстый: ЧХ16 ЧХ22 ЧХ28 ЧХ32 кремнистый: ЧС5 ЧС15, ЧС17 алюмннневый: ЧЮ22Ш ЧЮЗО 100- 110 140-170 1,28-1,38 1,29-3,77 О 0145-0 01 65 62-73 72-83 87-89 80-84 100-200 60-70 130-140 150-240 1,26-1,27 1,26-1,27 1,38-3,77 марганцевый ЧГВДЗ 130-160 Чугун с нластннчатым графитом.
Основными ферромагнитными соспаляюпшмн чугуна являются феррит и цементит (табл. 2. 1!). Цементнт является более жесткой магнитной составляющей, поэтому в качестве магнитомягкого материала всегда прнмеюпот серый, а не белый чугун. Графитнзация приводит к резкому понижению коэрцитнвной силы Н, и интенсивному повышению )г„, особенно прн распаде последних остатков карбидов. Прн этом влияние графита, как н других немагнитных фаз, зависит также от формы н размеров включений. Наиболее благоприятной в этом отношении является глобулярная форма, поэтому ковкнй н высокопрочный чугуны характеризуются большей нндукцней н проннцаемостью и меньшей коэрцитивной силой, чем серый при той же матрице (см.
табл. 2.10). Таблица 2.11. Характеристика структурных составлявших чугуна ]8, 13] ° ! ° з Температура магнитного превращения. Магнитная ннлукпня насыщения. Таким же образом влияет укрупнение эвтектического н ферритного зерна, а также уменьшение количества перлита. Позтому отпуск после закалки способствует улучшению магнитомягких свойств. Немагнитные (парамагнитные) чугуны применяют в тех случаях, когда требуется свести к минимуму потери мощности (крышки масляных выкаючателей, концевые коробки трансформаторов, нажимные кольца на злектромашинах и т.
д.) или необходимо минимальное искажение магнитного поля (стойки для магнитов и т. п.). В первом случае наряду с низкой магнитной проницаемостью требуется высокое удельное злекзрическое сопротивление (зтому требованию чугуны удовлетворяют даже в большей степени, чем сплавы цветных металлов). Во втором случае необходима особо низкая магнитная проницаемость.
Позтому в ряде случаев не удается заменить цветные сплавы аустеннтными чугунами дла отливок второй группы (8]. В зависимости от состава различают следуюпше аустенитные немагннтные чугуны: никелевые типа ннрезист с тем нли иным количеством хрома; никельмарганцевые типа номаг с тем или иным содержанием меди и алюминия, превосходящие чугуны первой группы по немагнпгности, но уступающие им по жаропрочности, жаростойкости и сопротивлению коррозии; марганцевые с тем или иным содержанием меди и алюминия, являющиеся наиболее дешевыми, но обладающие низкими прочностными и физическими свойствами.
Представляют интерес также ферритные высоколегированные алюминиевые чугуны, характеризующиеся особенно низкой магнитной проннцаемостью (см. табл. 2.! О). Коррозийиаи езойкость. Коррознйное разрушение чугуна вызывается злектрохимическимн, реже — чисто химическими процессами. Коррозия можег быт равномерной, местной, межкристаллитной, избирательной. В общем случае коррозию оценивают как скорость уменьшения массы материала. В зависимости от потери материала различают классы стойкости при коррозии в сильно- и среднеагрессивных средах (табл. 2. ] 2). Сопротивление коррозии зависит как от самого материала, так и от внешних факторов — состава н температуры среды, доступа кислорода, скорости движения раствора или газа относительно металла.
В частности, повышение температуры н скорости движения среды увеличивает скорость коррозии. Металлические материалы характеризуются структурой, химическим составом, ' шлаковыми н газовыми включениями, напряженным сосюяннем и качеством поверхности. 73 Таблица 2 12. Классы стойкости металлических матерналев По сопротивлению коррозии серые чугуны с пластинчвтым и шаровидным графитом в различных средах могут быть отнесены к различным классам стойкости (табл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
