Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
нис холодильники. Литниковая система применяется такая же, как для деталей из ковкого чугуна. Формовочные смеси должны обладать повышенной газопроницаемостью и хорошей податливостью. Во время механической обработки и эксплуатации возможно растрескивание сложных но конфигурации отливок из-за больших внутренних напряжении. Поэтому рекомендуется предварительно отжигать детали для снятия напряжений. Режим отжига: медленный нагрев до 850й С со скоростью 20—30° С в час до 500е С и 50°С в час до 850° С, выдержка 1 час на 25 мм толщины, медленное охлаждение в печи до 600° С со скоростью не более 40° С в час и дальнейшее охлаждение на воздухе.
Возможность обработки высокохромистых чугунов резанием зависит от их состава (фиг. 6). Для марок Х28Л и Х31Л могут быть рекомендованы следующие скорости резания.
5%С
Фиг. б. Структура и обрабатываемость сплавов Fe—Сг — С в зависимости ог содержании хрома и углерода.
Вид сплава для режущего инструмента Скорость резания при точении в м/мин Скорость резания при сверлении в nnlмин
25—30 12—15 6—10
Высокохромистые чугуны имеют крупнозернистое строение и склонны к транс-кристаллизации. Для измельчения зерна можно вводить до 0,1% N. что приводит вместе с тем к увеличению прочности и твердости и ухудшению обрабатываемости резанием. Добавка 2—3% Мп измельчает зерно, повышает прочность и химическую стойкость без ухудшения обрабатываемости. В том же направлении влияет добавка 0,5% Т1, который, кроме того, устраняет транскристаллизацию.
Высокохромистые чугупы обладают значительной химической стойкостью в кислородсодержащих средах — в азотной, фосфорной и концентрированной серной кислотах во многих органических кислотах в растворах щелочей и солей, промышленных водах Ввиду высоких механических свойств, хорошей плотности, износостойкости и теплостойкости указанные чугуны применяются для ряда специальных целей (детали центробежных насосов, реакторов, конденсаторов и др.), работающих в условиях износа, в быстротекущих жидкостях, при иагреве до 1000° С, в атмосфере печных газов и т. д.
334
ОТЛИВКИ ИЗ ЧУГУИОВ С ОСОБЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
Отливки из жаростойкого (окалиностойкого) чугуна
[1]-[7],[22] —|49)
Нагрев чугуна в окислительной атмосфере при повышенной температуре сопровождается окислением ио реакции Ре-^-О^^РеО. С повышением температуры ско-
и
рость процесса увеличивается согласно уравнению V? — Се . где № — потери в весе от окисления; и — энергия активации; Т — температура процесса. При температурах до 100° С в атмосфере содержится влага, конденсирующаяся па металле, и поэтому газовая коррозия может носить и электрохимический характер. Для того чтобы образующаяся окисная пленка обладала защитными свойствами, она должна быть сплошной, однородной, хорошо сцепляться с самим металлом, иметь с ним примерно одинаковый коэффициент расширения, быть непроницаемой для ионов или атомов корродирующего вещества.
Нелегированные чугуны
Нелегированный чугун, как и сталь, начинает заметно окисляться выше 600° С. Плотность окиснон пленки у чугуна выше, чем у стали, особенно при температурах 750 -850° С |21. Для уменьшения окисления чугуны легируют кремнием, алюминием, хромом, что приводит к образованию соответствующих окислов, обладающих хорошими защитными свойствами.
Для чугуна при нагреве характерно неблагоприятное явление, называемое ростом и заключающееся в медленном, но необратимом увеличении объема при
% 0,9
S 0,8
I V 0,6
I 0,5
| 0,3 0,2
V
о
К А /
J у
f.
\
60 ПО 180 240 360 368 420 ГШ». Время Выдержки
аощ*
Фиг. 7. Линейный роет чугуна (3,86% С
0.80% Ссо; 2.21% Бі: 0,69% Мп; 0,033% Р;
0,05% Б> на воздухе и в вакууме в зависимости от времени выдержки при 730° С: /—рост
в вакууме от 10 до 10 4 мм рт. ст.; 2 — рост на воздухе.
60 120 130 Время выдержки
мин.
Фиг. 8. Л штейны Л рост чугуна <3,34%С0<;
0,08% С^; ».92% $і; 0,92% Мп; 0,29%Р
0,078% Б) ни воздухе и в вакууме в зависимости от времени рыдержки при
850° С (26): / — рост в вакууме ОТ 10—3
до 10 мм рг. ст.; 2—рост на воздухе.
нагреве выше 400° С. Причины роста связаны в основном с двумя обстоятельствами— окислением и графитизацией [24]—[27]. При высоких температурах нагрева имеющийся в структуре металлической основы чугуна цементит распадается на феррит и графит. Выделение графита сопровождается увеличением объема. Расчет показывает, что переход 0,1% цементита в графит и феррит дает увеличение объема около 0,07% [27|. Основная роль в росте чугуна принадлежит процессу окисления, который ндзт за счет проликнозения кислорода воздуха через поры и вдоль пластинок графита с образованием окислов, имеющих больший удельный объем, чем исходный фзррит. Нагрев в вакууме дает меньший рост, чем нагрев в воздушной атмосфере (фиг. 7 и 8).
Весьма благоприятны для получения ростоустойчипого чугуна плавка в вакууме и в особенност.1 обегсеривапие (фиг. 9).
Для повышения окаллностойкости и ростоустойчивости желательно, чтобы структура чугуна была либо полиостью белой со стойкими карбидами, либо полностью
