Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
На фиг. 33 приведена ориентировочная зависимость качества структуры металла от величины ови и отношения ави к / |1]
/
Обратная величина zf «= —— 100 нашла более широкое применение в качестве
характеристики прочности и жесткости чугуна. Величина z\ отражает также чувствительность чугуна к сечению отливок. Так, г/ больше 30 для чугунов, чувствительных к сечению отливок, и меньше 30 для нечувствительных.
Произведение o+tpZf = Л' .служит мерой прочности различных сортов чугуна Чугуна с одинаковой величиной коэффициента /\ располагаются на соответствующих гиперболах (изофлексах) на диаграмме Мейерсберга (фиг 34. а), построенной в координатах аер — zf [27 J. На фиг. 34, 6 диаграмма Мейерсберга показана в лога-
(ави\
Приведенные закономерности в значительной степени условны Так, например, при медленном нагружении образца при испытании на изгиб можно значительно повысить значение стрелы прогиба. Однако ввиду простоты и доступности испытаний литых проб на изгиб этот вид испытании дает возможность получать данные отражающие не только прочностные свойства чугуна, но и его деформацию под нагрузкой
Предел прочности при срезе не является характерным критерием конструкционной прочности чугунных отлннок и практически не определяется Отношение оеср к авр в зависимости от величины анр находится в следующих пределах [1|.
О О О 1
вр GCP вр *СР
n к/ /мм* "~г в к! /мм* ~Z
ер вр
10—15 1,5—1,8 30—35 1,1—1,4
15—20 1,3-1,8
20—30 1,2—1,5 35—40 1,0—1,2
Предел прочности при кручении, наоборот, является важной характеристикой ряда чугунных изделий, служащих для передачи крутящего момента, в первую очередь коленчатых валов испытывающих сложные напряжения изгиба и кручения. Пределы отношения г6 к авр для ч\гунов различной прочности составляют (1J:
> , хо
к/'/мм* "1
ер
10—15 1.8—2.0
15-20 1.2—1,7
20—30 1.2—1.6
30—40 1,2—I,*
КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА
117
5 15 25
О)
35 беркГ/пп*
10
15 20 30 40 50 борКГ/мп* б)
Фиг. 34. Кривые *ep2f — соП^ (изофлексы)-- / — граница между высокопрочными и низкопрочными чугунами.
20 30 40 50б6ркГ/мм*
Фиг. 35. Зависимость предела прочности при кручении от предела прочьости при растяжении серого чугуна с пластинчатым графитом.
Ьс*гт«г/мм*
Тв=69,5*Г/ммг '^р-58кГ/ммг т6'=57нГ/мм2
ббсж=150 кГ/мм*
т3 = Ч2кГ/ммг б6=42хГ/мл!*
31>5кГ/мм*
Ч
6^82 н/Уш-=35кГ/мм2
6
ббр=28 кГ/мм* ї'в=27кҐ/мм2
Фиг. 36 Круги Мора для чугуна с шаровидным графитом с перлитной (л) и фер-ритиой (б) структурой и для модифицированного серого чугуна с пластинчатым
графитом (в).
118
ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА И СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК
На фиг. 35 указанная зависимость отношения к овр от азр представлена гра-фи чески На приведенном графи ке левая часть кривой ( *= 2-~ 1.25 ) относится
к серому чугуну, а правая = 1,09 1,о) — к чугуну с шаровидным графи-
том 120). ^
Учитывая особенности поведения чугуна в напряженном состоянии, Я. Б. Фридманом (29) установлена зависимость
max
2zr*
З/И 4
где
max — максимальное напряжение при кручении. М — крутящий момент;
dM
6 — угол закручивания. —угол наклона касательной к кривой деформирования при кручении
Роль нормальных напряжений при плоском напряженном состоянии определяется коэффициентом А пходяшим в известное уравнение Мора
• 2хл-—А (о, — о8)
глс
аА — а3
А
2-^--1
На фиг 36 приведены круги Мора для трех типов чугуна: серого, модифицированного и высокопрочного с шаровидным графитом с ферритной и перлитной структурой 1201
Для модифицированного серого чугуна А составляет 0,94, а для перлитного высокопрочного 0.96 Это означает что разрушение этих чугунов происходит под действием нормальных напряжений. Для феррптного чугуна с шаровидным графитом величина А снижается до 0,5. что указывает на уменьшение роли нормальных напряжений и увеличение роли касательных
В табл. 12 сведены данные соотношений прочностных свойств при статическом нагружении различных видов чугунов |28].
12. Соотношения механических свойств различных видов чугунов при различных способах статического нагружении
Вид чугуна J0,2
авр авр
Серый 1 65
Ковкий 0.5—0.6 - -
ВЧ 45-0 0 72 1.5 1,40
ВЧ 50-1,5 0.78 1.8 1.30
ВЧ 60-2 0 73 1.8 1.18
ВЧ 45-5 0.80 1 24
ВЧ 40-10 0 64
Стальное литье 0.35—0.5 _ —-
после отжига
веж
7«р
3,5—4.0 2.5—3.5
3,5
3.3
2.8
а_1 *вр
аер *вр НБ
1.1 0,47 0.2—0 15
10 0,35
1,1 0.36 0,21
1.0 0.33 0.23
1.0 0,35 0,26
1,0 0.37 0,23
— _ 0,28
0.7—0.9 0.5—0.4 0.25
Свойства при динамическом нагружении
Ударная вязкость чугуна зависит от вязкости металлической основы, количества и формы графитовых включений, а также от скорости приложения нагрузки формы и размеров испытуемых образцов. С повышением скорости прило-
КОНСТРУІШИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА
119
жения нагрузки ударная вязкость чугуна повышается (фиг. 37). Аналогично влияет н увеличение сечения образцов.
Ввиду наличия в сером чугуне большого количества концентраторов напряжения в виде графитовых пластинок чувствительность серого чугуна к надрезам при испытании на ударную вязкость минимальная и заметно повышается лишь при
