Фирменный Автосервис

 

 

Серые чугуны

Анапа санаторий детский
Вернуться в начало
Серые чугуны образуются только при малых скоростях охлаждения в узком интервале температур, когда мала степень переохлаждения жидкой фазы. В этих условиях весь углерод или его большая часть графитизируется в виде пластинчатого графита, а содержание углерода в виде цементита составляет не более 0,8 %. Графитизация чугуна и ее полнота зависит от скорости охлаждения, химического состава и наличия центров графитизации.рис. 5 а) Ферритная основа. Феррит + Графит
По сравнению с металлической основой графит имеет низкую прочность. Поэтому графитовые включения можно считать нарушениями сплошности (пустотами) в металлической основе, и чугун можно рассматривать, как сталь, пронизанную включениями графита, ослабляющими его металлическую основу. Вместе с тем наличие графита определяет и ряд преимуществ чугуна: хорошая жидкотекучесть и малая усадка; хорошая обрабатываемость резанием (графит делает стружку ломкой); высокие демпфирующие свойства; антифрикционные свойства и др.
У серых чугунов хорошие технологические и прочностные свойства, что определяет широкое применение их как конструкционного материала.
  а) Ферритная основа.
Феррит + Графит
  б) Ферритно-перлитная основа.
Феррит + Перлит + Графит
  в) Перлитная основа.
Перлит + Графит
Рисунок 5 - Микроструктура чугуна с крупнопластинчатым графитом.рис. 5 б) Ферритно-перлитная основа Феррит + Перлит + Графит
При очень малой скорости охлаждения или даже выдержки в интервале температур 738…723С произойдет полное превращение аустенита в феррит и получится ферритная металлическая основа с графитными включениями, то есть структура феррит + графит (Рисунок 5, а) – серый чугун на ферритной основе, имеющий низкие механические свойства – малую выносливость и хрупкость.
При большей, промежуточной, скорости охлаждения часть аустенита, находящегося около графитных включений при охлаждении превратится в феррит, а оставшаяся часть аустенита, находящаяся дальше от графитовых включений, переохладится и распадется на перлит. Получится серый чугун на ферритно-перлитной основе с графитовыми включениями (Рисунок 5, б), имеющий небольшие, но более высокие, чем предыдущий сплав, механические свойства.
При большой скорости охлаждения превращение аустенита в феррит произойти не успеет, аустенит переохладится и распадется на перлит и получится перлитная металлическая основа с графитными включениями, то есть структура перлит + графит (Рисунок 5, в). Это наилучший вид литейного серого чугуна, который может быть использован также как антифрикционный сплав для подшипников скольжения.
Серые чугуны классифицируются по форме графитовых включений, см. Таблица 1 и Таблица 2.
Таблица 1 - Различные формы графита в чугуне.
 
Таблица 1 - Различные формы графита в чугуне.рис. 5 в) Перлитная основа. Перлит + Графит

Таблица 2 - Обобщенная классификация чугунов по строению металлической основы и форме графита.
 
Влияние формы графита в чугуне на его свойства
 
Пластинчатый Пластины графита с острыми краями уменьшают живое сечение металлической матрицы и, главное, являются внутренними концентраторами напряжений, способствующими зарождению и развитию трещин. Пластины графита сильно снижают прочность и пластичность чугуна при растяжении. На прочность при сжатии включения графита влияют значительно слабее, поэтому чугун особенно выгодно использовать для изготовления деталей, работающих на сжатие.
 
Хлопьевидный По прочности ковкие чугуны занимают промежуточное положение между чугунами с мелкопластинчатым графитом и высокопрочными чугунами. Ковкий чугун получают из белого путем длительного (около 100 часов) графитизирующего отжига при температуре около 900-1000С.Таблица 2 - Обобщенная классификация чугунов по строению металлической основы и форме графита.
 
Шаровидный Шаровидные графитные включения имеют минимальную поверхность раздела с металлической матрицей и не являются такими сильными концентраторами напряжений, как графитные включения в виде крупных и мелких пластин. Это обстоятельство приводит к повышению прочности чугуна, благодаря чему он и получил свое название высокопрочный чугун.
Влияние примесей на кристаллизацию и структурообразование чугунов
Кремний обязательно присутствует в чугунах и оказывает большое влияние на структуру и свойства чугунов. Кремний приводит к появлению большого числа более мелких графитных включений в структуре чугуна, то есть получается его структура с мелкопластинчатым графитом. Такой чугун обладает прочностью в 1,5…2 раза выше прочности чугуна с крупнопластинчатым графитом. Обычно содержание кремния в чугунах колеблется в пределах 1,2…3,5%.
Для повышения прочности чугуна в него вводят небольшие добавки щелочных или щелочноземельных металлов, чаще всего магния, при концентрации 0,03…0,07%. Пары магния, обрабатывая расплав, способствуют кристаллизации графита в виде шариков, и получается чугун с шаровидным графитом.
Влияние формы графита в чугуне на его свойства


Зависимые и независимые допуски расположения Неуказанные допуски расположения поверхностей Задачи совершенствования методов оценки качества сложной технической продукции Общие принципы процедуры оценки качества технических изделий Структура, свойства и маркировка чугуна Марки чугуна Порошковая металлургия Значение развития стандартизации и сертификации в машиностроении  Стратегия экономической безопасности Шпоночные соединения 

 

Образовательный сайт Бармашовой Л.В.

Рассылки Subscribe.Ru
Современное образование
Подписаться письмом