Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Фиг. 27. Относительное снижение предела прочности обычного серого чугуна (/) и чугуна с шаровидным графитом {2) с отдалением от края отливки толщиной 150 мм.
к соответствующей характеристике для литой стали [20]. В связи с этим неоднородность прочностных свойств по сечению толстостенных отливок меньше у чугуна с шаровидным графитом, чем у серого чугуна с пластинчатым графитом (фиг. 27).
8. Влияние толщины стенки отливки на механические свойства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом [21]
Механические свойства Толщина стенки и мм
25 | 50 | 150 300 | 45") | 900
Су* в кГ (мм*........... Не................ і-- —,---— 61,0 43,0 6,3 205 < 56,4 44,9 5,0 207 50.3 40.6 3.5 201 45.1 36.6 3.5 185 40.3 33.8 4.0 176 31.2 30.2 20 161
По данным II. Г. Гиршовича, с увеличением сечения отливок снижаются в основном только пластические свойства высокопрочного чугуна:
нна стенки о в кГ/мм2 в у. в кГ/мм2 6 в % » мм
25 50.0 39.0 14.7
50 51.0 40,0 14,6
75 50,0 39.5 11,0
100 49,5 39.5 5,5
Кроме влияния степени кпазиизотроиности чугуна на прочностные свойства отливок различного сечения, необходимо также учитывать масштабный фактор, т. е.
112
ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК
9. Показатели однородности различных видов чугуна [20]
Вид чугуна 13 ид напряженного состоянии Показатель однородности т Коэффициент А
Серый Растяжение . . Кручение........ 4,99 6,36 2,07 1,97
Моди ф иц и ро ва и н ы и Растяжение , , Кручение........ Изгиб ... 5,57 6.22 6,42 2,18 2,17 2.46
С шаровидным графитом Растяжение....... Изгиб......... 9,10 9,10 2,24 2,53
влияние абсолютных размеров испытуемых образцов на результаты испытаний. На фиг. 28 указанная зависимость приведена в логарифмических координатах:
О
кГ/мпг 130
100 ВО
60 50
40
30 25
20
15
10
где Л и т являются постоянными материала, причем т является показателем одно родности материала (табл 9). V — объем рабочей части образна
Из приведенных в табл. 8 данных видно, что чувствительность к масштаб-, ному фактору у чугуна с шаровидным графитом значительно меньше, чем у модифицированного и пемодифипированного серого чугуна
Серый чугун с пластинчатой формой графита мало чувствителен к концентраторам напряжений как при динамических, так и при статических нагрузках, причем чувствительность к надрезам снижается с понижением прочности чугуна (фиг. 29). У ч\гулов с низкой прочностью наблюдается повышение предела прочности при
-> к-
-
•
V
> \
у..... \\ Ч
\\ ч ^ V 2
ЧІ \
/0* 5-10* 5-Ю5
«Г/мм2
5-Ю9 у мм3
15 20 ЗУ 405060Ь0анм(раст.)
3 10 15 20 30 ЬО506080ймм(ипиб)
—Растяжение
---Кручение
Изгиб
Фиг. 28. Влияние размеров ни статическую прочность обычного серого чугуна (/). модифицированного чугуна (2) и перлитного чугуна с шаровидным графитом (3).
Фиг. 20. Влияние надрезов на прочное г» серого чугуна с пластинчатым графитом.
растяжении при наличии концентрации напряжений. При менее напряженных состояниях (кручение, сжатие) наблюдается повышение прочности на 20—30% даже у высокопрочных чугунов (табл. Ю).
КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА
из
10. Влияние концентрации напряжений на статическую прочность чугуна [20|
Вид чугуна
Вил напряженного состояния
о
с*
ь ^
ш ¦ і Г~* Г'
Угол V-образного надреза в градусах
Предел прочности в кГ/ммг
без надреза
с надрезом
Эффектии ныЙ коэффициент концентрации напряжении
Серый
Модифицированный Легированный Сг и Мо
Растяжение Кручение Сжатие . , Изгиб . . , Кручение Растяжение Кручение Сжатие .
12,7 60 13,3 14,7 0,91
12,7 60 21,9 27,2 0.81
12,7 60 53,3 71,8 0,77
9,0 48 48,3 44,5 1,08
11,2 48 33,7 39,5 0,86
12,7 60 36,9 35,6 1,03
12,7 60 56,0 61,4 0,95
12 7 60 163,0 187,0 0.87
Чувствительность к концентрации напряжений у чугуна с шаровидным графитом" выше, чем у чугуна с пластинчатым графитом 120 К но ниже, чем у стали.
В результате низкой чувствительности чугуна к надрезам и поверхностным дефектам, последние практически не снижают конструкционной прочности отливок. Наоборот, прочность у необработанных отливок выше, чем у механически обработанных, вследствие сохранения поверхностной литейной корки отличающейся плотным мелко зернистым строением и пониженным содержанием вредных примесей» Это хорошо видно из данных С Н. Ванкова [22] по испытанию обработанных и необработанных образцов на изгиб:
Образцы
С литейной коркой
Механически обработанные
Расстояние между опорами в им
100
50 25 100 50 25
ви
в к Г /лги*
26,15
26,95
29,5
24,5
25,2
26.0
Однако необходимо иметь в виду, что наличие поверхностного отбела или предшествующей ему структуры с аномальным ферритом (так называемым первичным ферритом) и точечным графитом в поверхностном слое резко снижает прочность образцов или отливок, и в этом случае удаление этого слоя в стружку улучшает прочность детали в целом.
По данным Н. Г. Гиршовича, снятие литейной корки на образцах из ковкого чугуна механической обработкой приводит к снижению предела прочности при растяжении на 6,5%. удлинения на 10,7%, ударной вязкости па 33% и к повышению предела выносливости на 33%. Аналогичные данные приведены Г. Н. Троицким [23] для образцов ковкого чугуна диаметром 16 мм с необработанной поверхностью и образцов, проточенных с диаметра 19 мм до диаметра 16 мм:
