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

перлитную металлическую основу (рис. 66, г), чугуны ВЧ 45-5 - перлитно-ферритную и ВЧ 38-17, ВЧ 42-12 - ферритную. Для снятия литейных напряжений, повышения механических свойств чугун подвергают термической обработке.

Отливки из высокопрочного чугуна широко используют в различных отраслях народного хозяйства: в автостроении и дизелестроении для коленчатых валов, крышек цилиндров и других деталей; в тяжелом машиностроении - для многих деталей прокатных станов; в кузнечно-прессовом оборудовании (например, для станин шаботов молотов, траверс прессов, прокатных валков и т. д.).

Для изготовления коленчатых валов автомобилей и многих других деталей применяют высокопрочные чугуны со структурой зернистого перлита, обеспечивающие более высокие механические свойства. Структуру зернистого перлита получают специальной термической обработкой, состоящей из нагрева до 950 °С, охлаждения до 600 °С и подогрева до 725 °С с длительной выдержкой при этой температуре.

Ковкий чугун. Ковкий чугун получают длительным нагревом при высоких температурах (отжигом) отливок из белого чугуна. В результате отжига образуется графит хлопьевидной формы (рис. 66, д, е). Такой графит по сравнению с пластинчатым меньше снижает прочность и пластичность металлической основы структуры чугуна. Металлическая основа ковкого чугуна: феррит (ферритный ковкий чугун, рис. 66, д) и реже перлит (перлитный ковкий чугун, рис. 66, е). Наибольшей пластичностью обладает ферритный ковкий чугун, который применяют в машиностроении.

Химический состав белого чугуна, отжигаемого на ковкий чугун, выбирают в пределах: 2,5-3,0 % С; 0,7-1,5 % Si; 0,3-1,0 % Мп; <0,12 % S и <0,18 % Р (в зависимости от требуемой структуры металлической основы).

Отжиг проводят в две стадии. Первоначально отливки выдерживают при 950-970 °С. В этот период протекает стадия I графитизации, т. е. распад цементита, входящего в состав ледебурита (А + FcgC), и установление стабильного равновесия аустенит+гра-фит. В результате распада цементита диффузионным

путем образуется хлопьевидный графит (углерод отжига).

Затем отливки охлаждают до температур, соответствующих интервалу эвтектоидного превращения. При охлаладекии происходит выделение из аустенита вторичного цементита, его распад и в итоге рост графитных включений. При достижении эвтектоидного интервала температур (760-740 °С) охлаждение резко замедляют или дают длительную выдержку при температурах несколько ниже этого интервала (-~720°С). В этот период протекает стадия И графитизации: распад аустенита с образованием феррито-графитной структуры или распад цементита, входящего в состав перлита, с образованием феррита и графита (в процессе выдержки ниже эвтектоидной температуры). После окончания стадии П графитизации структура чугуна состоит из феррита и хлопьевидного графита (углерод отжига).

Излом ферритного ковкого чугуна бархатисто-черный вследствие большого количества углерода отжига (графита). Если ке проводить выдержку ниже эвтектоидной температуры (или если в этом интервале температур скорость охлаждения повышенная), то образуется перлитный ковкий чугун (П -f Г), имеющий светлый (ста л истый) излом.

Ковкий чугун маркируют буквами КЧ и цифрами (ГОСТ 1215-79). Первые две цифры указывают временное сопротивление при растяжении, кгс/мм, вторые - относительное удлинение, %. Из отливок ковкого чугуна изготовляют детали, работающие при ударных и вибрационных нагрузках. Так, ферритные ковкие чугуны КЧ 37-12 и КЧ 35-10 используют для изготовления деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках, а КЧ 30-6 и КЧ 33-8 - для менее ответственных деталей. Твердость ферритного чугуна НВ 163 (1630 МПа). Перлитные ковкие чугуны КЧ 50-4, КЧ 56-4, КЧ 60-3 и КЧ 63-2 обладают высокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Твердость перлитного чугуна НВ 241-269. Ковкий чугун применяют главным образом для изготовления тонкостенных деталей в отличие от высокопрочного магниевого чугуна, который используют для деталей большого сечения.

Глава ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ X В СПЛАВАХ ЖЕЛЕЗА (ТЕОРИЯ ТЕР1У1ИЧЕСК0Й ОБРАБОТКИ СТАЛИ)

npeepawfHUH в стали при нагреве. Общее предстзЕлепие о превращениях, которые протекают в стали при нагреве, MOJKHo получить из диаграммы состояния Fe-FegC (рис. 67).

При нагреве эвтектоидной стали (0,8 % С) несколько выше критической точки Ас (727 °С) перлит (феррито-цементитная структура) превращается в аустенит:

Fca + РезС ->-Fe.j,(C) 0,02 % С 6,67 %С 0%

перлит аусгепит

Превращение ф е р р и т о - ц е м е н т и т-к о й (карбидной) структуры в аустенит состоит из полиморфного а

7- превращен и я и растворения в образовавшемся аустените цементита (к а р б и д о в).

При нагреве доэвтектоидной стали (например, содержащей 0,5 % С) выше точки Лс после превращения перлита в аустенит образуется двухфазная структура - аустенит и феррит. При дальнейшем нагреве в интервале температур Ас - Лсзферрит превращаетс5 в аустенит; при этом содержание углерода в аустените уменьшается в соответствии с линией GS. При температуре Лсд феррит чаще отсутствует, а концентрация углерода в аустените соответствует его содержанию в стали (0,5 %). Аналогично протекает превращение и в за-эвтектоидной стали с 1,4 % С. При температуре несколько выше Ас (727 °С) перлит превращается с аустенит, содержащий 0,8 % С*. В интервале температур Ас - А,,т происходит растворение в аустените избыточного вторичного цементита. Выше температуры ст будет только аустенит, содержание углерода в котором соответствует его содержанию в стали.

• Б легнроваииой стали превращение эвтектоида (перлита) в аустенит происходит в интервале температур. Поэтому значение критических точек следует рассматривать лишь как средние температуры начала и конца превращения, протекающего в интервале температур.