Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 [ 36 ] 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103

шрп-ш коицеитраторам напряжении (fleqieKxaM поверхности, надрезам, выточкам и т. д.). Очень важно, что графит улучшает обрабатываемость резанием, делая стружку ломкой.

Металлическая основа в сером чугуне обеспечивает наибольшую прочность и износостойкость, если она имеет перлитную структуру (см. рис. 66, б). Присутствие в структуре феррита, не увеличивая пластичности и вязкости чугуна, снижает его прочность и износостойкость. Наименьшей прочностью обладает ферритный серый чугун.

Серый чугун маркируют буквами С - серый и Ч - чугун (ГОСТ 1412-79). После букв следуют цифры, указываюш.ие среднее значение временного сопротивления при растяжении (кгс/мм*).

Серые чугуны по свойствам и применению можно разделить на следующие группы.

Ферритные и ферритно-перлитные чугуны (СЧ 10, СЧ 15) имеют при растяжении 10-15 кгс/мм (100- 150 МПа), при изгибе 28-32 кгс/мм (280-320 МПа). Их примерный состав: 3,5-3,7 % С; 2,0-2,6 % Si; 0,5-0,8 % Мп; <0,3 % Р; <0,15 % S. Структура чугунов - перлит, феррит и графит грубый (СЧ 10, СЧ 15) или средних размеров. Эти чугуны применяют для малоответственных деталей, испытывающих небольшие нагрузки в работе с толщиной стенки отливки 10- 30 мм. Так, чугун СЧ 10 используют для строительных колонн, фундаментных плит, а чугуны СЧ 15 и СЧ 18- для литых малонагруженных деталей сельскохозяйственных машин, станков, автомобилей и тракторов, арматуры и т. д.

Перлитный чугун (СЧ 18, СЧ 21, СЧ 24, СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35, СЧ 40) применяют для ответственных отливок (станин мощных станков и механизмов, турбинное литье, детали металлургического оборудования и т. д.) с толщиной стенки до 60-100 мм *. Структура этих чугунов - мелкопластинчатый перлит (сорбит) с мелкими завихренными графитными включениями. К перлитным чугунам относится так называемый модифицированный чугун.

Чугуны (СЧ 24, СЧ 25) имеют пониженное содержание углерода, что обеспечивает получение более дис-

* Чем больше толщина стенок отливки, тем ниже механические свойства.

персной перлитной основы с меньшим количеством графитных включений. Примерный состав: 3,2-3,4 % С; М-2,2 % Si; 0,7-1,0 % Мп; <0,2 % Р; <0,15 % S. Содерл<ание кремния в этих чугунах должно быть достаточным для предотвраш.ения отбеливания чугуна.

Модисрицированный чугун (СЧ 30, СЧ 35, СЧ 40 и СЧ 45) получают при добавлении в жидкий чугуи перед разливкой специальных добавок - модификаторов (графит, 75 %-ный ферросилиций, силикокальций в количестве 0,3-0,8 % и т. д.). Модифицирование применяют для получения в чугунных отливках с раз-лич юй толщиной стенок перлитной металлической основы с вкраплением небольшого количества изолированных пластинок графита средней величины. Модифицирование наиболее эффективно при использовании чугуна определенного состава и перегрева его перед модифицированием до 1400 °С. Перегрев обеспечивает измельчение графитных включений и способствует получению более плотных отливок.

Модифицированию подвергают низкоуглеродистый чугун, содержащий сравнительно небольшое количество кремния и повышенное количество марганца, имеющий без введения модификатора структуру половинчатого чугуна, т. е. ледебурит, перлит и графит. Примерный химический состав чугуна: 2,2-3,2 % С; 1,0-2,9 % Si; 0,2-1,1 % Мп; <0,2 % Р; <0,12 % S.

Для снятия литейных напряжений и "стабилизации размеров чугунные отливки отжигают при 500-600 °С. В зависимости от формы и размеров отливки выдержка при температуре отжига составляет от 2 до 10 ч. Охлаждение после отжига медленное, вместе с печью. После такой обработки механические свойства изменяются мало, а внутренние напряжения скил<аются на 80- 90%. Иногда для снятия напрял<ений в чугунных отливках применяют естественное старение чугуна - выдержку их на складе в течение 6-10 мес; такая выдержка снил<ает напряжения на 40-50 96.

Белый и отбеленный чугун. Белый чугун вследствие присутствия в нем цементита обладает высокой твердостью, хрупок и практически не поддается обработке резанием, поэтому имеет ограниченное применение.

Отбеленными называют чугунные отливки, в которых поверхностные слои имеют структуру белого (или

половинчатого) чугуна, а сердцевина-серого чугуна. Между этими зонами может быть переходный слой. Отбел на некоторую глубину (12-30 мм) является следствием быстрого охлаждения поверхности, возникаюш.его в результате отливки чугуна в металлические формы (кокиль) или в песчаную форму.

Высокая твердость поверхности НВ 400-500 обусловливает хорошую сопротивляемость против износа (особенно абразивного), поэтому из отбеленного чугуна изготовляют прокатные валки листовых станов, колеса, шары для мельниц и т. д. В этом случае применяют чугун с пониженным содержанием кремния, который склонен к отбеливанию. Его примерный состав: 2,8-3,6 % С; 0,5-0,8 % Si; 0,4-0,6 % Мп.

Вследствие различной скорости охлаждения по сечению и получения разных структур отливка имеет большие внутренние напряжения, которые могут привести к образованию трещин. Для снятия напряжений отливки подвергают термической обработке - нагреву при 500-550 °С.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Высокопрочный чугун получают присадкой в жидкий чугун небольших добавок некоторых щелочных или щелочноземельных металлов. Чаще для этой цели применяют магний в количестве 0,03-0,07 %. По содержанию остальных элементов высокопрочный чугун не отличается от обычного серого.

Под действием магния графит в процессе кристаллизации принимает не пластинчатую, а шаровидную форму (рис. 66, г). Шаровидный графит значительно меньше ослабляет металлическую основу чугуна, чем пластинчатый. Чугуны с шаровидным графитом имеют более высокие механические свойства, не уступающие литой углеродистой стали, при этом сохраняются хорошие литейные свойства и обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации, высокая износостойкость и т. д.

Маркируют высокопрочный чугун буквами ВЧ (ГОСТ 7293-79), затем следуют цифры. Первые цифры марки показывают среднее значение временного сопротивления при растяжении (кгс/мм*), вторые - относительное удлинение (%). Чугуны ВЧ 50-2, ВЧ 60-2, ВЧ 70-3, ВЧ 80-2; ВЧ 100-2, ВЧ 120-2 имеют