Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
•S
ri
a»
Цементит, разлил? и npeSpdikewbui-/іедеШит
____і.
5з
<5>
±1
-ОМ
900 800
730 800
530
«a
десоВые %уг/*ероао
у 2 * 6 в Юи М 16 16 20
Атомные °/о углерода Фиг. 1: Диаграмма железо — углерод.
в зависимости от марок от 1,6 до 2,5% С. Ферросилнд, содержащий всего 0 3-0,8% С может быть отнесен к чугуна* лишь совершенно условно (правильнее считать его железокремннстым сплавом). Принятое разграничивание области чугунов от области сталей совпадает с предельной растворимостью углерода в К-железе (фиг. 1).
OMUIII CHI 11 НИМ П СТРУКТУРІ II ТГРМООЬРЛБОТКЕ ЧУГУНА
Характерная особенность чугунов— их лучшие литейные свойства и худшне пластические свойства но сравнению со сталью; это следствие большого содержания углерода, значительно превышающего предел его растворимости в аустените.
Важнейшими классификационными признаками чугунов служат их физико-механические свойства. Основными характеристиками чугуна как конструкционного материала являются механические свойства, а для чугунов специального назначения— специальные свойства.
Свойства чугунных отливок зависят от фазового состава чугуна, характера распределения структурных составляющих и химического состава. В частности, механические свойства серого чугуна определяются степенью ослабления металлической основы графитными включениями, а также составом и свойствами самой основы
Классификация по химическому составу
В чугунах, кроме железа и углерода, содержатся в качестве постоянных примесей известные количества кремния, марганца, фосфора и серы. Из них фосфор и особенно сера считаются вредными примесями.
По химическому составу чугуны делятся на нелегирова иные, мало-, средне-и высоколегированные.
Нелегироваиными считаются чугуны, содержащие до 2% Мп и до 4% $і, до 0,1% Сг и до 0,1 ио ІМІ При наличии этих элементов в больших количествах или при содержании специальных примесей чугуны считаются легированными.
В малолегнрованных чугунах количество специальных примесей (N1. Сг, Си и т. п.) не превосходит обычно 3%; в средкелегированпых чугунах количество легирующих примесей составляет 7—10%. а в высоколегированных значительно превышает 10%. В качестве легирующего элемента начинает применяться азот.
Путем низкого легирования чугуна стремятся улучшить его общие свойства, получить однородную структуру, повысить предел прочности и упругости с сохранением этих свойств при нагреве до относительно невысоких температур (300—400° С), улучшить твердость и износостойкость, антифрикционность и т. п.
При среднем и высоком легировании значительно меняется состав твердых растворов и карбидов, благодаря чему наибольшее значение приобретает изменение характера металлической основы. Путем легирования можно получить п структуре чугуна непосредственно в литом состоянии мартенсит, бейннт (игольчатый троостит) и аустенит.
Классификация по структуре и условиям образования графита
По степени графитизаипн. формам графита и условиям их образования различают следующие типы чугунов (фиг 2): белый, половинчатый серый, ковкий и высокопрочный с шаровидным графитом.
Тугуны
негротитизи-ровенные
значительно графитизирсванные
_і_
незначительно графитизи рованные (сохранилась часть ледебуоитз)
Серый Ковхиа • Высокопрочный
Графит пластинчатый. Обычно получается при затвердевании Графит хлопьевидный или шаровидный Получается при отжиге белого чугуна Гоафит шаровидный. Получается при специальном tioducpuuuDQ-вании
Полови* чатый
6ь.СОК0\ прочный
Фиг. 2. Схема классификации чугунов по степени грлфмтмзацнн, формам графита
и условиям их образования.
ОБЩАЯ КЛАССИФИКАЦИЯ ЧУГУНОВ
7
или вовсе графитизи'
Характер металлической основы чугуна определяется степенью графитизации и легнрованности, а также видом термической обработки.
По степени графитизации белый чугун можно считать наименее неграфитнзированным, половинчатые чугуны можно считать частично рованнымн, а остальные чугуны — значительно графитизированными.
В белых и половинчатых чугунах обязательно наличие ледебурита, а в значительно графитизированных чугунах ледебурита ие должно быть
Чугунные отливки не всегда однородны по структуре, иногда структурная неоднородность является даже желательной или необходимой, как, например, в случае отбеленных прокатных валков. Часто вследствие трудности регулирования стру ктурообразования и значительного влияния внешнего охлаждения, ликвации ит. п. структура отливки получается неоднородной и не всегда поддается исправлению последующей термической обработкой.
Ниже подробнее рассматриваются главнейшие особенности перечисленных чугунов.
Белый чугун. Белым чугуном называется чугун, у которого почти весь углерод находится в химически связанном состоянии. Белый чугун весьма тверд, хрупок и очень трудно обрабатывается резанием (даже резцами из твердых сплавов).
На фиг. 3 показана микроструктура нелегирова иного белого доэвтектического чугуна, состоящая из ледебурита, перлита и вторичного цементита. В легированных или термически обработанных чугунах вместо перлита может получаться мартенсит или даже аустенит. Отливки из белого чугуна имеют ограниченное применение из-за большой твердости и хрупкости Они применяются для изготовления износостойких, коррозионностойких и жаростойких деталей. Кроме того, отливки из белого
