Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Конструкционные чугуны

Виды и свойства конструкционных чугунов. Высокопрочный чугун

Определение 1

Чугун – это сплав железа с углеродом и другими элементами.

К конструкционным чугунам предъявляется ряд требований, касающихся их механических свойств. Совокупность механических свойств чугуна определяет их использование в различных областях металлургии и машиностроения. Кроме того, к конструкционным чугунам предъявляются требования по износостойкости, сопротивлению коррозии и другим химическим и физическим свойствам. Данные свойства важны для низколегированных и нелегированных чугунов. В том случае, когда требования по специальным свойствам являются доминирующими, то используются высоколегированные и среднелегированные конструкционные чугуны.

Помимо требований к химическим, физическим и механическим свойствам к чугунам предъявляются требования к технологическим свойствам, самыми важными из которых являются литейные. В данном отношении лучшим является серый чугун, он позволяет получать соответствующие отливки с максимальным выходом. Основными факторами, влияющими на свойства чугуна, являются способ термической обработки, скорость охлаждения, жидкое состояние расплава, состав металла и т. п. Самыми распространенными чугунами, которые используются в качестве конструкционных материалов, являются:

  1. Серый чугун.
  2. Ковкий чугун.
  3. Низколегированный алюминиевый чугун.
  4. Высокопрочный чугун.
Определение 2

Высокопрочный чугун – это чугун, в состав которого входят включения графита в сфероидальной формы.

Благодаря шаровидной форме графита и повышенному содержанию углерода, высокопрочный чугун отличается значительным относительным удлинением, высокой прочностью на изгиб и растяжение, выраженным пределом текучести, высокой ударной вязкостью, хорошими литейными свойствами, высокой прочностью на сжатие, высокой износостойкостью, высокой усталостной прочностью, а также тем, что хорошо поддается механической обработке. В основном высокопрочный чугун используется при изготовлении ответственных деталей машин и в производстве высокопрочных труб для водоснабжения и нефтегазовой промышленности.

«Конструкционные чугуны » 👇
Помощь эксперта по теме работы
Найти эксперта
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Решить задачу
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Найти

Ковкий чугун

Определение 3

Ковкий чугун – это вязкий и мягкий чугун, который получают из белого чугуна посредством отливки и термической обработки.

В ковком чугуне содержание углерода составляет от 2,4 до 2,8 %. Кроме него в его состав входят фосфор, кремний, марганец и сера, количество которых зависит от необходимых свойств сплава. В исходном материале - белой разновидности изделий углерод полностью связан железом и представлен карбидом железа. Во время отжига при температуре 950-970 градусов по Цельсию добиваются освобождения графита из аустенита и карбида железа. В результате данного процесса образуются графитовые хлопья, окончательное формирование которых в чугуне происходит при температуре от 720 до 760 градусов по Цельсию. Термическая обработка белого чугуна с целью получения ковкого делится на два этапа:

  1. Сначала сырье нагревается до температуры 1000 градусов по Цельсию и выдерживается в таком состоянии до тех пор, пока окончательно не распадется на графит и аустенит.
  2. После этого заготовки охлаждаются до 760 градусов, при которой аустенит дает дополнительный цементит, входящий в состав перлита. При дальнейшем охлаждении перлит распадается на графит и феррит.

Ковкий чугун в зависимости от условий отжига по структурному составу делится на:

  • ферритный, содержащий хлопьевидный графит и феррит,
  • перлитный, состоящий из хлопьевидного графита и перлита,
  • ферритно-перлитный, в состав которого входят графитовые хлопья, феррит и перлит.

Содержанием углерода в виде графита и кремния определяются технические характеристики и свойства ковкого чугуна. Для перлитного ковкого чугуна определяющим является содержание еще марганца и хрома. Различия в структуре отражается на конечных свойствах готовых изделий. Например, у ферритных отливок твердость меньше, чем у перлитных, но при этом они более пластичные.

Включения в виде хлопьев из гранита придают изделиям высокую прочность с сохранением хорошей пластичности. Они могут подвергаться пластической деформации при комнатной температуре. Существенное преимущество ковкого чугуна - постоянство свойств по всему поперечному сечению и отсутствие внутренних напряжений. Механические и физические характеристики ковкого чугуна располагаются между аналогичными свойствами серого чугуна и стали. Они обладают хорошей коррозионной стойкостью, на них не действуют химические реактивы и влага; хорошей текучестью в жидком состоянии; хорошей износостойкостью; способностью поглощения вибраций в случае повторяющихся периодических нагрузок.

Дата последнего обновления статьи: 26.06.2024
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Крупнейшая русскоязычная библиотека студенческих решенных задач
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot