3. Чугуны

3.1. Серые чугуны

Отливки из серого чугуна широко применяют в машиностроении: для станин металлорежущих станков, маховиков, корпусов, поршневых колес, головок блоков двигателей, поршней, гильз автомобильных и тракторных двигателей, рам.

3.2.Высокопрочные чугуны

Высокопрочные чугуны применяют для самых ответственных деталей, например коленчатых валов, кулачковых валиков.

3.3. Ковкие чугуны

Ковкие чугуны применяют для деталей, работающих на износ.

3.4. Легированные чугуны

Свойства чугунов по аналогии со сталью можно улучшить легированием специальными элементами, такими же, какие используют при легировании стали.

Износостойкие чугуны. Для работы в условиях абразивного износа применяют чугун, содержащий 3,5—5% Ni; 0,8% Сг, обладающий удовлетворительной износостойкостью при легких условиях работы (рабочие органы насосов и др.). Чугуны для работы в условиях сухого трения в основном легированы хромом (до 0,6%) и никелем (до 2,5%) с добавками таких элементов, как титан, медь вольфрам, молибден. Из таких чугунов изготовляют тормозные барабаны автомобилей, диски сцепления, суппорты токарных станков, гильзы цилиндров и др. Высокой износостойкостью обладает высокохромистый чугун, например, марки ИЧХ12ГЗМ (12—14%Сг; 2,8—3,8% Мn; 0,4—0,8% Мо), применяемый для дробильных вальцов, шаров шаровых мельниц и др.

Жаростойкие чугуны. К ним относится хромистый чугун с содержанием хрома от 0,5 до 30%; например: чугун марки ЖЧХ-30 (28—32% Сг), применяемый для деталей печей и вагранок, фурм и других деталей, работающих при высоких температурах (до 900°С); кремнистый чугун марки ЖЧС-5,5 (5—6% Si), применяемый для изготовления деталей, работающих при температурах до 800°С, для рам дверок мартеновских печей, деталей котлов и др.; алюминиевый чугун марки ЖЧЮ-22 (19—25% А1), обладающий наиболее высокой жаростойкостью и применяемый для деталей, работающих при температурах до 1150°С (шлаковые фурмы доменных печей, плавильные тигли и др.).

Коррозионностойкие чугуны. Эти чугуны бывают низко- и высоколегированные. Низколегированный чугун, например, марки ЧН1ХМД (0,7—1,5% Ni; 0,2—0,6% Сг; 0,3—0,6% Мо; 0,2—0,5% Си) применяют для деталей, работающих при повышенных температурах в газовых средах (блоки и головки цилиндров двигателей внутреннего сгорания и др.). Высоколегированные чугуны — это кремнистые сплавы (ферросилиды), содержащие 14—18% Si (например, марка С17), стойкие во всех кислотах и щелочах. Их применяют для изготовления деталей насосов, оборудования для концентрированных серной и азотной кислот и др.

Последовательность выполнения работы

1. Получить вариант задания по лабораторной работе.

2. Определить марку стали для всех предложенных задач.

3. Оформить отчет по лабораторной работе.

Содержание отчета по лабораторной работе

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Порядок выполнения работы.

4. Условие задачи. Решение. Обоснование принятого решения.

5. Сделать вывод по работе: в выводе отметить цель работы, общие принципы выбора марки стали для деталей заданного назначения.

Варианты заданий к лабораторной работе

Вариант 1

№ 1. Ведущая ось крановой тележки диаметром 70 мм была изготовлена из стали Ст. 5. При реконструкции крана, предпринятой для увеличения его грузоподъемности, конструктор решил не изменять диаметра ведущей оси, а заменить материал оси другой сталью.

Указать марки углеродистой качественной, а также легированной стали, из которой можно изготовить ось тележки.

№ 2. Козырьки и черпаки землечерпательных машин, изготовленные из углеродистой стали, быстро изнашиваются при интенсивной работе по грунту. Применение специальной легированной стали, обладающей повышенной износоустойчивостью в условиях ударных нагрузок, позволяет повысить стойкость козырьков и черпаков в несколько раз.

Привести химический состав стали, применяемой для этого.

Указать для сравнения, какую сталь следует применить для изготовления деталей, работающих в условиях трения качения одного металла по другому, не сопровождающегося ударами.

№ 3. Завод должен изготовить сверла для обработки конструкционной стали.

Выбрать марку стали для сверл. Объяснить, почему для этого непригодны углеродистая или легированная инструментальная сталь.