Технология конструкционных материалов. Часть I. Материаловедение. Гордиенко В Е - 15 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

28 29
Чем мельче графитные пластинки и чем больше они изолированы друг
от друга, тем выше прочностные свойства чугуна при одной и той же
металлической основе. Такая более благоприятная структура может быть
получена модифицированием, т. е. введением в жидкий чугун неболь-
ших количеств модификаторов (ферросилиция, силикокальция).
Чем меньше в металлической основе феррита, тем выше
прочность чугуна.
Серый чугун обладает высокими литейными свойствами, хорошо
обрабатывается, менее хрупок, чем белый; ему присущи хорошие анти-
фрикционные свойства.
3. Ковкие чугуны получают путём отжига отливок из белого чугуна
(рис. 3.3). В ковком чугуне углерод находится в свободном состоянии
в форме хлопьевидного графита (углерод отжига). Такая форма графита
обусловливает высокие прочностные и
пластические характеристики
ковкого чугуна.
Температура, qС
Эвт ектоидный интервал
температур
950–970 qC (А + Fe
3
C) А + Г
1-я стадия графитизации
2-я стадия
графитизации
(Ф + Fe
3
C) Ф+ Гр
720 qC
760 qC
Вре мя, ч
Л
П
Рис. 3.3. Режим отжига белого чугуна на ковкий
Отжиг проводится в две стадии. Первоначально отливки (чаще упа-
кованные в ящики с песком) выдерживают при температуре 950–970 °С.
В этот период протекает первая стадия графитизации – распад цементи-
та, входящего в состав ледебурита (А + Ц). В результате распада цемен-
тита образуется хлопьевидный графит (углерод отжига). Затем отливки
охлаждаются до температур, соответствующих эвтектоидному
превра-
щению (РSК). При охлаждении происходит выделение из аустенита вто-
ричного цементита, его распад и в итоге – рост графитных включений.
При достижении эвтектоидного интервала температур охлаждение рез-
ко замедляют или дают длительную выдержку при температуре несколь-
ко ниже. В этот период протекает вторая стадия графитизации – распад
аустенита с образованием ферритно-
графитной смеси или распад цемен-
тита, входящего в перлит, с образованием феррита и графита в процессе
выдержки ниже эвтектоидной температуры. После окончания второй
стадии графитизации структура чугуна состоит из феррита и хлопье-
видного графита. Если в районе перлитного превращения отливки охлаж-
дать несколько быстрее, то наряду с ферритом в его структуре будут
при-
сутствовать зерна перлита в большем или меньшем количестве. Регулируя
скорость охлаждения, можно получить ковкий чугун, структура которого
будет состоять только из перлита и хлопьевидного графита. Термин «ков-
кий чугун» является условным, поскольку изделия из него, так же как
и из любого другого чугуна, изготавливают не ковкой, а путем литья.
Состав ковкого
чугуна выдерживается в довольно узких пределах:
2,2...3,0 % С; 0,7...1,5 % Si; 0,2...0,6 % Mn; 0,2 % P и 0,1 % S. Невысокое
содержание углерода в ковком чугуне необходимо для получения высо-
ких прочностных характеристик и пластичности, а также чтобы избе-
жать выделения пластинчатого графита при охлаждении отливок в ме-
таллической форме. Толщина сечения отливки не должна превышать
40...50 мм в процессе охлаждения их в
форме. При большем размере от-
ливок в сердцевине образуется пластинчатый графит, и чугун становит-
ся непригодным для отжига.
Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей, работающих
при ударных и вибрационных нагрузках. Например, из ферритного ков-
кого чугуна изготавливают картеры редукторов, задний мост, ступицы
и т. д. Перлитный ковкий чугун обладает высокой прочностью
, умерен-
ной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Из него
изготавливают вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейе-
ра, муфты, тормозные колодки и т. д.
4. Высокопрочные чугуны имеют шаровидную форму графита.
В этих чугунах углерод в значительной степени или полностью находит-
ся в свободном состоянии в вида графита шаровидной формы.
Возмож-
ность получения отливок из чугуна с графитом шаровидной формы
в литой структуре была установлена сравнительно недавно. Исследова-
ниями выявлена возможность получения чугуна с шаровидным графи-
том путём присадок не только магния и церия, но и таких элементов,
как литий, кальций, барий, теллур и др. Уст а но в ле н а также возможность
получения чугуна за счет
добавки азота путём длительной выдержки жид-

Страницы