Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции по материаловедению - файл 1.docx


Лекции по материаловедению
скачать (97.7 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx98kb.01.12.2011 13:55скачать

содержание
Загрузка...

1.docx

  1   2   3   4
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство образования Российской Федерации

Владимирский государственный университет

В.А. КЕЧИН

Г.Ф. СЕЛИХОВ

А.Н. АФОНИН

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО

ЛИТЫХ ЗАГОТОВОК
Учебное пособие

Допущено Министерством образования Российской Федерации в качестве

учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по

направлению подготовки бакалавров и магистров "Технология, оборудование и

автоматизация машиностроительных производств", специальностям "Техно-

логия машиностроения", "Металлобрабатывающие станки и комплексы" на-

правления подготовки дипломированных специалистов "Конструкторско-

технологическое обеспечение машиностроительных производств"

Владимир 2002


УДК 621.74 (07)

К37


Рецензенты:

Доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой

«Литейные технологии» Московского государственного

технического университета им. Н.Э. Баумана

В.А. Рыбкин
Доктор технических наук, профессор, президент общероссийской общественно

организации «Российская ассоциация литейщиков» г. Москва

И.А. Дибров


Печатается по решению редакционно-издательского совета

Владимирского государственного университета
Кечин В.А., Селихов Г.Ф., Афонин А.Н.

Проектирование и производство литых заготовок: Учеб. пособие /

Владим. гос. ун-т. Владимир, 2002. - 228 с.
Изложены свойства, характеристики и технология плавки литейных сплавов. Даны

основы обеспечения технологичности конструкций литых деталей, методики выбора и тех-

нико-экономического обоснования рациональных способов изготовления и разработки чер-

тежей литых заготовок и технологической оснастки для их изготовления. Представлены тех-



нико-экономические данные и особенности основных современных способов литья.

Предназначено в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведе-

ний, обучающихся по направлению «Технология, оборудование и автоматизация машино-

строительных производств», «Автоматизация и управление», специальностям «Технология

машиностроения», «Металлорежущие станки и инструменты», «Автоматизация технологи-

ческих процессов и производств» «Машины и технология литейного производства».

Табл. 120, Ил. 53, Библиогр.: 44 назв.


УДК 621.74 (07)
ISBN 5-89368-305-6 © Владимирский государственный

университет. 2002

© Кечин В.А., Селихов Г.Ф.,

Афонин А.Н.. 2002


3

ВВЕДЕНИЕ.
В результате практического использования достижений научно-

технического прогресса, в технологии машиностроения все более четко форми-

руются следующие основные направления развития:

повышение удельного веса непрерывных процессов производительности

металлорежущего оборудования, значительное повышение точности на всех

стадиях машиностроительного производства;

ускорение внедрения комплексной механизации трудоемких работ и по-

вышения уровня автоматизации процессов, усиление контроля за качеством об-

работки деталей, применение автоматических манипуляторов, внедрение гиб-

ких производственных систем;

совершенствование структуры технологических процессов, заключающие-

ся в замене трудоемкого труда обработки прогрессивными видами штамповки,

проката и точного литья;

снижение уровня удельной материалоемкости деталей, узлов и готовых

изделий за счет повышения качественных характеристик конструкционных ме-

таллов.

В решении поставленных задач большое место отводиться исходной заго-

товке, и особенно литой, т.к. отливки составляют от 50 до 80% от массы выпус-

каемых изделий.

Действительно, ни один технологический процесс изготовления продукции

машиностроения не может быть поставлен на непрерывный поток производст-

ва, если не будут решены вопросы однородности в свойствах и размерах ис-

ходных заготовок. Показатели качества изделий так же тесно связаны с точно-

стью и качеством применяемых заготовок. Технологический процесс, постро-

енный на использовании заготовок с большими допусками, припусками, с гру-

бой поверхностью, неоднородной твердостью материала, с большими уклонами

может вызвать большие колебания в допусках готовой детали вследствие зако-

на копирования при механической обработке. Влияние качества, себестоимости

литых заготовок так же просматриваются и отображаются на других направле-

ниях развития технологии машиностроения.

Постоянно возрастающие требования к литым заготовкам привели к тен-

денции перехода от традиционных способов литья в песчаные формы к специ-

альным способам литья. Эти тенденции объясняются тем, что специальные

способы литья способствуют резкому снижению трудозатрат и материалоемко-

сти получаемых изделий, достижению высоких физико-механических характе-

ристик и эксплуатационных свойств литых изделий.

Наряду с дальнейшим усовершенствованием способов гравитационного



литья в специальные формы (кокиль, керамические, оболочковые, графитовые

и др.) проводится разработка и внедрение ряда новых эффективных принципов

воздействия на жидкий и кристаллизующийся металл и создаются такие специ-

альные способы литья, как литье под регулируемым перепадом давления, литье

с применением электрического и электромагнитного воздействия, литье с по-


4

мощью ультразвуковой обработки и ряд других. Все это привело к наличию

большого количества существующих способов изготовления литых заготовок.

Большое разнообразие способов изготовления отливок вызывает опреде-

ленные трудности в оценке, в выборе, в проектировании чертежа литой заго-

товки, в осуществлении технологической подготовки производства конкретно-

заданной детали. Решению этих задач поможет учебное пособие «Проектиро-

вание и производство литых заготовок» при изучении студентами таких учеб-

ных дисциплин, как: «Основы технологии машиностроения», «Технология ма-

шиностроения», «Аппаратные и программные системы управления», «Управ-

ление процессами в машиностроении», «Технологические процессы литья и

сварки», при курсовом или дипломном проектировании.

Учебное пособие «Проектирование и производство литых заготовок» мо-

жет быть полезным так же для инженерно-технических работников, как маши-

ностроительных, так и литейных специальностей.


^ 1. ЛИТЕЙНЫЕ СПЛАВЫ. СВОЙСТВА, ОСОБЕННОСТИ ВЫПЛАВКИ И

ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОТЛИВОК
При выборе материалов для деталей следует учитывать характер нагруже-

ния детали (статическая, динамическая или знакопеременная нагрузка), влия-

ние размеров сечения детали (масштабный фактор), конструктивную форму

(фактор формы) и, наконец, характер технологической обработки.

Выбор литейного сплава при конструировании литых деталей, предназна-

ченных для работы в заданных условиях, определяется служебными (механиче-

скими, физическими, химическими и т. д.) и технологическими (литейными,

обрабатываемостью) свойствами, а так же стоимостью.

Для изготовления литых деталей применяют: чугун (серый, модифициро-

ванный, высокопрочный, ковкий, легированный), сталь (углеродистую, легиро-

ванную), медные, алюминиевые, магниевые, цинковые, свинцовые, оловянные

и никелевые сплавы.

При конструировании литых деталей необходимо учитывать, что механи-

ческие свойства металла могут быть неодинаковыми в различных по толщине

сечениях отливки и даже по сечению (в центре и на периферии), а так же в

верхних и нижних частях отливки. Это особенно характерно для чугуна, у ко-

торого механические свойства в значительной степени определяются скоро-

стью охлаждения отливки в форме, и поэтому детали с различной толщиной

стенок характеризуются различными механическими свойствами. Поэтому

нельзя применять одни и те же формулы для расчетов сечений отливок из раз-

личных металлов и сплавов.

Как известно, металл при затвердевании приобретает различное кристал-

лическое строение (различную форму, величину и расположение зерен), зави-

сящие от толщины сечения отливки, условий заливки и охлаждения. Кристал-

лическое строение определяет, в свою очередь, механические свойства литого


5

изделия. Механические и иные свойства литой детали в значительной степени

могут быть изменены термической обработкой.
1.1. Литейные свойства сплавов

Возможность получения тонкостенных, сложных по форме или больших

по размерам отливок без дефектов предопределяется литейными свойствами

сплавов. Наиболее важные показатели литейных свойств сплавов: жидкотеку-

честь, усадка (линейная и объемная), склонность к образованию трещин,

склонность к поглощению газов и образованию газовых раковин и пористости в



отливках и др.
1.1.1 Жидкотекучесть литейных сплавов

Жидкотекучесть – это способность металлов и сплавов течь в расплавлен-

ном состоянии по каналам литейной формы, заполнять ее полости и четко вос-

производить контуры отливки.

Жидкотекучесть литейных сплавов зависит от температурного интервала

кристаллизации, вязкости и поверхностного натяжения расплава, температуры

заливки и формы, свойств литейной формы и т.д.

Чистые металлы и сплавы, затвердевающие при постоянной температуре

(эвтектические сплавы), обладают лучшей жидкотекучестью, чем сплавы, обра-

зующие твердые растворы и затвердевающие в интервале температур. Чем вы-

ше вязкость, тем меньше жидкотекучесть. С увеличением поверхностного на-

тяжения жидкотекучесть понижается и тем больше, чем тоньше канал в литей-

ной форме, с повышением температуры заливки расплавленного металла и

температуры формы жидкотекучесть улучшается. Увеличение теплопроводно-

сти материала формы снижает жидкотекучесть. Так, песчаная форма отводит

теплоту медленнее, и расплавленный металл заполняет ее лучше, чем металли-

ческую форму, которая интенсивно охлаждает расплав. Жидкотекучесть литей-

ных сплавов определяют с помощью различных методов и технологических

проб (рис. 1.1).

Используемые методы можно разделить на три группы. В первой группе

фиксируют прекращение движения металла в сужающемся канале. Жидкотеку-

честь характеризуется линейными размерами заполненной или незаполненной

полости канала, например клиновой пробы (рис. 1.1, а). Прекращение движения

жидкого металла может наступить в результате кристаллизации и в жидком со-

стоянии под действием сил поверхностного натяжения. Во второй группе пре-

кращение течения металла наступает вследствие кристаллизации его в узком

сечении короткого канала. Величина жидкотекучести может быть оценена по

массе металла, вытекшего от начала испытания до прекращения течения. В

пробах третьей группы фиксируют длину затвердевшей части металла в канале

постоянного сечения. Известно большее разнообразие проб последней группы,

которые широко используются в производстве и лабораторных исследованиях.

Спиральную пробу (рис. 1.1, б) широко применяют для определения жидкоте-

кучести чугуна и цветных металлов. Она состоит из чаши 1, фильтра 2, стояка


6

3, металлоприемника 4 и спирального канала 5 трапециевидного сечения с не-

большими выступами 6.

Жидкотекучесть определяют по пути, пройденному жидким металлом до

затвердевания, т. е. по длине прутка. Небольшие выступы 6, нанесенные через

50 мм, облегчают измерение длины спирали (прутка). Спиральный канал по-

зволяет получить длинные прутки в сравнительно небольших формах.

Рис. 1.1. Технологические пробы для определения жидкотекучести.

Пробу, приведенную на рис. 1.1, выполняют в металлической форме и ис-

пользуют главным образом для многократного определения жидкотекучести

стали на рабочей площадке сталеплавильной печи. Пробу в виде прутка (рис.

1.1, г) также часто используют для оценки жидкотекучести стали. На некоторой

части в конце пробы сечение затвердевшего металла оказывается суженным на

длине l.

Длину L - l, на которой не наблюдается сужения сечения, иногда называют

мерой формозаполняемости или формовоспроизводимости.


7

Формозаполняемосгь F можно оценивать как отношение длины участка

L - l к общей длине L.

L−l

F= 100% (1.1)



L
1.1.2. Усадка литейных сплавов

Усадка – свойство литейных сплавов уменьшать объем при затвердевании

и охлаждении. Усадочные процессы в отливках протекают с момента заливки

расплавленного металла в литейную форму вплоть до полного охлаждения от-

ливки. Различают линейную и объемную усадку, выражаемую в относительных

единицах, %.

Линейная усадка – уменьшение линейных размеров отливки при ее охлаж-

дении от температуры, при которой образуется прочная корка, способная про-

тивостоять давлению расплавленного металла, до температуры окружающей

среды. Линейную усадку определяют соотношением, %:

(l − l )100%

ε ЛИН = Ф от (1.2)

l от

где lф и lот - размеры полости формы и отливки при температуре 200С.

На линейную усадку влияют химический состав сплава, температура его

заливки, скорость охлаждения сплава в форме, конструкция отливки и литей-

ной формы. Так, усадка серого чугуна уменьшается с увеличением содержания

углерода и кремния. Усадку алюминиевых сплавов уменьшает повышенное со-

держание кремния, усадку отливок – снижение температуры заливки. Увеличе-

ние скорости отвода теплоты от залитого в форму сплава приводит к возраста-

нию усадки отливки.

При охлаждении отливки происходит механическое и термическое тормо-

жение усадки. Механическое торможение возникает вследствие трения между

отливкой и формой. Термическое торможение обусловлено различными скоро-

стями охлаждения отдельных частей отливки. Сложные по конфигурации от-

ливки подвергаются совместному воздействию механического и термического

торможения.

Линейная усадка для серого чугуна составляет 0,9…1,5%, для углероди-

стых сталей 2…2,4%, для алюминиевых сплавов 0,9…1,5%, для медных

1,4…2,3%.

Объемная усадка – уменьшение объема сплава при его охлаждении в ли-

тейной форме при формировании отливки. Объемную усадку определяют соот-

ношением, %:

ε ОБ = (VФ − VОТ )100 / VОТ ,% (1.3)

где Vф и Vот – объем полости формы и объем отливки при температуре

0

20 С.

Объемная усадка приблизительно равна утроенной линейной усадке:

ε ОБ = 3 ε ЛИН (1.4)


8

Усадка в отливках проявляется в виде усадочных раковин, пористости,

трещин и короблений.

Усадочные раковины – сравнительно крупные полости, расположенные в

местах отливки, затвердевающих последними. Сосредоточенные крупные уса-

дочные раковины образуются при изготовлении отливок из чистых металлов,

сплавов эвтектического состава (сплав АЛ2) и сплавов с узким интервалом кри-

сталлизации (низкоуглеродистые стали, безоловянистые бронзы и др.).

Усадочная пористость - скопление пустот, образовавшихся в отливке в

обширной зоне в результате усадки в тех местах отливки, которые затвердевали

последними без доступа к ним расплавленного металла. Усадочная пористость

располагается по границам зерен металла.

Получить отливки без усадочных раковин и пористости возможно за счет

непрерывного подвода расплавленного металла в процессе кристаллизации

вплоть до полного затвердевания. С этой целью на отливки устанавливают

прибыли – резервуары с расплавленным металлом, которые обеспечивают дос-

туп расплавленного металла к участкам отливки, затвердевающим последними.

На рис. 1.2, а прибыль 1 не может обеспечить доступ расплавленного металла к

массивному участку отливки 3. В этом месте образуется усадочная раковина 2 и

пористость. Установка на массивный участок прибыли 4 (рис. 1.2, б) предупре-

ждает образование усадочной раковины и пористости.



Предупреждать образование усадочных раковин и пористости позволяет

установка в литейную форму наружных холодильников 5 (рис. 1.2, в) или внут-

ренних холодильников 6 (рис. 1.2, г).

Эти холодильники изготавливают из этого же сплава, что и отливку. При

заполнении формы, внутренние холодильники частично расплавляются и сва-

риваются с основным металлом.
1.1.3. Трещины в отливках

В отливках в результате неравномерного затвердевания тонких и толстых

частей и торможения усадки формой при охлаждении возникают внутренние

напряжения. Эти напряжения тем выше, чем меньше податливость формы и

стержней. Если величина внутренних напряжений превзойдет предел прочно-

сти литейного сплава в данном участке отливки, то в теле ее образуются горя-

чие или холодные трещины. Если литейный сплав имеет достаточную проч-

ность и пластичность и способен противостоять действию возникающих на-

пряжений, искажается геометрическая форма отливки, появляется коробление.

Холодные трещины возникают в области упругих деформаций, когда

сплав полностью затвердел. Тонкие части отливки охлаждаются и сокращаются

быстрее, чем толстые. В результате в отливке образуются напряжения, которые

и вызывают появления трещин. Холодные трещины чаще всего образуются в

тонкостенных отливках сложной конфигурации и тем больше, чем выше упру-

гие свойства сплава, чем значительнее его усадка при пониженных температу-

рах и чем ниже его теплопроводность. Опасность образования холодных тре-

щин в отливках усиливается наличием в сплаве вредных примесей (например,


9

фосфора в сталях). Для предупреждения образования в отливках холодных

трещин необходимо обеспечивать равномерное охлаждение отливок во всех се-

чениях путем использования холодильников; применять сплавы для отливок с

высокой пластичностью; проводить отжиг отливок и т.п.

а) б)

в) г)

Рис. 1.2. Способы предупреждения усадочных раковин и пористости

в отливках.
Коробление отливок – изменение формы и размеров отливки под влиянием

внутренних напряжений, возникающих при охлаждении. Коробление увеличи-

вается при усложнении конфигурации отливки и повышением скорости охлаж-

дения, которая вызывает неравномерное охлаждение между отдельными частя-

ми отливки и различную усадку. Коробление отливки может быть также вы-

звано сопротивлением формы усадке отдельных частей отливки. Для преду-

преждения короблений в отливках необходимо увеличивать податливость фор-

мы; создавать рациональную конструкцию отливки и т.д.
1.1.4. Газовые раковины и пористость в отливках

В расплавленном состоянии металлы и сплавы способны активно поглощать

значительное количество водорода, кислорода, азота и других газов из оксидов

и влаги исходных шихтовых материалов при их плавке, сгорании топлива, из

окружающей среды, при заливке металла в форму и т.д.

В жидких металлах и сплавах растворимость газов с увеличением темпера-

туры повышается. При избыточном содержании газов они выделяются из рас-


10

плава в виде газовых пузырей, которые могут всплывать на поверхность или



оставаться в отливке, образуя газовые раковины, пористость или неметалличе-

ские включения, снижающие механические свойства и герметичность отливок.

При заливке расплавленного металла движущийся расплав может захватывать

воздух в литниковой системе, засасывать его через газопроницаемые стенки

каналов литниковой системы. Кроме того, газы могут проникать в металл из

формы при испарении влаги, находящейся в формовочной смеси, при химиче-

ских реакциях на поверхности металл – форма и т.д.

Для уменьшения газовых раковин и пористости в отливках плавку следует

вести под слоем флюса, в среде защитных газов с использованием хорошо про-

сушенных шихтовых материалов. Кроме того, перед заливкой расплавленный

металл необходимо подвергать дегазации вакуумированием, продувкой инерт-

ными газами и другими способами, а также увеличивать газопроницаемость ли-

тейных форм и стержней, снижать влажность формовочной смеси, подсушивать

формы и т.д.
Контрольные вопросы

1. Какими показателями оцениваются литейные свойства сплавов?

2. Что такое жидкотекучесть сплава, от каких факторов она зависит, как

определяется и влияет на конструкцию и качество отливок?

3. Что такое усадка литейного сплава, от чего она зависит, как влияет на

качество отливок?

4. Из-за чего возникают газовые раковины и пористость в отливках?
1.2 Чугуны

Чугун является наиболее распространенным материалом для изготовления

фасонных отливок. В разных странах, в зависимости от развития машинострое-

ния и других отраслей производства, чугунные отливки составляют 74…83% от

общего числа отливок. Область применения чугуна продолжает расширяться

вследствие непрерывного повышения его прочности и эксплуатационных

свойств, а также разработки чугунов новых марок со специальными физиче-

скими и химическими свойствами. Широкое распространение чугун получил

благодаря хорошим технологическим свойствам и низкой себестоимости по

сравнению с другими сплавами.

Наиболее широкое распространение в промышленной практике получили

чугуны: белые (при содержании С до 4% в виде цементита); серые (при содер-

жании С 2,5…3,7% при этом до 0,9% углерода находится в химически связан-

ном с железом состоянии, остальная часть углерода содержится в виде графи-

та); высокопрочные (получаются из серого чугуна путем его обработки в жид-

ком состоянии небольшими количествами Mg или другими элементами); ков-

кие (получаются путем специального отжига белого чугуна); антифрикционные

(применяются в подшипниковых узлах трения); легированные (в состав кото-

рых входят Ni, Mo, Cr, Cu, W, V, Al, Ti и др.).

1.2.1. Серый чугун

В табл. 1.1 приведены основные характеристики и примеры применения

наиболее распространенных марок чугунов. Серые чугуны содержат 2,4…3,6%

С; 0,5…3% Si; 0,2 …1% Mn; 0,04…0,3% Р; 0,02…0,2% S.

Согласно ГОСТ 1412 – 85 механические свойства чугунов (табл. 1.2) оп-

ределяются по результатам испытаний на растяжение образцов, вырезанных из

отдельно залитых цилиндрических брусков диаметром 30 мм.
Таблица 1.1.

Характеристика и примеры применения отливок из серого чугуна.

Марка чу-

гуна по

Характеристика Примеры применения

ГОСТ

1412-85

СЧ 10 Неответственное литье, к Плиты, грузы, корыта, крышки, кожухи и т.п.

которому предъявляется

главным образом требо-

вание легкости обработ-

ки, а не прочности



СЧ 15 Малоответственное ли- Детали сложной конструкции при недопустимо-

тье с толщиной стенки сти большого коробления и невозможности их

δст=8÷15 мм; невысокие старения; маховики, шкивы; поршневые кольца,

требования к износо- арматура, сосуды работающие под давлением;

стойкости тонкостенные отливки с развитыми габаритными

размерами.

СЧ 20 Ответственное литье с Корпуса, блоки цилиндров, зубчатые колеса, ста-

δст=10÷30 мм; детали, нины с направляющими большинства металлоре-

требующие значитель- жущих станков, диски сцепления, тормозные ба-

ной прочности и рабо- рабаны и т.п.

тающие при температуре

до 300 0С.

СЧ 25 Ответственное сложное Корпуса насосов и гидроприводов, поршни и

литье с δст=20÷60 мм; гильзы дизелей и бесклапанных двигателей, ци-

детали, работающие при линдры и головки дизелей, рамы, штампы для хо-

температуре до 300 0С. лодной вытяжки и другие детали, работающие

под высоким давлением

СЧ 30 Ответственное высоко- Цилиндры и крышки паровых машин, малые ко-

нагруженное литье с ленчатые валы, клапаны и кулачки распредели-

δст=20÷100 мм; детали, тельных механизмов, зубчатые колеса, цепные

работающие при темпе- звездочки, тормозные барабаны, муфты, диски

ратуре до 300 0С. сцепления, клапаны, поршневые кольца и другие

интенсивно нагруженные детали

СЧ 35 Ответственное тяжело- Крупные толстостенные втулки, крупные колен-

нагруженное литье с чатые валы, цепные звездочки, зубчатые и чер-

δст≥20 мм. вячные колеса, тормозные барабаны, муфты, дис-

ки сцепления, клапаны и другие детали.

12

Вследствие чувствительности чугуна к изменению скорости охлаждения

прочность в различных узлах отливки может отличаться от прочности, характе-

ризующей данную марку.
Таблица 1.2.

Механические свойства отливок серого чугуна с пластинчатым графиком

по ГОСТ 1412 – 85.

Марка σв, МПа σи, МПа Твердость НВ

чугуна Не менее МПа кгс/мм2

СЧ 10 98 274 1402…2246 143…229

СЧ 15 147 314 1599…2246 163…229



СЧ 18 176 358 1668…2246 170…229

СЧ 20 196 392 1668…2364 170…241

СЧ 21 206 392 1668…2364 170…241

СЧ 24 235 421 1668…2364 170…241

СЧ 25 245 451 1766…2452 180…250

СЧ 30 294 490 1755…2501 181…255

СЧ 35 343 539 1932…2638 197…269

СЧ 40 392 588 2030…2795 207…285

СЧ 45 441 637 2246…2835 229…289
В сером чугуне присутствие графита пластинчатой формы действует как

внутренние надрезы, поэтому серый чугун характеризуется сравнительно низ-

кой прочностью и особенно низкой пластичностью. Вместе с тем, наличие гра-

фита придает чугуну ряд ценных качеств (например, низкая чувствительность к

внешним надрезам, высокая циклическая вязкость и др.).

Серый чугун обладает лучшими литейными свойствами, чем сталь. Детали

из серого чугуна легко обрабатываются режущим инструментом, хорошо со-

противляются износу, впитывают и удерживают смазочные масла на трущихся

поверхностях.

При производстве чугунов высоких марок (СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35, СЧ 40)

используют модифицирование, легирование и термообработку.

При модифицировании, в качестве графитизирующего модификатора ис-

пользуют ферросилиций ФС75Л; комплексные сплавы на основе Si, содержа-

щие Са, Mg, Sr, Mn, Zr, РЗМ и модифицирующие смеси, которые в виде кусков

1…5 мм вводят в струю чугуна при сливе из печи в ковш.

Эффективность модифицирования может быть повышена при введении

модификаторов непосредственно в процессе заливки формы.

Для легирования используют в основном Cr, Mn, Ni, Mo, Cu, V, Ti. Все эти

элементы (за исключением Ti) препятствуют выделению феррита и повышают

дисперсность перлита.

При термической обработке чугунов применяют отжиг для снятия литей-

ных напряжений, нормализацию и закалку для повышения прочностных пока-

зателей.

13

Отжиг проводится при температурах 500…570 0С. Выдержка при темпера-

туре отжига составляет 3…10 ч. Охлаждение после отжига медленное, вместе с

печью.

Нормализацию применяют для повышения механических свойств и изно-

состойкости чугуна путем исправления структуры чугуна и получения перлит-

ной металлической основы. Нормализацию проводят при температуре

850…950 0С с последующим охлаждением отливок на воздухе. После охлажде-

ния на воздухе (обычно до 500 0С) отливка получает структуру – перлит. Для

снижения напряжений ниже температуры 500 0С отливки охлаждаются медлен-

но вместе с печью (примерно 40 град/ч).

Закалка и отпуск применяется для повышения прочности, твердости и из-

носостойкости с температуры 880…930 0С в масле. Отпуск для деталей, рабо-

тающих на износ, производится при температуре 250…300 0С, для остальных

при 400…600 0С. Вследствие низкой пластичности чугунов, в отливках при

объемной закалке могут образоваться трещины. В связи с этим для чугунов на-

шла широкое применение поверхностная закалка (нагрев ТВЧ или горелками

поверхности отливки с последующим водоструйным охлаждением). При по-

верхностной закалке обеспечивается получение закаленного слоя глубиной

1,5…4 мм.
1.2.2. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом

Чугун обладает некоторыми специфическими, технологическими и экс-

плуатационными свойствами: хорошей жидкотекучестью, малой величиной ли-

нейной усадки, незначительной склонностью образования горячих трещин, из-

носостойкостью, высокими антифрикционными свойствами, высокой жаро-

стойкостью при легировании его кремнием и алюминием; хорошо поддается

механической обработке на станках, кислородной резке и допускает заварку

литейных дефектов.



Высокопрочный чугун сохраняет свои механические свойства до темпера-

туры 450…500 0С.

Отливки из высокопрочного чугуна почти однородны по всему сечению.

Поэтому в пределах одной отливки допускается сочетание стенок 30…100 мм и

100…300 мм.

Применяя различные виды термической обработки чугуна с шаровидным

графитом (отжиг, нормализацию, изотермическую закалку), можно получить

чугун с различной структурой и различными свойствами.
  1   2   3   4



Скачать файл (97.7 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru