справочник (550668), страница 17
Текст из файла (страница 17)
Малую чувствительность серого чугуна к надрезам характеризуют следующие данные по его сопротивлению усталости при вибрации [! 01: а„МПа........ а,, МПа: гладкий образец образец с надрезом 140 175 210 255 300 65 84 105 140 163 65 80 95 120 130 83 в сжатии О, ГПя а„МПа: при сжатии и изгибе 240-320 150-220 0,2-1,0 20-40 0,245-0.260 50-70 гО-9О 58-66 60-80 40-70 30-32 250-355 0,4-0,65 15-30 0,262-0,270 360-400 355-400 0,65-0,9 15-20 0,275-0,285 зоо 280 З4О З2О 260 28О 22О 200 О 0,5 1,0 1,5 2,0 С,%(мас. 260 О 0,5 1,О 1,5 2,0 С,%(мас.) Рис.
2З. Влияане легвруюших элементов на временное сопротивление и твердость серого чугуяа с пластлнчвгым графитом состава, % (мас.): 3,2 С; 1,85 81; 0,7 Ма; 0,14 Р [8) Влияние легнрующих элементов на механические свойсгва серого чугуна показано на рис. 2.3, а изменение временного сопротивления в зависимости от толщины стенки отливки, полученной в песчаной форме, — на рис, 2.4.
Дяя различных групп отливок путем варьирования солержания основных элементов н легирующих добавок обеспечивают комплекс оптимальных эксплуатационных свойств изделий нз чугунов. Так, для блоков цилиндров карбюраторных двигателей чугун лепгруют О 2-0 5 % Сг и до О 2 % )ч[, а для автомобильных двигателей дополнительно О 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 повышенным (0,17-0,22 %) содержанием фосфора. Для ребристых цилиндров двигателей воздушного охлаждения используют чугун, легированный О 5-0 08 % ЗЪ, О 4 — 0 6 % Сг и 0,1-0 3 %% или О 65 % Ъй и О 65-0 57% Р. В станкостроении для повышения твердости средних по массе отливок наряду с молнфицированием чугуна Рей[ и 8(Са при- .СО меюпот ковшевое легирование О,З вЂ” 0,4 % Си Й и 0,2 — 0,3 % Сг.
При толщине стенки более 320 15 — 20 мм используют легирование 0,8 — 1,0% Сп и 0,3 — 0,5 % Сг Для срешшх и тяжелых 240 СЧ45 отливок, в которых допускается наличие в миСЧ35 крострукгуре карбнлных включений, прим СЧЗО няют комплексное легирование 0,3 — 0,8 % Мо, СЧ25 0,7 — 1,2 % Ъ(1 и 0,2 — 0,6 % Сг. В отдельных СЧ20 слу лспг для повьппения твердости применаот легирование 0,04 % В совместно с 0,4 — 0,6 % Си нли 0 5 — 0 6 % Ъ[Ъ Максимальная прочность чугунов при плавке в индукционных печах достигаетса Рис.
2.4. Изменение временногосопротлв при отношении 81/С=0,85...1,0 (при послення серого чугуна развячиых марок в за- тоянной степени эвтектичности). В случае внсимсстн от толщины а стенки отливки ваграночной плавки чугунов СЧЗО, СЧ35, 80 Габгича 2. 1В. Механические свейстев чугуиев с тареаилиым (ГОСТ 7 293-85) и еермикулириым (ГОСТ 28394-89) графитам а, ааг Сгруатура ыатаааичасавя асиааы НВ Мариа чучтиа Чугуны с иигравидныы графимаы 140-170 140-202 140-225 153-245 192-277 228-302 248-351 270-360 ВЧ35 ВЧ40 ВЧ45 ВЧ50 ВЧ60 ВЧ70 ВЧ80 ВЧ 100 350 400 450 500 600 700 800 1000 220 250 310 320 370 420 480 700 22 15 1О 7 3 2 2 2 Фсрритиая Р Ферриго-веря итиая Псрлиго-фврритиаа Перл итиая Бевиигиая Чугуны с вврмииуггрныы графитам 130-180 140-190 170-220 190-250 ЧВГ30 ЧВГ35 ЧВГ40 ЧВГ45 300 350 400 450 240 260 320 380 Феррятная Феррито-леряитиая Перлитиая 3 2 1,5 0,8 более низкое отношение 8!/С = 0.6 ...
0,7 компенсируют повышением содержания до 1,0 — 1,5 % Мп. Герметичность отливок из чугуна зависит как от графитовой, так н от усадочной пористости; при зтом, чем ниже звтектичность серого чугуна, тем большее значение приобретают условия зффекпвного питания при затвердевании отливок (градиент температур, обеспечивающий направленное затвердевание. достаточный мсталлостатическнй напор). Несмотря на наличие графита, гермегичносзь чугуна достаточно велика, если в отливке отсутствуют литейные гшфекты. Так, при испытании водой или керосином при давлении до 10 — 15 МПа втулки толщиной 2 мм показали полную герметичность.
Чугунные отливки с мелким графитом и низким содержанием фосфора при отсугствии волосяных трещин могут пропгвостоять давлению жидкости до 100 МПа и газов до 70 МПа. Сваривавмасть серого чугуна значительно хуже, чем углеродистой стали, позтому газовую и элекгродугоаую сварку, как и заварку дефектов (особенно крупных) на отливках проводят по особой технологии. Обрабвтыааемость серопг чугуна пропорциональна его твердости.
Она улучшается при увеличении количества феррита в структуре„а также по мере повышения однородности структуры, т. е. при отсугствии в ней вюпочений фосфилной эвтектики, карбидов, облакаюших повышенной твердостью. Наличие графита полезно, так как стружка получается крошащейся и давление на инструмент уменьшается. Чугуны с шаровидным и вермикулирным графитом. Отличительнаа особенность чугунов с шаровидным графитом — высокие механические свойства (табл. 2.18; 2.19), обусловленные шаровидной формой графита, который не оказывает сильного мадрезываюшего воздействия на металлическую основу.
Как и другие чугуны, нх можно получать со всеми известными струпурами металлической основы, выбирая состав металла, в том числе его легированне, технологию производства и методы термической обработки (табл. 2.20). Таблияа 219. Механические свейства аысоконрочиых чугуиеа, ие рвгламвитнроааииыо ГОСТ 28394-89 (1О, 13, 23, 24) Свойство исрлнтной 175-185 (140-170) 75-80 150-! 75 (130-140) 65-75 180-200 80-85 1500-2000 850-1200 1800-2200 1200-! 400 600-1200 750-900 500-780 400-550 4-8 0,28-0,29 700-900 550-700 2-4 0,28-0,29 400-460 320-400 15-20 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 8-10 320-460 415 220-300 300 7-10 ° ! .т ° 3 ° 4 При растяжении. Дяя чугуна с всрмихуляримм графитом. При срем.
При сжатии. ° 5 ' Прн кручении. В развитых капиталистических странах стандартвмн предусмотрены различные диапазоны изменения механических свойств этих чугунов. Так, в Германии и, чугуна с шаровидным графитом в зависимости от его марки изменяется в диапазоне от 360 до 600 МПа, в Японии — от 350 до 800 МПа, в Великобритании — от 350 до 900 МПа, в США — от 600 до 1000 МПа. Появившийся в производстве во второй половине ХХ в. этот тнп чугуна занимает сейчас и 30 % общего производства чугунных отливок в мире. Чугун с шаровидным графитом имеет хорошие коррознйную стойкость (не ниже, чем серый чугун, см. табл.
2.13), жаростойкость (см. рнс. 2.1, б), хладостойкость, антифрнкционные свойства, обрабатываемость; может подвергаться сварке и автогенной резке. Весьма важно, что у него хорошие литейные свойства: высокая жндкотекучесть н незначительная склонность к образованию горячих трещин. Вместе с тем его склонность к образованию усадочных раковин н литейных напряжениЯ выше, чем у серого чугуна, н находится на уровне стали н ковкого чугуна. Наиболее существенным для механических свойств чугуна с шаровидным графитом является получение графита правильной шаровидной формы, которая зависит от состава металлической основы, условий моднфнцнровання, шихтовых материалов н других условий плавки, в также от скорости охлаждения отливки. Чем больше скорость охлаждения, тем ближе к шаровидной форме н дисперсией включения графита. С, ГПв о„МПа: при сжатии и изгибе ти МПа: прн кручении и срезе % ° 4 р о оМПа: прн растяжении Р изгибе и срезе т,, МПа КС, кДж!'ы гр, %, при вибрации с нагрузкой, равной 1/3 ест Чугун с швровнлным графитом со сгрун!Э рой мвтввличссвой основы Таблица 220.
Рекеменвуемые химический состав, % (мас.) н термическая ебрабетка чугунов с швреаилиым ~рафатом (8, 1О! СЛИ лри толпило стенки очлнл- кн, мм 3 Сл Си Ьи термичооклл обрлботкл Марка чттунл Мо но более 50-100 <50 >! 00 3,3-3,8 1,9-2,9 3,0-3,5 2,7-3,2 0,2-0,6 0,02 0,05 Отжиг ВЧ35 0,8-1,5 1,3-1,7 3,0-3,5 1,3-1,7 3,3-3,8 1,9-2,9 2,7-3,2 0,5-1,5 0.2-0,6 0,02 0,1 ВЧ40 3,3-3,8 1,9-2,9 3,0-3,5 2,7-3,2 0.3-0,7 0,02 0,1 ВЧ45 0,5-1,5 1,3-1,7 3,2-3,7 1,9-2,9 3.0-3,3 2,2-2,6 2,7-3,2 0,8-1,5 0,3-0,7 0,02 0,15 ВЧ50 3.0-3,3 2,4-2,6 3,2-3,6 2,4-2,6 0,4-0,7 0,02 0:,15 0,3 0,4 ВЧ60 3,2-3,6 2,6-2,9 З,О-З,З 2,6-2,9 0,4-0,7 0,15 0,4 0,6 0,015 ВЧ70 3,2-3,6 2,6-2,9 Двойнвл норлмлзпацня 0,4-0,7 0,15 0,6 0,6 ВЧ80 ЧО! 3,2-3,6 3,0-3,8 Закалка н отпуск 0,4-0,7 0,15 0,6 0,8 ЧО! Примечание.
Чугуны всех марок также содержат ие более 0,1% Р. Некоторые примеси оказывают вредное влияние на процесс модифнцнрованив, а следовательно, и на свойства чугуна с шаровидным графитом. Поэтому их содержание должно быть ограничено (0,009 % РЬ; 0,013 % Зп; 0,026 % ЗЬ; 0,04 % Т1; 0,08 % Аз; О,З % А1). Получение шаровидного графита в чугуне возможно при обработке расплава сфероидизирующими металламн (Мй, Са, Се и др.) и их смесями с другими металлами нли иеметаллами. Чаще всего применяют магниевые лигатуры на основе !41, Си, ЬЧ и Св.
Чтобы подавить демодифицирующее влияние примесей, всегда имеющихся в чугуне, в лигатуры к магнию дополнительно вводят один или несколько РЗМ. Способы получения чугуна с вермикулярным графитом принципиально не отличаются от рассмотренных выше, зв исключением меньшего количесша глобулярнзирующих элементов, вводимых в расплав при модифицировании. Механические свойства чугуна с вермикулярным графитом ближе к свойствам чугуна с шаровидным 5рафнтом, чем с пластиичвтым, однако по сравнению с последнимн ои обладает меньшей чувствительностью к изменению толщины стенки отливки 110) Для обеспечения заданных свойств в отливках с большой толщиной стенки уменьшшот содержание С и З1 в чугуне с повышением их отношения (табл.
2.20), а чугун высоких марок легируют небольшим количеством 141, Сг, Си и Мо. н вследствие этого может более успешно использоваться в качестве конструкционного материала для крупногабаритных массивных деталей. Связь основных механических свойств чугуна с вермикулярным графитом с его химическим составом может быть выражена уравнениями [13): и;-85,5 — 12,5 С вЂ” 1,5 Я+7,5 Ми+25 Р; Ь = 13,6+ 4,25 С+1,25 Я вЂ” 2,0 Мп — 12,5 Р; НВ = 455 — 75 С вЂ” 12,5 8! + 50 Мп + ! 25 Р, где и, — в МПа; Ь вЂ” в т'. Эти соотношения справедливы при изменении массовой доли основных элементов в следующих пределах, 'А (мас.): 3,0 — 3,8 С; 2,2-3,0 81; 0,2 — 1,2 Мп н 0„02-0,1 Р. Чугун с вермикулярным графитом характеризуется упругостью прн увеличении напрлжений до 125 МПв при расппкенни и до 200 МПа при сжатии. Модуль упругости у него значительно выше, чем у чугуна с плвстинчатым, но несколько ниже, чем у чугуна с шаровидным графитом (см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
