Титов (550695), страница 69
Текст из файла (страница 69)
г 214) производят в электропечах гга' элеваторного типа емкостью 25 т. Первая стадия отж и г а заключается в нагреве отливок до температуры 950 — 970' С с длительной выдержкой при данией температуре. При этом происходит распад цементита с образованием аустенита и графита. Продолжительность нагрева зависит 75-75 10 7 . а) ту от конструкции отжигательной ХИУ печи, массы садки в печи, массы рис 214. режим отжита ковкого отливки и толщины ее стенок. Чем чугуна, модафицированоого алюбольше масса садки печи, тем боль- миииом, висмутом (0,000%) и ао- о ше продолжительность нагрева. ром (0,002 6)- Выдержка зависит главным образом от толщины стенки отливки и ее массы.
Чем больше толщина стенки и масса отливки, тем дольше выдержка при первой стадии графитизации. В т о р а я с т а д и я о т ж и г а заключается в переходе эвтектоидной критической температуры, которая в зависимости от состава чугуна находится в пределах 740 †7' С. При этом происходит превращение аустенита в перлит и разложение пементита, входящего в состав перлита, на феррит и углерод отжита в виде мелких пятен. Отжиг на ферритный ковкий чугун длится согласно приведенному графику, 37 — 38 ч.
П р о д о л ж и т е л ь н о с т ь о т ж и г а зависит от ряда факторов: химического состава чугуна, структуры исходного белого «угупа, температуры нагрева на первой стадии отжига, конструк- ции печи и т. д. Влияние углерода. Для получения ковкого чугуна с высокими механическими свойствами необходимо, чтобы содержание углерода в нем было минимальным.
Содержание углерода в белом чугуне колеблется от 2,2 до 3,2"о; при содержании менее 2,2% С ухудшаются технологические свойства чугуна. При содержании в чу- гуне более 3,2'л) С затрудняется'получение белого чугуна, особенно в толстостенных отливках, н сильно снижаются механические свойства ковкого чугуна. Прочность и твердость ковкого чугуна повышаются с увеличением содержания связанного углерода а пластичность снижается. Пластические свойства ковкого чугуна в особенности удлинение, зависят главным образом ие от степени размельчения углерода отжига, а от плотности его упаковки и округленности формы его выделений.
Углерод на процесс графитизации в первой стадии влияет мало, во второй стадии — весьма значительно, сокращая время, необходимое для распада эвтектоидного цементита. Это объясняется тем что с повышением содержания углерода в ковком чугуне увеличи. вается число центров графитизации. Влияние кремния. Кремний хорошо растворяется в аустеипте. При повышенном содержании кремния в чугуне уменьшается содер.
жанне углерода в ледебурите, аустените и перлите. Кремний интенсивно влияет на процесс графитизации как структурно-свободного, так и эвтектоидного цементита, способствует увеличению числа центров графитизации. Повышение содержания кремния в ковкам чугуне ускоряет процесс отжита, но при чрезмерно высоком содержании кремния во время охлаждения отливки' вместо белого чугуна получается половинчатый или серый чугун. Поэтому при иа. .
значении количества кремния в чугуне следует учитывать химический состав остальных элементов в ковкам чугуне и скорость охлаждения отливок (толщину стенок отливок). Н. Г, Гиршович рекомендует определять графитизирующую способность для обычных отливок, из ковкого чугуна по формуле 0,5С+$1 =2,1 —:2,5. С увеличением содержания кремния в чугуне уменьшаются удлинение, сужение поперечного сечения и ударная вязкость.
Предел .прочности при растяжении при содержании до 1,О",0 51 остается без изменения, а свыше 1,0%~ — уменьшается. Влияние марганца. Марганец обладает полной взаимной растворимостью с железом в жидком и твердом состояниях, образуя с углеродом карбид марганца Мп,С. Марганец противодействуег графитязации в первой стадии и особенно во второй. Марганец при содержании 0,5О6 следует считать элементом, тормозящим процесс графитизации. Влияние серы, Сера образует легкоплавкую эвтектику Ге — Ге5 и, будучи практически нерастворимой и железе, сильно влияет на цементит, повышая его стойкость.
Сера противодействует графи. тизации ие только при затвердевании, но и прп отжиге. для нейтрализации вредного влияния серы при производстве 'ковкого чугуна вводят марганец,,количество которого определяют по формуле Мп ' ' 0,3 — =1 7+ — ' $ ' 3 344 Влияние фосфора. Содержание до 0,18оч Р заметно не влияет на процесс графитизации. Фосфор уменьшает растворимость углерода в ледебурите и понижает температуру плавления чугуна. Фосфор, образуя с ферритом твердый раствор небольшой концентрации, в слабой степени способствует графитизации и не влияет на процесс отжига ковкого чугуна.
Механические свойства ковкого чугуна ухудшаются, особенно ударная вязкость. Влияние хрома. Хром является карбидообразуюшнм элементом и сильныл) замедлителем процесса графитязации, образует с углеродом стойкие карбиды. Н. Г. Гиршович считает, что при 0,1% Сг в ковком чугуне нельзя получить ферритную структуру, так как Ркс.
2!5. Мккроструктурк (Х200): и — белого чугуна ло отжита (Н -)- Ш: б — ферритиого коекого чу- гуиа после отисига (Ф + Г) происходит сильное торможение первой н второй стадий графнтизацяи и возникает склонность чугуна к образованию структуры зернистого перлнта. Это подтверждается практикой ЗИЛа и ГАЗа, которая показывает, что содержание хрома не должно быть выше 0 Обоо Влияние структура исходного белого чугуна в отливках, Чем мельче структура, которая получилась в результате перегрева чугуна и быстрого охлаждения отливок, тем быстрее идет процесс отжига, Влияние масса садки отливок в печи.
Чем больше садка печи и чем толгце стенки отливки, тем медленнее процесс отжига, и наоборот. Телепература нагрева чугуна в первой стадии. Чем выше температура первой стадии графитизации, тем быстрее идет процесс. отжига, но нельзя ее повышать до 1000' С, так как при высокой температуре отливки сильно коробятся и их трудно править, а за"астую и вовсе невозможно. 345. Конструкция отжигательной печи очень влияет на ускорение процесса отжига. Например, в методических печах проходного типа с защитной атмосферой, где отливки укладывают без тары, на отливках нет окалины, и процесс отжига значительно сокращается, Структуры белого и ферритного ковкого чугуна приведены на рис.
215. Отжиг отливок на перлитный ковкий чугун. Отливки до отжига имеют средний состав: 1,8 — 3,0'е С; 0,7 — 1,1',е 51; 0,35 — 1,0',е Мп; до 0,18ео Р; до 0,12ее 5 и до 0,084е Сг. Отливки после отбивки пятников и очистки от пригоревшей формовочной смеси укладывают в ящики и засыпают железной рудой, затем ящики закрывают крышками, замазывают глиной и ставят в печи.
Отжиг проводят в окислительной атмосфере с поверхпостиьии обезугле! ! роживанием. а ! Процесс отжига заклю! чается в нагреве отливок в. печи до 950 †11' С с длительной выдержкой 1 их при этой температуре (рис. 215). Во время нагрева и выдержки струк- и-еа еа-уб . щю ™ турно-свободный цементнт распадается на углерод отРис. 2!6. Режим отжига белого чугуна на жига, структура чутуна нерлитнмй ковкий чугун состоит из аустенита и уг- лерода отжпга.
При охлаждении во второй стадии отжита аустенит превращается в перлит, структура состоит из перлита и углерода отжига. После отжита содержание углерода отжига в чугуне уменьшается. В процессе обезуглероживания атливок происходят следующие реакции: Ре,С+ РеО-» 4Ре+СО; Ре,С+ СО, -» ЗРе+ 2СО '' Окись углерода с рудой образует углекислый газ. Перлитный чугун имеет серебристый излом, и микроструктура отливок по сечению резко меняется: у поверхности чугун имеет структуру феррита (обезуглероженный слой), к центру — перлитио-ферритную структуру или перлитную с углеродом отжита.
Перлитный ковкий чугун обладает меньшим удлинением, чем ферритный чугун, поэтому его применяют для менее ответственных отливок: фитингов, ниппелей, гаек и др. После отжига отливки контролируют по макроструктуре, механическим свойствам и микроструктуре. Для определения макро- структуры на отливках делают приливы (свидетели) и после отжига их отбивают для осмотра излома.
Излом ковкого ферритного 346 „руна должен быть черносердечный с небольшой ферритной кай„й. При недостаточно отожжениых отливках приливы имеют светкой излом. Такие отливки подвергают вторичному отжигу. Излом „ерлитного ковкого чугуна должен быть светлым. Такой чугун называют иногда белосердечным.
Для определения механических свойств ковкого чугуна отливают образцы по-сырому. Образцы испытывают после отжига на растяжение. Размеры литых образцов: диаметр 16 мм, расчетная длина 70 мм и общая длина !90 мм. й 2. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА ОТЖИГА КОВКОГО ЧУГУНА Большая длительность цикла отжига ковкого чугуна заставляет разрабатывать методы ускорения этого процесса. Ускоренный отжиг применяют главным образом для получения ферритного ковкого чугуна.
Ускорение нагрева н охлаждеяия отливок в печи. Форсирование скоростей нагрева, охлаждения и прогрева отливок возможно в основном при отжиге отливок в горшках без засыпки или даже совсем без горшков. Исключение засыпки позволяет ускорить прогрев отливок, а также увеличить скорости охлаждения в промежуточной стадии отжига. В последнее время для отжига без засыпки в камерных печах или в печах непрерывного действия применяют защитную атмосферу. В печь вводят защитный (нейтральный или слегка восстановительный) газ, получаемый в особом генераторе. При этом принимают специальные меры для герметизации печи во избежание выделения газа из печи в помещение и возможности отравления им обслуживающего персонала.
Применение электропечей для отжига ковкого чугуна дает дополнительные возможности.по форсированию процессов нагрева и охлаждения отливок, так как в электропечи легко создать нейтральную атмосферу. Ускорение нагрева при отжиге позволяет значительяо увеличить количество графитных центров и, следовательно, сократить пути диффузии углерода. В ЦНИИТМАШе М. М, Штернбергом раз-, работан метод нагрева отливок в жидкой среде.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
