Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
в) Если задан технологический режим литья и микроструктура отливки, то при помощи номограмм на фиг. 78 определяется скорость затвердевания отливки, а при помощи структурной диаграммы на фиг. 77 определяется химический состав отливки.
Пределы применения легирующих примесей
На фиг. 67 было приведено влияние элементов на сар и H? серого чугуна На фиг 79 показано совместное влияние никеля и кремния на предел прочности при растяжении серого чугуна [25|,
Особенность влияния никеля заключается в том, что он затрудняет превращение аустенита и, будучи одновременно элементом, ускоряющим распад структурно свободного цементита, измельчает (сорбнтизирует) перлит и делает структуру равномерной независимо от разной толщины стенки отливки (фиг. 80).
IIa фиг. 81 показано влияние толщины стенки на изменение прочности серого чугуна при различных составах чугуна с никелем и без никеля (за 100% берегся прочность чугуна в отливке со стенкой толщиной 20 мм).
Чугун часто легируется одновременно никелем и хромом, однако необходимо при этом'соблюдать пропорцию обоих элементов, что объясняется различным их влиянием на структурообразованис чугуна. Никель расширяет*)! -область, хром сужает ее,
"а
4
7
о
У^более / 49кГ/ммг
35-42 І \42-49 ?
Мо 35
0.4 0.6 12 16 2.0 2.4 2.8 3.2 %5,
Фиг. 79. Совместное влияние никеля и кремния на ев чугуне при 2,5% С0^.
350
300
250
200
6%Ns N. \ \
\ 2%1 V/
%
WO
га
во
g
Сі 60
сх
>- 20
С
—3
— 2
— 7
о
W 15 20 Толшоно стенки
25 ЗО
Фиг. КО. Изменение твердости с толщиной стенок отливок из обыкновенного и никелевого (2% М.) серого чугуна.
20 30 40 50 60 Чнн То/чиано спенки
Фиг. 81. Изменение прочности в зависимости от изменения толщины стенки н состава серого чугуна: / — 3,18% С. 3.56% Si: 2—3% С, 1,2% Si; 3-2,95% С, 1,26% Si. 1.85% N1; ^—3,28% С, 0,G2% Si, 3,1% N1
48
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРУКТУРЕ И ТЕРМООБРАБОТКЕ ЧУГУНА
никель не образует карбидов, хром является сильным карбидообразующим элементом.
Никель способствует выпадению графита при первой стадии графлтнзацин, хром способствует образованию ледебурита, при второй же стадии графитизацин влияние хрома и никеля иа стабилизацию и измельчение структуры перлита совпадает. Это означает, что влияние хрома и никеля на количество Ссв "различно. При Ссо < 0,6 -ь 0,8 присадка как хрома, так и никеля увеличивает Ссв. при Ссо > 0,6 -5-0,8 хром увеличивает, а никель уменьшает С^.
При совместном легировании чугуна хромом и никелем необходимо придерживаться таких пропорции обоих элементов, при которых карбидообразующее влияние одного нейтрализуется графитизирующим влиянием другого. В эвтектоидном интернале температур оба элемента дей-%С„т ствуют совместно на стабилизацию
перлита и предотвращают выпадение
с8
0,8
0.1
0.6
л
і
г і
V
S 6
Фиг. 82. Зависимость количества С ._ от со
to
N1 : Сг 127]
2 - 3,0%
отношения Si;
0.30% Ni, 0,16% Сг, 3 - 3.6% Со6, 1,08%
0,13% Сг, Ni : Сг ^ 5,6;
1.13% Si, 0,75% N1. 0.29% Сг. Ni : Сг*=2~5 $ - 3.62% Соб, 1.04% Si; 0,74% Ni
0,48% Сг, Ni : Сг = 1,5; в — 3.73% С-.
U,98% Si. 0,2% Ni, 0,40% Сг, Ni -. Cr=-0,4
/ - 3,72% Сс6,
Сф 1,04% Si,
Ni : Сг 2,4; Si, 0.74% N1,
4 - 3.74% С0&
320 300 280 260
240 220 200 780
1
• 2
0 20 40 60 80 100 мм Толщина стенки
Фиг. 83. Записимосгь твердости хро мистого серого чугуна (2,4 — 2,6%. С^, 2,13% Si) от толщины отливки;
/ — 0,6% Сг; 2 — 0.32% Сг.
феррита в толстых сечениях отливки. Этим и объясняется сходство результатов, получаемых при легировании чугуна хромом и никелем и при модифицировании чугуна кремниесодержащими добавками.
Па фиг. 82 показана зависимость количества связанного углерода от соотношения никеля и хрома; при отношении N1 : Сг < 2,5 количество Ссь увеличивается, а при отношении N1 : Сг > 2,5 количество Сса уменьшается.
На фиг. 83 показана зависимость твердости чугуна от толщины стенки для чугу-нов с разным содержанием хрома. Хром придает чугуну мелкозернистость и устраняет его пористость [28].
Чем больше хрома, тем больше образуется карбидов в структуре. Хром стабилизирует карбиды, уменьшает рост и увеличивает коррозионную стойкость чугуна, особенно в морской воде и слабых кислотных растворах.
На фиг. 84 приведено влияние молибдена на свойства серого чугуна. Обычно повышенное содержание молибдена (более 1,5%) не влечет за собой повышения прочности 129].
В табл. 17 приведено влияние ванадия на свойства серого чугуна.
При легировании чугуна специальными элементами можно не только менять характер металлической основы с получением в ней различных количеств графита и цементита, но можно также в литом состоянии получить принципиально новые металлические основы типа ферритно-карбидной, аустснитной, мартенситной и игольчато-трооститной [28]—-|31]. Этим структурам свойственна большая износостойкость, теплостойкость, жаростойкость, коррозионная стойкость и т. п. (см. ниже).
