Отливки из серых чугунов

 

Деформации, образующиеся в результате напряжений, могут быть упругими (обратимыми), пластическими (остаточными) или разрушающими.

 

Таблица 4 – Механические свойства и химический состав СЧПГ

Марка чугуна Механические свойства Средний химический состав,%
  σв, кгс/мм2 σи, кгс/мм2 НВ С Si Mn
Заэвтектические
СЧ10 143-229 3,6 2,4 0,6
СЧ15 163-229 3,6 2,2 0,6
Эвтектический
СЧ18 170-229 3,6 2,1 0,6
Доэвтектический
СЧ20 170-241 3,4 1,8 0,8
СЧ25 180-250 3,3 1,8 0,8
СЧ30 181-255 3,1 1,1 0,8
СЧ35 197-219 2,9 1,0 0,9
СЧ40 207-285 2,6 2,7 0,3
Сч45   2,3 2,7 0,3

 

Механические свойства СЧ зависят от химического состава и с увеличением прочности и твердости снижаются.

Углерод и кремний являются графитизирующими элементами и оказывают решающее воздействие на структуру и свойства нелегированного чугуна. Кремний передвигает эвтектическую и эвтектоидную точки влево и вверх, т.е. в сторону уменьшения содержания углерода в твердых и жидких растворах, а также повышает температуру превращений.

Каждый процент кремния снижает содержание углерода в эвтектике примерно на 0,3%, поэтому можно принять

 

Сэ = 4,26-0,3Si,

 

где Сэ – содержание С в эвтектике; Si – содержание кремния в чугуне.

Степень эвтектичности чугуна определяется следующим образом

 

.

 

Её также можно оценить разностью содержания углерода в эвтектике и чугуне

 

.

 

Величину (С+0,3Si) называют углеродным эквивалентом.

При С+0,3Si=4,26, =0.

Чугун, для которого = 1 или = 0 называется эвтектическим.

Например, для чугунов марок от СЧ10 до СЧ45 степень эвтектичности снижается от 1,1 до 0,79, что несколько ухудшает литейные свойства.

Высокий уровень механических свойств у СЧ40 и СЧ45 достигается также меньшим содержанием (на порядок) вредных примесей – фосфора и серы по сравнению с другими СЧ.

Стандартом регламентируются только основные механические свойства – σв, σи, НВ. Именно по этим характеристикам определяется годность отливок.

Мягкий и малопрочный чугун можно получить только при ферритной матрице, а твердый чугун при перлитной матрице с дисперсным графитом.

С повышением марки чугуна возрастают прочностные свойства.

Прочностные свойства чугуна на сжатие значительно лучше, чем на ратяжение за счет графитовых включений.

Механические свойства чугуна определяются соотношением структурных составляющих – в основном феррита, перлита, графита и цементита. Включения графита снижают прочность чугуна за счет уменьшения эффективной площади сечения. Кроме того, они играют роль внутренних концентраторов напряжений. Коэффициент концентрации напряжений для ПГ Кпг = 7,0-7,5, а для ШГ – Кшг ≤ 3,5.

Возникновение высоких напряжений в локальных объемах около пластинчатого графита обусловливает появление микротрещин.

Но графитовые включения в структуре чугуна обеспечивают высокую циклическую вязкость и низкую чувствительность к надрезам.

С повышением степени эвтектичности Sэ механические свойства снижаются за исключением циклической вязкости. Это обусловлено формированием малопрочной ферритной матрицы и образованием большого количества ПГ прямолинейной или игольчатой формы.

СЧПГ имеет очень низкую пластичность (δ, ψ,%).

Разрушение чугунных образцов при испытании на растяжении происходит практически без пластических деформаций (δч = 0,5-1,0%, δст = 20-40%). В связи с этим приближенная оценка пластичности определяется по величине стрелы прогиба (f300 или f600). Образцы диаметром 30 мм и длиной 300 или 600 мм.

С повышением марки чугуна стрела прогиба f300 увеличивается от 2-2,5 до 3-3,5 мм.

 

Ψ – циклическая вязкость%; Е – модуль упругости ГПа; НВ – твердость; σв – прочность кгс/мм2; f300 – стрела прогиба, мм; δ – относительное удлинение, %.

Рисунок 20 – Влияние степени эвтектичности на механические свойства СЧПГ

Наилучшим комплексом механических свойств обладают доэвтектические чугуны (СЧ20-СЧ35), которые наиболее широко применяются для изготовления сложных и ответственных отливок.

 

Таблица 5 – Механические свойства структурных составляющих СЧПГ

Структурная составляющая σв кгс/мм2 НВ
Феррит (Si = 2%)
Перлит
Цементит
Феррит эвтектический -

 

Наиболее прочной структурой составляющей является перлит. Увеличение феррита и появление структурно свободного цементита снижает прочностные свойства.

Для повышения прочности чугуна при кристаллизации необходимо обеспечить:

1 – уменьшение количества феррита, исключение выделения структурно свободного цементита, получение перлита с максимальной дисперсностью.

2 – уменьшение количества графита и размеров его включений.

3 – приближение формы графита к шаровидной, при которой ослабляется его надрезывающее влияние.

 









Дата добавления: 2016-02-20; просмотров: 855; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию, введите в поисковое поле ключевые слова и изучайте нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам понравился данный ресурс вы можете рассказать о нем друзьям. Сделать это можно через соц. кнопки выше.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2020 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.008 сек.