Министерство образования и науки Российской Федерации

Рыбинский государственный авиационный технический университет

имени П. А. Соловьева

Факультет авиадвигателестроения

Кафедра материаловедения, литья и сварки

Курсовая работа

по дисциплине

«Производство отливок из чугуна и стали»

Пояснительная записка

на тему

«Производство отливок из чугуна марки СЧ 20»

Студенты группы ЛО-08 Корегина Е.Н.

Назарова Т.В.

Руководитель Изотов В.А.

Рыбинск 2012

Содержание

1.Химический состав и его влияние на структуру и свойства СЧ 20…………………...………………………………………..........................................................3

1.1. Химический состав СЧ 20 по ГОСТ 1412-85……………………………………………...3

1.2. Влияние химического состава на структуру и свойства СЧ 20…….................................3

2. Свойства сплава……………………………………………………………….........................5

2.1. Технологические свойства СЧ 20…………………………………………..........................5

2.2. Механические и физические свойства СЧ 20…………………………….........................6

3.Термическая обработка отливок………………………………………...................................7

4. Модифицирование СЧ 20……………………………………………………………………..7

5. Выбор плавильной печи и огнеупорной футеровки………………………………………..9

5.1. Обоснование выбора плавильного агрегата…………………………………………….....9

5.2. Принцип действия печи…………………………………………………………………...10

5.3. Конструкция………………………………………………………………………………..11

5.4.Выбор частоты тока для питания индукционных тигельных печей…………………….12

5.5. Выбор огнеупорной футеровки…………………………………………………………...14

6. Особенности технологии плавки сплава…………………………………………………...15

6.1. Выбор шихтовых материалов……………………………………………………………..17

6.2. Расчет шихты на компьютере……………………………………………………………..16

6.3.Определение порядка загрузки шихтовых материалов в плавильную печь………………………………………………………………………………………………18

6.4. Выбор шлакообразующих материалов…………………………………………………...18

6.5. Плавка в ИЧТ………………………………………………………………………………20

Список используемой литературы…………………………………………………………….21

1. Химический состав и его влияние на структуру и свойства сч 20

1.1. Химический состав сч 20 по гост 1412-85

Химический состав приведен в таблице 1.

Таблица 1

Углерод	Кремний	Марганец	Фосфор	Сера
3,3-3,5 %	1,4 - 2,4 %	0,7 - 1,0 %	< 0,2 %	< 0,15 %

1.2. Влияние химического состава на структуру и свойства сч 20

Кремний. Уменьшает растворимость углерода в жидком и твердом растворах, способствует графитообразованию. Поэтому с увеличением содержания кремния механические свойства высокоуглеродистых чугунов понижаются. Каждый процент кремния уменьшает содержание углерода примерно на 0,3 %, то есть изменяет степень эвтектичности чугуна.

Углерод и кремний. Оказывают количественное влияние не только на структуру чугуна, но также и на дисперсность структурных составляющих. При повышении углеродного эквивалента С, увеличивается графита Г, снижается количество перлита П и одновременно укрупняются включения графита и уменьшается дисперсность перлита П. Поэтому для повышения прочности чугуна необходимо снижать содержание углерода и кремния (только до определенного предела из-за возможного появления структурно-свободного цементита и ухудшения механических свойств), что приводит к получения дисперсного перлита, уменьшению содержания феррита и графита, а также измельчению последнего.

Марганец. Образует с углеродом карбиды Mn₃C и Mn₃C₄ и ряд твердых растворов, с серой сульфид марганца, который почти не растворяется в железе. Марганец растворяется в феррите и соединяется с углеродом, образуя прочные карбиды, что повышает прочность чугуна и несколько снижает вязкость. Таким образом, марганец в чугуне нейтрализует вредное влияние серы. Марганец является раскислителем и десульфуратором, он уменьшает количество закиси железа и серы в чугуне, которые препятствуют графитизации. Марганец снижает температуру превращения γ—α , расширяет область γ-раствора и способствует стабилизации и повышению дисперсности перлита.

Сера. Соединяется с железом, образуя легкоплавкую эвтектику Fe+FeS с температурой плавления 985 °С. В жидком чугуне сера может растворяться в неограниченном количестве, а в твердом - незначительно. Сера, присутствующая в виде сульфидов, богатых железом или в виде эвтектики, сильно тормозит графитизацию в низкомарганцовистых чугунах, снижает механические свойства из-за образования на границах зерен хрупкой эвтектики. Сульфидные соединения увеличивают вязкость чугуна, ухудшают жидкотекучесть и механические свойства и увеличивают количество цементита и перлита в структуре чугуна – появляется отбел в тонких сечениях отливок. Отбел получается вследствие того, что сульфиды железа, имея низкую температуру плавления, кристаллизуются по границам зерен и препятствуют растворимости углерода, кремния в железе и распаду цементита.

Фосфор. Уменьшает растворимость углерода в чугуне и температуру эвтектического превращения. Фосфор при содержании до 0,3 % полностью растворяется в чугуне, а свыше 0,3 % образует фосфидную эвтектику, плавящуюся при 950 ° С. При содержании свыше 0,6-0,7 % фосфора, фосфидная эвтектика выделяется в виде сплошной сетки, расположенной по границам кристаллов. Поэтому в чугуне для ответственных отливок должно быть не более 0,15-0,20 % фосфора. Он повышает жидкотекусть, на графитизацию влияет незначительно.