Монтаж, эксплуатация и ремонт оборудования для переработки полимерных материалов. Беляев П.С - 29 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

85…90 % по весу оборудования химических заводов сделано из чугуна и стали и в том числе не менее 50
% – из чугуна.
Чугуны. Серые чугуны представляют собой многокомпонентные сплавы железа с углеродом и дру-
гими элементами – кремнием, марганцем, фосфором. Содержание углерода в чугунах варьируется от 2,8
до 3,7 %, причем большая его часть находится в свободном состоянии и только около 0,8…0,9 % в свя-
занном состоянии – в виде цементита (карбида железа). Содержание компонентов в обычных серых чугу-
нах примерно следующее: С – 3,0…3,6; Si – 1,6…2,4; Mn – 0,5…1,0; P – до 0,8; S – до 0,12 %.
Структура чугунов преимущественно ферритно-перлитная. От взаимного соотношения перлита и
феррита зависят и механические свойства чугуна. Содержание феррита определяет вязкость, а перлита –
жесткость и прочность чугуна. Свободный углерод выделяется в чугуне в виде графита и существенно
влияет на прочностные свойства отливки. Стараются присадками и выбором правильного времени охла-
ждения добиться наибольшей мелкозернистости и шаровидной формы зерен графита.
Детали изготовляются из чугуна отливкой в земляные или металлические формы, что дает возмож-
ность в случае необходимости придавать изделию гораздо более сложные формы, чем допускают другие
технологические приемы. Не менее крупным достоинством серых чугунов является их низкая стоимость,
что совместно с неплохими механическими свойствами и обеспечило их повсеместное применение в тех-
нике как одного из важнейших конструкционных материалов. Чугуны пластичностью не обладают.
Штамповка или ковка чугуна даже в нагретом состоянии невозможна. Рекомендуется проводить обработ-
ку чугуна резанием.
Название марок серых чугунов по ГОСТу 1412–74 состоит из букв СЧ, что означает серый чугун, и
двух двухзначных чисел: первое характеризует предел прочности чугуна на растяжение, а второе – пре-
дел прочности на изгиб. Чугун представляет собой анизотропный материал, обладающий различной
прочностью в зависимости от характера и направления нагрузки. Лучше всего чугун сопротивляется сжа-
тию, хуже – изгибу, причем опыт показывает влияние формы поперечного сечения на величину предела
прочности при изгибе. На растяжение чугун работает, примерно, в четыре раза хуже, чем на сжатие. Так-
же плохо выдерживает серый чугун скалывающие нагрузки. Эти особенности чугунов обязательно долж-
ны учитываться не только при конструировании, но и при монтаже чугунной аппаратуры (чтобы не раз-
рушить детали приложением нагрузок, на которые детали не рассчитаны). Чугуны СЧ12-28 применяются
для изготовления рам машин, бочек аппаратов, работающих без давления, а также для изготовления элементов
трущихся пар, заменяя во многих случаях более дорогую и дефицитную бронзу.
Чугуны марок СЧ15-32 и СЧ18-36 наиболее часто применяются для изготовления деталей машин и
аппаратов. Чугуны СЧ21-40 и более высоких марок применяются для ответственных деталей повышен-
ной прочности или подверженных действию знакопеременных нагрузок, таких, как цилиндры насосов и
компрессоров, зубчатые и червячные колеса, звездочки для цепей, маховики и т.д. При проектировании
чугунных аппаратов и сосудов необходимо считаться с ограничениями инспекции Госгортехнадзора, ко-
торые допускают применение серого чугуна для аппаратов, температура стенок которых не выше 250 °С,
при соблюдении следующих условий: 1) из чугуна марки СЧ15-32 допускается изготовление сосудов
диаметром до 1 м для внутреннего давления не выше 6 ати и диаметром до 2 м при давлении не выше 3
ати; 2) из чугуна марки СЧ18-36 диаметром до 3 м для внутреннего давления не выше 3 ати. При наруж-
ном давлении до 8 ати допустимый максимальный диаметр сосуда 2 м.
Серые чугуны обладают весьма умеренной химической стойкостью против агрессивных сред, что
объясняется их неоднородностью. Все структурные составляющие чугуна, именно, цементит, феррит и
графит, обладают разным химическим потенциалом. Разность потенциалов между ферритом и графитом
достигает 0,8 В, что и объясняет их малую химическую стойкость.
На машиностроительных заводах выпускаются специальные щелочестойкие низколегированные чу-
гуны,
обладающие хорошей стойкостью против растворов и расплавов едких щелочей.
Улучшение качества серого чугуна достигается модифицированием, заключающимся в введении в
него небольших количеств графитизирующих добавок (силикокальция, силикоалюминия, ферросилида).
Модифицированными выпускаются чугуны марок СМЧ28-48, СМЧ32-52, СМЧ35-56 и СМЧ38-60.
Модифицированный чугун характеризуется однородностью и мелкозернистостью структуры, повы-
шенной износостойкостью, повышенной прочностью при динамических нагрузках, хорошей обрабаты-
ваемостью на станках, а также большей, чем у серых чугунов, химической стойкостью, что делает его
весьма желательным конструкционным материалом, несмотря на несколько большую его себестоимость
по сравнению с обычным серым чугуном.
Интересной современной разновидностью модифицированного чугуна является высокопрочный чу-
гун, в который введена специальная добавка из магния. В результате действия добавки свободный графит
в чугуне выделяется не в виде пластинок и чешуек, а в виде мелких зерен сферической формы, чем зна-
чительно снижается концентрация напряжений возле зерен. Механические характеристики высокопроч-
ного чугуна, его плотность, вязкость и усталостная прочность оказались настолько хороши, что из него
начали изготовлять даже такие ответственные детали, как коленчатые валы малых компрессоров, кото-
рые ранее отковывались из стали. Высокопрочный чугун вытесняет так называемый ковкий чугун,
т.е.

Страницы