Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СТРУКТУРЕ И ТЕРМООБРАБОТКЕ ЧУГУНА
Для практических целей удобно пользоваться следующей формулой:
75 Ссв + 40
Сгр+\
(1)
которая дает относительно удовлетворительные результаты для иелегнрованного
серого чугуна [4}.
fyp * Г/мм*
60
S6 52 48
40
36
32 26
в-
•
- 1
7
32 26 2Ь 20
16 12 3
4 О
3%Сгр
Фиг. 57. Зависимость механических свойств ферритного ковкого чугуна при разных содержаниях углерода отжига.
У серого чугуна отношение предела прочности при сжатии авСж к сер составляет 3.5—4,5, а отношение предела прочности при изгибе сеи к <звр составляет 1,6—3,4.
На фиг 57 показана зависимость предела прочности при растяжении аир и относительного удлинения ? при различных содержаниях углерода отжига в ферритиом ковком чугуне [1] На фиг 58 и 59 показано влияние числа графитовых включений на авр и 5 ковкого чугуна. В то время как с увеличением числа включений сер
непрерывно возрастает, о сначала возрастает (примерно до 60 включений на I мм2) (фиг. 58), а затем снижается (фиг. 59).
В табл 11 приводятся примерные механические свойства различных видов чугуна при разных металлических основах
П. Примерные свойства ферритных и перлитных чугунов с различной
формой графита
Форма графита и содержание общего углерода в чугуне Структура металлической основы Механические свойства
°ви с a-i Ь в % а (без надреза) в кГм/см*
в кГ/мм*
Пластинчатая (серый чугун с 2,7-3,8% 'Саб) Перлитная Ферритная 20 40 8—12 40—65 20—30 75— | 130 40—60 8—16 4 6 0,2—0,4 0,3—0,8 0,5—1,0 0.3—0,8
Хлопьевидная (ковкий чугун с 2,2—3,0% Cod) Перлитная Ферритиая 40—70 30—40 65—85 65—75 - 16—28 14—18 2—4 6—15 3—6 4—12
Шаровидная (высокопрочный чугун с 3,0-3,8% Соб) Перлитная Ферритная 50—80 40—50 90-115 65—75 150— 250 15—24 14—18 1—3 10—20 1,5—6 5—10
Примечание. Наиболее высокие свойства соответствуют наименьшему содержанию углерода или достигаются специальной термической обработкой.
ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ. ВЛИЯЮЩИЕ НА СТРУКТУРУ ЛИТЬЯ
31
кГ/мп*
$6
*8
40
J2
! ¦ lull ¦
^^^^^ 'Ч 7
^^^^
1
20
12
20 30 Ь0 60 ВО 100 Число срофито$ых включений *а / мн*
Фиг. 58. Зависимость между числом включений углерода отжига и механическими свойствами ковкого чугуна при малом числе включений [11.
6вр
к Г/мн*
46
ь2
3k
30
1
6°b
п
6
0 200 400 600 800 WO0 1200 Число гранитовых Включений на 1 мм*
Фиг. 59. Зависимость между числом включений углерода •тжига и механическими свойствами новкогв чугуна при большом числе
включений [5J.
Влияние скорости охлаждения
Влияние скорости охлаждения чугунных отливок на их механические свойства определяется влиянием этого фактора на характер структурообразования чугуна. В частности, чем больше скорость охлаждения, тем больше чугун переохлаждается и тем больше вероятность превращений по метастабильной системе.
ж+Л+и+Г
¦ , - • » ¦ •
Фиг. С1. Псевдобинарный разрез тройной диаграммы Fe—С—Si при 2,5% Si.
Фиг. 60. Схематическая диаграмма эвтектического превращения переохлажденного жидкого (ж) эвтектического чугуна [7]: БДЛФ — начало кристаллизации графита (Г); ОДЗ—начало кристаллизации ауетенита (А); ИЛИ— начало кристаллизации цементита Ш); РНФК—конец эвтектического превращения.
На фиг. 60 представлена схематическая диаграмма изотермического превращения переохлажденного жидкого чугуна эвтектического состава.
При изучении структурообразопання чугуна надо пользоваться диаграммой состояния Ре—С—31 или ее псевдобинарными разрезами (фиг. 61), главнейшими особенностями которых по сравнению с диаграммой Ре—С является наличие температурных интервалов при эвтектическом и эвтектоидном превращениях и существенное перемещение влево н вверх линий СО и ?5. Соответственно, степень эвтектичности (ос) определяется формулой
5с 4,25 - 0,312 51 ' (2)
где С и Б1 — процентные содержания углерода и кремния в чугуне.
32
ОПІЦІШ СВЕДЕНИЯ О СТРУКТУРЕ И ТЕРМООБРАБОТКЕ ЧУГУНА
В отличие от стали уменьшение скорости охлаждения чугуна влияет не только на уменьшение дисперсности металлической основы, но и на изменение самого характера этой основы, поскольку оно оказывает существенное влияние на процесс графи-тизации. Толкование механизма процессов графитизации чугуна носит весьма дискуссионный характер, и этому вопросу посвящена специальная литература.
При эвтектическом превращении в случае быстрого охлаждения образуется цементитно-аустенитная эвтектика (ледебурит). В случае замедленного охлаждения вместо ледебурита получается графитно-аустенктная эвтектика.
При непосредственной кристаллизации графита из жидкого раствора получаются пластинчатые формы разной дисперсности тем большей, чем больше степень переохлаждения.
При применении модифицирования специальными присадками, вызывающими кристаллизацию графита в виде глобулей Се и др.), получается высокопрочный чугун с шаровидным графитом.
