Кечин В.А. Селихов Г.Ф. Афонин А.Н. Проектирование и производство литых заготовок. ВГУ. 2002, 208с (934503), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Отливки из углеродистой стали, могут иметь ферритную и перлитную структуры и относиться соответственно к ферритному и перлитному классам. Следует отметить, что в реальных сплавах (даже низкоуглеродистых) чисто ферритной структуры не наблюдается. По границам зёрен феррита выпадаеттретичный цементит. В заэвтектоидных углеродистых сталях наряду с перлитом выделяется вторичный цементит. Отливки из высоколегированных сталейпо структуре делят на шесть классов.По способу выплавки различают стали, полученные в печах с кислой и основной футеровками. Многие нелегированные (углеродистые) и значительнаячасть низколегированных сталей выплавляют в кислых печах, а средне- и высоколегированные в основных печах.
Основной процесс выплавки необходим дляприготовления стали с низким содержанием S и P.Для выплавки литейных сталей широко применяют следующие плавильные агрегаты:1. Кислые и основные дуговые печи (сейчас в них выплавляют 90% литейных сталей для изготовления самых разнообразных по массе и конфигурации отливок в цехах массового и среднесерийного производства);312. Кислые и основные индукционные печи (в цехах, выпускающих мелкиеотливки различного назначения);3. Кислые и основные мартеновские печи (в старых цехах при реконструкции их заменяют электропечами);4. Установки электрошлакового переплава (в цехах выпускающих особо ответственные отливки специального назначения);5.
Конверторы с верхним кислородным душем (для производства крупныхотливок преимущественно на металлургических заводах).1.2.3.4.Контрольные вопросыКакие виды литейных сталей Вы знаете?Как получают литейные стали?Какими свойствами обладают литейные стали?Для изготовления каких отливок применяются литейные стали?1.4 Медные сплавыМедные литейные сплавы делят на бронзы и латуни. Бронзы в свою очередь делят на оловянные (сплавы меди с оловом и другими элементами) и безоловянные (славы меди с алюминием, железом, марганцем, никелем и другимиэлементами).Латуни – сплавы меди с цинком, кремнием, железом, марганцем, свинцом и др.Медные сплавы наряду с достаточной прочностью имеют высокие антифрикционные свойства, хорошо противостоят коррозии в морской воде, паре идругих средах, сохраняют высокую пластичность при низкой температуре.
Онинемагнитны, легко полируются и обрабатываются резаньем.Оловянные бронзы широко применяют для изготовления арматуры, подшипников, шестерён, втулок, работающих в условиях трения, повышенноготрения, воды и водяного пара. Хорошая жидкотекучесть бронз позволяет литьём в песчаные формы получать сложные по конфигурации отливки. Характерной особенностью сплавов этой группы является широкий интервал кристаллизации (150…200 0С), что обуславливает значительные трудности полученияплотных отливок.Безоловянные бронзы по механическим свойствам (табл. 1.19) коррозионным и антифрикционным свойствам превосходят оловянные.Фасонные отливки изготовляют преимущественно из сложнолегированных латуней, двойные латуни используют сравнительно редко.
Легированиедвойных латуней алюминием или кремнием повышает жидкотекучесть, коррозионную стойкость, механические свойства сплавов и уменьшает угар цинкапри плавке. Вместе с тем алюминий и кремний повышают склонность латунейк газонасыщению и образованию пористости. Железо и марганец улучшаютмеханические свойства латуней, но снижают жидкотекучесть.
Олово, улучшаямеханические свойства латуней, не оказывает влияния на их литейные свойства.32Таблица 1.18.Содержание легирующих элементов, % в некоторых медных литейныхсплавах.Марка сплаваДругиеSnPbAlMnZnCuОловянные бронзы (ГОСТ 613 – 79)Бр010Ф19-11Ост.0,4-1,1РБр010Ц29-111-3Ост.Бр05Ц5С54-64-64-6Ост.Бр03Ц12С52-3,53-68-15Ост.Безоловянные бронзы (ГОСТ 493 - 79)БрА9Мц2Л8-9,51,5-2,5Ост.БрА9Ж3Л8-10,5Ост.2-4FeБрА10Ж3Мц29-111-3Ост.2-4FeБрС3027-31Ост.Латуни ГОСТ (17711 - 93)ЛЦ40С0,8-2Ост.57-61ЛЦ40Мц1,5Ост.57-60ЛЦ30А32-31-2Ост.66-68ЛЦ16К4Ост.78-813-4,5SiКремневая латунь ЛЦ16К4 обладает высокой жидкотекучестью, хорошообрабатывается резаньем и сваривается. Её применяют для изготовления арматуры испытывающей повышенное воздушное и гидравлическое давление, работающей в агрессивных средах (морской соде, серной кислоте и т.д.).Алюминиевые латуни, обладающие хорошей коррозионной стойкостью вморской воде, широко применяют в судостроении.Марганцовые латуни применяют для изготовления жаростойких и коррозионно-стойких отливок.Свинцовую латунь используют как антифрикционный материал.1.4.1.
Особенности плавки медных сплавовПлавку медных сплавов ведут в тигельных и шахтных индукционных и отражательных печах, футерованных шамотом и кварцем. При плавке на воздухемедные сплавы окисляются и насыщаются водородом, что снижает свойствасплавов. Для защиты от окисления плавку сплавов ведут под покровом древесного угля или флюсов на основе фторидов стекла и соды.
Чтобы предупредитьобразование твердых нерастворимых оксидов, медь перед введением легирующих элементов раскисляют 0,1…0,5% фосфора.Для очистки сплавов от растворённого водорода и твёрдых неметаллических включений их подвергают продувке газами, вакуумированию, обработке33флюсами и фильтрованию. Наиболее глубокую очистку расплавов даёт фильтрование через зернистые фильтры фторидов кальция и магния. Фильтры передиспользованием подогревают до 700…800 0С.Таблица 1.19.Механические свойства и область применения безоловянных литейныхбронз по ГОСТ 493 – 79.σв, δ5, НВ, МПаСпо(кгс/мм2)МПа %Марка бронзыОбласть применениясоблитьяБрА9Мц2ЛБрА10Мц2ЛБрА9Ж3ЛБрА10Ж3Мц2БрА10Ж4Н4ЛБрА11Ж6Н6БрА9Ж4Н4Мц1не менееК;П3924902012КПКП49039249039212101210КПК;П58758765212784(80)1078(110)980(100)1176(120)980(100)Антифрикционные детали;детали арматуры; работающие в пресной воде;топливе и паре приt<2500CАрматура, антифрикционные детали1666(170)1568(160)Детали химической и пищевой промышленности,детали, работающие приповышенных температурах2450(250)1568(160)Арматура, антифрикционные детали.Арматура для морской воды.БрС30К58,7 4245(25)БрСу3Н3Ц3С20ФК1572637(65)Антифрикционные детали.БрА7Мц15Ж3Н2Ц2П607 18П р и м е ч а н и я : 1.
Условные обозначения способа литья: К - литьё в кокиль: П –литьё в песчаную форму. 2. В марке БрА9Ж3Лпри литье в кокиль допускаетсяотносительное удлинение не менее 6%, если твёрдость НВ превышает 1568 МПа(160 кгс/мм2).Медные сплавы модифицируют с целью измельчения зерна и нейтрализации вредных примесей.
Для измельчения зерна в сплавы вводят 0,15…0,2% тугоплавких элементов (Ti, V, Zr, B, W, Mo). Для нейтрализации вредного влиянияпримесей висмута, сурьмы, мышьяка и свинца в двойные латуни вводят до0,2% кальция, до 0,3% церия или циркония.341.2.3.Контрольные вопросыКакие виды медных сплавов Вы знаете?Какими свойствами обладают медные сплавы?Для изготовления каких отливок применяются медные сплавы?1.5 Алюминиевые литейные сплавыАлюминиевые сплавы, благодаря низкому удельному весу, высокойудельной прочности, электро- и теплопроводности, широко применяют в машиностроении, приборостроении и электротехнической промышленности.Химический состав алюминиевых сплавов их механические свойства, а также возможность их применения для литья в песчаные формы, под давлением, вкокиль, по выплавляемым моделям и в оболочковые формы даны в ГОСТе 2685– 81.Для изготовления фасонных отливок используют сплавы, которые в зависимости от компонентов, добавляемых к алюминию, подразделяют на пятьгрупп (табл.
1.20.).Таблица 1.20.Химический состав, % некоторых алюминиевых литейных сплавов (ГОСТ2685 - 81).ГруппасплавовМаркасплаваSiCuMgMn1АЛ2АЛ4АЛ910-138-10,56-8-0,17-0,30,2-0,40,2-0,5--2АЛАК7М2АЛ324,5-5,56-87,5-8,51,5-31,5-31-1,50,35-0,60,2-0,60,3-0,50,6-0,90,2-0,60,3-0,50,1-0,3Ti3АЛ7АЛ19-4-54,5-5,3-0,6-1АЛ8АЛ27--9,3-109,5-10,5-0,05-0,15Ti0,05-0,15Be0,05-0,2ZrАЛ1АЛ30АК21М2,5Н2,511-1320-223,75-4,50,8-1,52,2-31,25-1,750,8-1,30,2-0,50,2-0,41,75-2,25Ni0,8-1,3Ni2,2-2,8Ni0,1-0,3Ti0,2-0,4Cr45П р и м е ч а н и е : остальное AlДругиеэлементы0,15-0,35Ti35Основным компонентом (кроме алюминия) в сплавах является: 1 группы –кремний, 2 группы – кремний и медь, 3 группы – медь, 4 – магний.
В пятуюгруппу входят сложнолегированные сплавы.В табл. 1.21 приведены технологические свойства и назначение некоторыхмарок литейных алюминиевых сплавов.Марка сплава поГОСТ2685-81Обрабатываемость резаньемСвариваемостьКоррозионнаястойкостьРабочая температура 0С не болееТаблица 1.21.Основные технологические свойства и применение некоторых алюминиевых литейных сплавов.12345АЛ1АЛ2АЛ3АЛ4ХорошаяПониженнаяПониженная300ХорошаяУдовлетворительнаяПониженнаяХорошаяАЛ5200275200250УдовлетворительнаяАЛ6225АЛ7ХорошаяПониженнаяПримеры применения6Поршни и малоребристые головки цилиндровТонкостенное литьёДетали малой и среднейнагруженности (корпусаи арматура приборов)Крупные и средниесложные по конфигурации высоконагруженныедетали ответственногоназначенияСредненагруженныекорпусные детали, головки цилиндров поршневых двигателейДетали карбюраторов иарматура двигателейНебольшие несложнойформы детали, работающие при средних нагрузках361АЛ82345ХорошаяУдовлетворительнаяОтличная80АЛ9АЛ10ВХорошаяУдовлетворительнаяУдовлетворительная200250ПониженнаяАЛ19ХорошаяАЛ20ХорошаяАЛ21Удовлетворительная300УдовлетворительнаяПониженнаяПродолжение табл.
1.21.6Высоконагруженные детали, а также детали,воспринимающие повышенные вибрационные нагрузкиСредне нагруженные детали сложной конфигурацииРазличные машиностроительные детали. Нерекомендуется дляпоршней.Детали сравнительнопростой формы, работающие в условиях повышенных статическихи ударных нагрузок.Различные детали.275325Крупногабаритные детали.1.5.1. Особенности плавки и литья алюминиевых сплавовПри плавке на воздухе алюминиевые сплавы окисляются и насыщаютсяводородом. По мере окисления на их поверхности образуется оксидная плёнка.В процессе плавки оксидные плёнки разрушаются, их обрывки замешиваются врасплаве, а, попадая в отливки, ослабляют их сечения, снижают прочность.Алюминиевые сплавы растворяют до 3 см3 водорода на 100 г расплава.Щелочные и щелочноземельные металлы увеличивают растворимость водородав сплавах.Проведение плавки под флюсом предохраняет алюминиевые расплавы отокисления и насыщения водородом.
Для сплавов, содержащих не более 1%магния, в качестве покрывного флюса применяют смесь хлоридов натрия и калия (55%) в количестве 1…2% от массы шихты. Для алюминиевых сплавов, содержащих более 1% магния, в качестве флюса используют карналлит (MgCl2×KCl) и смесь карналлита с 10…15% фторида кальция или магния. В тех случаях, когда применение флюса невозможно, защиту этих сплавов от окисленияпроводят введением 0,01…0,05% бериллия.
В последние годы для этой целиуспешно применяют газовые смеси, например воздух с 0,1% шестифтористойсеры (SF6).37Из газов печной атмосферы для алюминиевых сплавов наиболее опасныпары воды. Взаимодействие их с алюминием приводит к загрязнению расплавов оксидными плёнками и насыщению водородом:2Al+3H2O → Al2O3+6H.В целях предотвращения такого взаимодействия принимают ряд мер дляудаления влаги: сушат шихтовые материалы, прокаливают футеровку печей иразливочных ковшей, окрашивают плавильный инструмент, сушат и переплавляют флюсы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
