Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
200 180 170
22,0 19,2 16.1
39,9 39.0 29,4
Проба 0 30
14
17,5
и
205 190 175
ер
25.9 22,8 18.6
21
зо
ей
44,1 40.9 39,2
И
210 200 180
КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА
109
Из приведенных данных видно, что с повышением прочности чугуна его чувствительность к толщине стенок отливок уменьшается. Малой чувствительностью
1.2
0,6
0.6
0Ц
-1-
Перлит -|
феррит
Перлит+ледебурит _I_І I_
10 20 30 40 мм
КО 0,8
0,4
Перлит -* феррит
Перлит-+ледебурит
Ю 20 30 40 мм
Толщина стенки отливки
Фиг. 24. Диаграмма Зиппа.
20
10
к толщине стенок отливок отличаются также чугуны средней прочности (марок СЧ 15-32 и СЧ 18-36), содержащие не менее 3,6% С при пониженном содержании 51. Наиболее чувствительны к сечению отливок серые чугуны со средним содержанием углерода (3,3—3.4%) и повышенным содержанием кремния (более 2%).
При модифицировании серого чугуна графитизирующими добавками (ферросилицием, силикокальцием) достигается значительная однородность структуры и механических свойств по сечению отлнрок и в отдельных частях разностенных отливок При этом иногда может наблюдаться, так называемая «аномалия прочности» когда в толстых сечениях отливок прочность чугуна оказывается выше, чем в тонких сечениях 119]:
^ 4 | 16 і
О >^
2а
16'
15 20 30 50 Диаметр проб
90мм
Толщина стенки в мм
180
210
275
21.6
22,5 24 4
Фиг. 25. Полулогарифмическая зависимость предела прочности чугунов с пластинчатые графитом от диаметра проб. / — чугуны с повышенной прочностью. 2 — чугуны с пониженной прочностью, с—чугуны с ноиышенньм содержанием кремния. б — чугуны с пониженным содержанием кремния.
на прочностные свойства чугуна |17]
по АБТМ
Зо 40 50 60
"в НБ 'ер НБ
в кі /мм*
28.0 26,2 21.7 49.0 48 3 44.1 220 210 190 35 0 31,4 25 9 56 0 54.6 53 5 230 220 210 42,0 38,6 | 364 63.0 61.2 57,4 260 240 230 49,0 45,5 42.0 80 68,5 300 290 275
24,5 - — 28 — — 35 і 42 -
по
ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА II СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК
6. Прочность и твердость чугуна в отливках различного сечения [18]
Сечение отливки Марка чугуна
ч 15 0 | 25 ¦ 30 | 35
Диаметр в мм ж ? а и •5 м ИБ * 1 к, г> ? "б "б м -v.
6 10 20 30 40 50 60 3 1 0 10 15 20 25 30 20 18 16 15 13 11 10 220 200 180 170 160 150 110 • 24 21 20 18 16 15 230 210 190 180 180 170 29 26 25 22 20 18 250 230 210 200 200 190 33 30 27 25 23 250 230 220 210 210 37 35 31 28 26 260 240 230 220 220
Степень однородности механических свойств чупна по сечению отливок делнется коэффициентом квазнизотропности а [20]:
где ов— предел прочности при растяжении чугуна в отливке с толщиной стенки О мм (или п пробе диаметром Л мм)\ с а — предел прочности при растяжении п стенке толщиной (I мм (или соответственно в пробе диаметром й мм).
Коэффициенты квазиизотропности обычных серых чугунов и чугунов с шаровидным графитом составляют:
Марка чугуна Коэффициент
квазиизотропности а
СЧ 24-44 04
СЧ 32-52 032
СЧ 38-60 0^2
Чугун с шаровидным графитом 0,04—0,17
Между величиной коэффициента квазиизотропности а и химическим составом серого чугуна установлены ориентировочные зависимости:
а = 0,24 + 0,286 [(С 4- 0.8 51) - 4,2]2; а - 1,63$, - 1,058.
Значительной неоднородностью свойств по сечению отличаются отливки из серого чугуна в металлические формы (табл. 7). Эта неоднородность обусловлена зна-
7. Влияние толщины стенки отливок на свойства чугуна, отлитого
в металлические формы [26]
Толщина стенок н мм Механические свойства после отжига
°всж f в мм «-и Е а
в КГ/ММ в к Г/мм1
12 36,6 87.0 69,0 4.4 22,4 10,5 13 600 _ ч
22 23.2 78.5 53,0 4 1 30.6 14.0 10,5 12 300 5200
30 22,4 83.5 69,5 7,1 29,5 1.3,6 9500 4700
50 15.7 70,0 44.0 6.0 25,6 9.2 9,0 8 400 4400
КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА
111
чительным различием скорости кристаллизации расплава чугуна при различной толщине стенок отливок н на различном расстоянии от стенки металлических форм, приводящим к образованию нескольких структурных зон.
Ковкий чугун также в значительной мере чувствителен к сечению отливок. Например, увеличение толщины стенки отливки с 6 до 12 мм вызывает снижение предела прочности при растяжении на 15% и удлинения на 40%. Ниже приведены данные, показывающие влияние диаметра литых образцов на изменение прочностных и пластических свойств ковкого чугуна в абсолютных величинах |И]:
Диаметр Увеличение Ь в % Диаметр Увеличение 5 в %
образца или уменьше- образца или уменьше-
в ММ на авр в мм иис авр
в кГ/мм% в кГ /мм*
8 +2,5 +0,8 20 -3,5 —0.6
12 0 0 24 -5,0 —3,3
16 —2.0 -0.7 28 —6,0 —4,1
Зависимость свойств от сечения отливок у высокопрочного чугуна с шаровидным графитом менее выражена, чем у серого чугуна (табл. 8, фиг. 26) и приближается
Ofip
30 70 110 150 190 Диаметр о тли 8 о*
і
<о О/
І зо ^so
§ 70 * 60
2 ;_^_г— 1
Ї
I
с
20
40
60
мм
230мм *° Расстоянии от центра сечения отлибки
Фиг. 26. Влияние размеров отливки на статическую прочность серого чугуна (1), модифицированного чугуна (2), чугуна с шаровидным графитом (3). легированной стали (4) и углеродистой литой стали (5).
