Титов (550695), страница 48
Текст из файла (страница 48)
Присадку ферросилиция можно вводить также вместе с магнием, при этом его иеобходимо предварительно раздробить иа куски размерами 6 — 10 мм. Количество ферросилиция, вводимого в ковш, зависит от состава чугуна, толшииы стенок отливок, количества модификаторов (магиия или церия) и других условий, обычно оио составляет О,З вЂ” 1,29о массы жидкого чугуна. Магний вводят в жидкий чугун в лигатурах Мц — 5(з, Мп — Геб), Мц — Си, Мц — Саб и др., а также иногда и в чистом виде. Применяют несколько способов ввода магния и его лигатур в жидкий чугун; 1) в ковш с помощью колокольчика; 2) в копильиик вагранки; 3) в специальные герметизироваииые ковши. Магний вводят при обычном атмосферном давлении (открытым способом) либо при повышеипом давлении иа поверхности модифицироваипого чугуна (закрытым способом).
В процессе обработки -чугуна магиием последпий испаряется с выделеиием большого количества белого пара; температура чугуна понижается па 120— 150' С. Поэтому модифицироваиие чугуна производят в специально копильнике или в герметизированцом ковше. На рис, 165 приведеиа установка для ввода магния или магиие вой лигатуры иепосредственио в коппльпик вагранки. В копильиик магний лучше усваивается чугуном, чему способствуют испарение магния при температуре 1400' С и повышенное давление паров маг-'. иия, достигающее 8 кгс!смя. Таблица 32 ' Рис, 165. Установки длн ааода н копильник металлического маг. нин: à — груз: у — колокольчкк с нвгннен: 3 — взгрвнкв; З вЂ” кольце; а — нвнрввля~омне Лля груза Рис, 166.
Герметиаироаанный ковш лла обработки чугуна магнием (ЦНИИ ТМАШ); à — ковка у — горловннв для ввлнвкн жкакого чугуны а — автрон аля уклзикн Нвгвня 243 ряется, в ковше повышается давление (2,5 — 3 ат), Чугун перемешивается с магнием постепенно, и усвоение магния чугуном в таких ковшах достигает 30 — 400г0. Механические свойства высокопрочного чугуна регламентируются ГОСТ 7293 — 70 (табл. 32).
Высокопрочный магниевый чугун применяют в машиностроении для различных деталей: коленчатых валов, прокатных валков, зубчатых колес, поршней, станин прессов, лопаток турбин, изложниц, коробок скоростей для деталей тракторов и т. д. й 7. ЛЕГИРОВАННЫЕ ЧУГУНЫ Легирующие элементы улучшают механические свойства, коррозионную стойкость, износостойкость,жаропрочность, антнфрикцнонные и другие свойства чугуна. В зависимости от содержания легирующих элементов чугуны можно разделить на низколегированные (до ЗЧ4 легируюших элементов), среднелегированные (3 — 10',4 ле- '- гирующих элементов), высоколегированиые (более 1004 легирующих элементов).
Наиболее часто н качестве легирующих элементов ' чугуна применяют никель, хром, молибден, марганец, алюминий, медь, титан. В соответствии с этим чугун называют никелевым, хро-. мистыч, титаномедистым и т. д. Наибольшее распространение в машиностроении получили низколегированные хромоникелевые чугуны, выплавляемые с присадкой в шихту природнолегированиых доменных чугунов.
Низколегированиые конструкционные чугуны. Легированные хромоникелевые чугуны различных марок содержат 0,3 — 0,4" ,Сг, и 0,1 — 2',0 %. В шихту вводят до 8',4 Орско-Халиловского чугуна, содержащего в среднем 104 % и 2,5 — 2,7";4 Сг. Чугун, леги-: рованный 0,25 — 0,35ч0 Сг и 0,25 — 0,35"0 %, успешно применяют'' для изготовления блоков цилиндров автомашин. Такие чугуны, обеспечивают повышенные механические свойства и хорошую из-. носостойкость.
В низколегированном чугуне эффективность легирования опре-' деляется присутствием хрома. В тонкостенных отливках из хромо- никелевого чугуна при содержании 0,3 — 0,4';4 Сг и 0,1 — 2';4 % может получиться отбел. Поэтому в таких случаях производят модифицирование жидкого чугуна ферросилицием или другимп мо"дификаторами. Для станин металлообрабатывающих станков применяют чугуны, легированные 1,25 — 1,7500 % с небольшими добав-. качи хрома (0,25 — 0,359о) и молибдена (0,3 — 0,4'о).
Автомобильные поршневые кольца изготовляют нз низколеги-. рованного чугуна, содержащего 3,8 — 3,9',4 С; 2,4 — 2,6',4 51; 0,2— 0,1'4 Сг; 0,15 — 0,25",4 ь)1; 0,35 — 0,5"0 Сп; 0,1 — 0,2";4 Т1. Для получения чугуна такого состава в шихту вводят титаномедистый чу-' гун, имеющий в небольшом количестве легирующие элементы: хром, никель, медь и титан. Крупные тормозные барабаны грузовых автомобилей и самолетов изготовляют из чугуна, содержащего 3,8')э С; 244 1,35',4 Я; 2,0'4 %; 0,25 — 0,35',4 Сг; 0,4 — 0,544 Мо. Прочность прн растяжении чугуна до 28 кгс,'мм'. Такой низколегированный чугун имеет однородную структуру и хорошо обрабатывается. Износостойкие чугуны. Такие чугуны применяют для отливок, работающих в условиях повышенного износа (для подшипников, цилиндров, втулок, тормозных барабанов и др.).
С целью достижения высокой износостойкости чугун легируют так, чтобы в его структуре образовались карбиды с наибольшей твердостью. Поэтому чугун необходимо легировать элементами, способствующими образованию карбидов (хромом, молибденом и др.). Чугун типа нихард имеет состав: 2,7 — 3,6",о С; 0,4 — 1,0О4 Я; 0,25 — 0,7$~о~ Мп; 3,0 — 5,031 %; 1,2 — 2,8 "1 Сг; до 0,15",о Я до 0,4',4 Р. При производстве крупных отливок к нихарду добавляют молибден, который является карбидообразуюшим элементом. Такой чугун с целью уменьшения остаточного аустенита подвергают нагреву до 700 — 760' С и выдержке несколько часов, а затем охлаждают. Износостойкий чугун применяют для отливок волочильных досок„ форм для керамики, роликов конвейеров, размалывающих шаров ит.п.
Чугун нихард имеет мартеиситную структуру, обладающую. высокой износостойкостью, большую линейную усадку (до 2О4) и низкие литейные свойства, как и белые чугуны. Немагнитные чугуны, Это высоколегированные чугуны, содержащие в качестве основных легирующих элементов никель, марганец, медь и алюминий. При присадке таких элементов чугун будет иметь аустенитную структуру.
В случае легирования чугуна никелем и марганцем ориентировочное содержание в них углерода для получения аустенитной структуры должно удовлетворять равенству ('/а%1+2 5 ['/о Мп)+1,8(о/оС) =33 Немагнитпые чугуны содержат 9 — 12ой никеля; добавка 2% меди дает возможность снизить содержание никеля.
В связи с дефицитностью никеля разработаны чугуны с содержанием до 12 — 16".1 марганца, а также чугуны с содержанием до 20 — ЗОО4 алюминия. Коррозианностойкие чугуны. Коррозия чугунов зависит от следующих факторов: структуры металлической основы; содержания графита и связанного углерода; характера распределения графита; общего химического состава; плотности. Низкохромистые чугуны характеризуются повышенной коррозионной стойкостью в морской и водопроводной воде.
Чугуны, легированные 0,5— 1 ОО4 К1, обладают повышенной стойкостью в щелочах, еще большей стойкостью обладают чугуны, легированные хромом и никелем (по 0,5 — 1,0',4 каждого), Чугуны, легированные медью и сурьмой (до 0,8 "4 каждого), имеют высокую коррознонную стойкость в соляной кислоте (в 20 — 30 раз больше нелегированных чугунов). 245 Особое место среди коррозионностойких сплавов занимают таи называемые ферросилициды, Это сплавы, содержащие 14,5 — 18% 3! и около 0,5% С.
Высококремнистые чугуны типа ферросилицидов обладают хоро. шей жидкотекучестью, большой линейной усадкой (1,7 — 2,3% хорошо сопротивляются износу, плохо обрабатываются, хрупк НВ 300 — 460. Эти сплавы имеют высокую коррозионную стойкост в серной кислоте при любых концентрациях, что обусловлено образованием защитной пленки кремнезеъш 6!О., вследствие действия кислоты на отливку. В горячей соляной кислоте и некоторых других веществах пленка 8!О.„защищающая отливки из высоко кремнистых сплавов от коррозии, разрушается. В этих случаях применяют кремнемолибдеповые чугуны, называемые антихлорами. В такие чугуны дополнительно вводят 3,5 — 4,0% молибдена.
Высокой коррозионной стойкостью обладают чугуны с аустенитиой структурой, например чугун нирезист, Он обладает высокой химической стойкостью при обычной температуре в серной, муравьиной, уксусной кислотах, каустической соде и в некоторых солях и щелочах, а также в морской воде. Состав нирезнста: 2,75— 3,1% С; 0,4% Р; до 0,12% 5; 12 — 16% М; 6 — 8% Сп; 1,5 — 4,0% Сг. Эти чугуны обладают хорошей износостойкостью н температуростой- костью; их применяют для гильз блоков цилиндров автомобильных двигателеи.
Жаропрочиые чугуны. Применяют для отливок, работающих при температурах до 600' С под нагрузкой. Для повышения жаропрочности в чугун вводят легирующие добавки — никель, хром и молибден. Структура таких чугунов должна быть аустенитпо-карбиднои; графит должен иметь шаровидную форму. Отливки из чугуна марок 4Н19ХЗШ подвергаются термической обработке по режиму: нагрев до 1030 — 1050' С, выдержка 2 — 4 ч, нормализация и последующий отпуск при температуре 550 †6' С.
Жаростойкие чугуны. Это чугуны, способные оказывать сопротивление росту (не более 2%) и окалинообразованию !не более 0,5 г!(м'ч)1 при заданной температуре в течение 150 ч. Чугунные отливки, работающие при высоких температурах, разрушаются не только от недостаточной жаростойкости, но и от увеличения объема, которое происходит при нагреве выше 400' С.
С увеличением температуры объем может увеличиться из-за роста чугуна до !0%. Чугунные отливки при этом коробятся, в ннх образуются трещины, и они выходят из строя. Поэтому отливки, работающие при высоких температурах, должны сопротивляться не только химическому воздействию среды, но и росту. Увеличение объема чу. гуна объясняется тем, что цементит, находящийся в чугуне, распадается с выделением графита. Каждый процент углерода, находящегося в чугуне в виде цементита, прн распаде увеличивает объем примерно на 2,5%, так как газы, окисляющие чугун, проникают вдоль выделений графита.
Проникновение газов в чугун и его окисление будет тем больше, чем крупнее графит, выделившийся в чугуне при распаде цемеитита. Следовательно, для получения чугунных отливок с повышенной жаростойкостью и ростостойкосгью необходимо подбирать чугун такого химического состава, чтобы на от- ' ' ливках могла образоваться стойкая защитная пленка, которая бы препятствовала проникновению в чугун газов, при этом исключается распад цементита.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
