1. Мартенсита - стареющие стали

Содержат очень мало углерода, легируются никелем (8-20%), кобальтом (=10%) Ti, Al, Mo ЧС4 ЧС4 (03Н18К9М5Т10)

G, МПа=1910

Δ, %=7

Ψ, %=40

KCU Дж/см2=34

ЧС5 (03Н18М3ТЮ)

G, МПа=1570

Δ, %=8

Ψ, %=45

KCU Дж/см2=49

При закалке С 800-860 С получается железоникелевый мартенсит с Gв=900-910МПа и высокой пластичностью и вязкостью.

При последующем старении при 480-520 С

Ni3Ti, NiAl, F2Mo, повышается прочность

Старение – операция термической обработки заключающиеся в нагреве закаленной стали и сплавов на температуру вызывающие выделение из пересыщенного твердого раствора дисперсных частиц растворенных фаз, происходит упрочнение

Применение: крепеж, нагруженные элементы ракет.

63. Чугуны: серый, белый, ковкий, высокопрочный.

Чугунами называют железоуглеродистые сплавы, содержащие более 2,14%С и затвердевающие с образованием эвтектики. Благодаря сочетанию высоких литейных свойств, достаточной прочности, износостойкости, а также относительной дешевизне чугуны получили широкое распространение в машиностроении.

В зависимости от того, в какой форме присутствует углерод в чугунах, различают белые, серые, высокопрочные и ковкие чугуны. Высокопрочные чугуны являются разновидностью серых, но из-за повышенных механических свойств их выделяют в особую группу.

Белыми называют чугуны, в которых весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита. Это чугуны, фазовые превращения которых соответствуют диаграмме состояния Fe-Fe₃C. Из-за большого количества цементита белые чугуны тверды (450-550НВ), хрупки и для изготовления деталей машин не используются. Чаще применяют отбеленные серые чугуны – со слоем белого чугуна в виде твердой корки на поверхности. Из них изготовляют прокатные валки, мельничные шары, тормозные колодки и другие детали, работающие в условиях износа.

Серыми называют чугуны с пластинчатой формой графита. По структуре металлической основы серые чугуны разделяют на три вида: перлитный, ферритоперлитный и ферритный.

Механические свойства серого чугуна зависят от свойств металлической основы и, главным образом, от количества, формы и размеров графитных включений. Прочность, твердость и износостойкость чугунов растут с увеличением количества перлита в металлической основе, которая по строению аналогична сталям. Решающее влияние графита обусловлено тем, что его пластинки, прочность которых ничтожно мала, действуют как надрезы или трещины, пронизывающие металлическую основу и ослабляющие ее. По этой причине серый чугун плохо сопротивляется растяжению, имеет низкие прочность и пластичность. Чем крупнее и прямолинейнее форма графитных включений, тем ниже сопротивление серого чугуна разрыву. И, наоборот, чем мельче и разобщеннее графитные включения, тем меньше их отрицательное влияние.

Значительно меньше влияние графита при изгибе и особенно при сжатии. Статическая прочность серого чугуна при изгибе примерно в 2 раза, а при сжатии – в 4 раза выше прочности чугуна при растяжении. Прочность при сжатии и твердость чугуна определяются в основном структурой металлической основы, близкой по свойствам к сталям.

Номенклатура отливок из серого чугуна и их масса разнообразны: от деталей в несколько граммов (например, поршневые кольца) до отливок в 100 т и более (станины станков).

Ферритные серые чугуны СЧ10, СЧ15, СЧ18 предназначены для слабо- и средненагруженных деталей: крышек, фланцев, маховиков,

корпусов редукторов, подшипников, насосов, а также суппортов, тормозных барабанов, дисков сцепления и др.

Феррито-перлитные серые чугуны СЧ20, СЧ21, СЧ25 применяют для деталей, работающих при повышенных статических и динамических нагрузках: блоков цилиндров, картеров двигателей, поршней, станин различных станков, зубчатых колес и др.

Перлитные серые модифицированные чугуны СЧ30, СЧ35, СЧ40, СЧ45 обладают наиболее высокими механическими свойствами, главным образом, из-за мелких разобщенных графитных включений. Измельчение графитных включений в них достигается путем модифицирования жидкого чугуна ферросилицием или силикокальцием (0,3-0,6% от массы шихты). Эти чугуны используют для деталей, работающих при высоких нагрузках или в тяжелых условиях износа: для зубчатых колес, гильз блоков цилиндров, шпинделей, распредвалов и др.

Высокопрочными называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. Их получают модифицированием магнием (0,02-0,08%) или лигатурами, например, сплавом магния с никелем.

Шаровидный графит – менее сильный концентратор напряжений, чем пластинчатый графит, и потому меньше снижает механические свойства металлической основы. Чугуны с шаровидным графитом обладают более высокой прочностью и некоторой пластичностью.

Из высокопрочных чугунов изготовляют оборудование прокатных станов (в частности прокатные валки массой до 12 т), кузнечнопрессовое оборудование (траверса пресса, шабот ковочного молота), в турбостроении – корпус паровой турбины, лопатки направляющего аппарата, в моторостроении – коленвалы, поршни и многие другие ответственные детали.

Ковкими называют чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Такой графит, в отличие от пластинчатого, меньше снижает механические свойства металлической основы, вследствие чего ковкий чугун по сравнению с серым обладает более высокой прочностью и пластичностью. Ковкие чугуны получают из белых доэвтектических чугунов, подвергая их длительному (до 50-80 часов) высокотемпературному отжигу, в результате которого углерод выделяется в свободном состоянии в виде хлопьев.

Ковкие чугуны применяют во многих отраслях техники для изготовления деталей высокой прочности, работающих в условиях износа, ударных и знакопеременных нагрузок. Недостаток ковких чугунов – высокая стоимость из-за продолжительного дорогостоящего отжига.