- •Курс лекций по «специальным чугунам»
- •Глава 1. Классификация специальных чугунов. Особенности процессов их легирования и термической обработки
- •Классификация специальных чугунов
- •1.2. Особенности легирования
- •1.2.1. Особенности жидкого состояния
- •1.2.2. Первичные фазы и распределение легирующих элементов в чугунах
- •III группа
- •1.3. Особенности термической обработки
- •1.3.1. Изотермическая закалка
- •1.3.2. Нормализация
- •1.3.3. Улучшение
- •Глава 2. Отливки из коррозионностойких чугунов
- •2.1. Процессы коррозии в чугуне
- •2.2. Отливки из хромистых чугунов
- •2.2.1. Влияние химического состава на коррозионную стойкость
- •2.2.2. Марки хромистых коррозионностойких чугунов, их основные свойства, области применения
- •2.3 Отливки из высококремнистых чугунов
- •2.3.1 Влияние химического состава на структуру и свойства
- •2.3.2 Марки кремнистых коррозионностойких чугунов, их основные свойства, области применения
- •Глава 3. Отливки из жаростойких чугунов
- •3.1. Общая характеристика
- •3.2. Отливки из алюминиевых чугунов
- •3.2.1. Формирование структуры
- •3.2.2. Марки жаростойких алюминиевых чугунов, их основные свойства, области применения
- •3.3. Отливки из хромистых жаростойких чугунов
- •3.3.1. Влияние хрома на жаростойкость чугунов
- •3.3.2. Марки жаростойких хромистых чугунов, их основные свойства, области применения
- •3.4. Отливки из кремнистых чугунов
- •3.4.1. Влияние кремния на структуру и свойства чугунов
- •3.4.2. Марки кремнистых жаростойких чугунов, их основные свойства, области применения
- •3.5. Отливки из комплексно-легированных жаростойких чугунов
- •Глава 4. Отливки из жаропрочных чугунов
- •4.1. Общая характеристика
- •4.2. Марки жаропрочных чугунов, их основные свойства, области применения
- •Глава 5. Отливки из износостойких чугунов
- •5.1. Процессы абразивного изнашивания
- •5.2. Влияние химического состава на свойства чугунов
- •5.3. Влияние структуры на износостойкость
- •5.3.1. Влияние карбидной фазы
- •5.3.2. Влияние металлической основы
- •5.4. Влияние термической обработки
- •5.5. Марки износостойких чугунов, их основные свойства, области применения
- •5.6. Комплексно-легированные белые износостойкие чугуны
- •Глава 6. Отливки из антифрикционных чугунов
- •6.1. Общая характеристика
- •6.2. Марки антифрикционных чугунов, их основные свойства, области применения
- •Глава 7. Чугуны для отливки валков
- •7.1. Классификация валков
- •7.2. Виды валков, их химический состав, свойства и применение
- •Химический состав рабочего слоя валков
- •7.3. Влияние легирующих элементов на свойства рабочего слоя двухслойных валков
- •Глава 8. Технологические особенности изготовления отливок из специальных чугунов
- •8.1. Особенности плавки и заливки форм
- •8.2. Литейные свойства специальных чугунов
- •8.3. Особенности технологии формы в зависимости от свойств специальных чугунов
- •8.4. Механическая обработка отливок
3.4.2. Марки кремнистых жаростойких чугунов, их основные свойства, области применения
ГОСТ 7769 - 82 предусматривает две марки жаростойкого кремнистого чугуна ЧС5 и ЧС5Ш. Химический состав чугунов марок ЧС5 и ЧС5Ш и механические свойства жаростойких кремнистых чугунов приведены в табл. 3.6
Таблица 3.6
Химический состав и механические свойства кремнистых чугунов
Марка чугуна |
Содержание элементов, % |
В, МПа |
НВ |
|||
С |
Si |
Cr |
Al |
|||
ЧС5 |
2,5-3,3 |
4,5-6,0 |
0,5-1,0 |
- |
150 |
140-294 |
ЧС5Ш |
2,7-3,3 |
4,5-5,5 |
0,2 |
0,1-0,3 |
290 |
220-294 |
Химический состав кремнистых жаростойких чугунов марки ЧС5 и ЧС5Ш практически одинаков, чугун марки ЧС5Ш отличается лишь наличием в его составе глобуляризирующих элементов — магния или церия. Содержание кремния в этих чугунах 4,5 - 6 %.
Микроструктура чугуна марки ЧС5 состоит из легированного кремнием феррита и графита точечного и пластинчатого. В структуре чугуна марки ЧС5Ш графит преимущественно шаровидный. Соответственно механические свойства чугуна марки ЧС5Ш выше (см. табл. 3.6).
Таблица 3.7
Жаростойкость кремнистых чугунов
Марка чугуна |
Окалиностойкость, г/м2 (числитель), и рост, % (знаменатель), при температуре, °C |
||
800 |
900 |
1000 |
|
ЧС5 |
0,2/0,4 |
10/0,5 |
20/1,0 |
ЧС5Ш |
0,05/0,1 |
0,2/0,2 |
1,0/0,7 |
Данные, характеризующие жаростойкость кремнистых чугунов, приведены в табл. 3.7. Чугун с шаровидным графитом более жаростоек. При 900 °С рост чугуна марки ЧС5 составляет 0,2 - 0,8 %, при 1000 °С - 0,6 - 1,0 %. Окалиностойкость при температурах 900 - 1000 °С кремнистого чугуна с пластинчатым графитом в 2 - 5 раза выше, чем обычного серого чугуна, а чугуна с шаровидным графитом в 50 - 200 раз.
Чугун марки ЧС5 является жаростойким материалом в среде топочных газов и в воздушной среде при температуре до 700, чугун марки ЧС5Ш - до 800 0С.
Физические свойства. Плотность кремнистого чугуна зависит от содержания кремния и находится в пределах 6,7 - 7,0 т/м3. С повышением содержания кремния плотность чугуна снижается.
Теплопроводность кремнистого чугуна с пластинчатым и шаровидным графитом почти идентична. При температуре 100 °С она составляет 0,058 Вт/(м2К), при 600 °С - 0,075 Вт/(м2К).
Коэффициент линейного расширения у чугунов марки ЧС5 и ЧС5Ш приблизительно одинаков- (14 - 17) • 10 -6 К -1 в интервале 20 – 900 °С.
Чугун марки ЧС5 применяется для изготовления колосников, бронеплит для печей обжига цементной промышленности, серо-углеродистых реторт. Чугун ЧС5Ш применяется для изготовления топочной арматуры котлов, дистанционирующих деталей пароперегревателей котлов, газовых сопел, подовых плит термических печей.