Классификация чугунов.

1. Обыкновенный нелегированный.

   1. Весь углерод находится в химически связанном состоянии Fe₃C.

Белый (изломы имеют светлый блестящий вид).

Свойства:

- очень твердый;

- плохо поддается обработке.

Применение: для отливок изделий малоответственного назначения, работающих на износ.

2. Большая часть углерода находиться в свободном состоянии в виде графита.

   1. Серый.

Свойства:

- неплохая прочность;

- очень низкая пластичность.

Применение: корпуса редукторов, станины станков, детали металлургического оборудования.

2. Высокопрочный.

Свойства:

- сравнительно высокая прочность;

- хорошие литейные свойства;

- хорошо обрабатывается резанием.

Применение: коленчатые валы автомобилей и судоходных двигателей, зубчатые колёса, крупных прокатных валков и др.

3. “Ковкий”.

Свойства:

- большой запас пластичности (по сравнению с другими чугунами).

Применение: тонкостенные отливки автотракторных деталей, корпусов вентилей, рычагов, педалей и др.

2. Легированный.

3. Ферросплав. Маркировка чугунов

Условное обозначение	Значение
Белые чугуны
маркировки не имеют
Серые чугуны
СЧ	серый чугун
00	значение предела прочности (временного сопротивления при растяжении), Н/мм2
Высокопрочные чугуны
ВЧ	высокопрочный чугун
00	значение предела прочности (временного сопротивления при растяжении), Н/мм2
Ковкие чугуны
КЧ	ковкий чугун
00	значение предела прочности (временного сопротивления при растяжении), Н/мм2
00	значение относительного удлинения при кратности образца 5, %
Марка чугуна	Значение
СЧ 24	серый чугун, предел прочности 24 Н/мм2
ВЧ 50	высокопрочный чугун, предел прочности 50 Н/мм2
КЧ 35-10	ковкий чугун, предел прочности 50 Н/мм2, относительное удлинение 10%

Термическая обработка стали

Термическая обработка заключается в нагревании и охлаждении сплавов в области твёрдого состояния с целью получения структуры, обеспечивающей заданные физико-механические свойства.

Операции нагревания и охлаждения осуществляются по определённым режимам, включающие в себя параметры:

- температура нагревания;

- время нагревания;

- выдержка при заданной температуре;

- скорость охлаждения после нагревания.

1. Отжиг – нагревание до температуры 757-961 ⁰С с выдержкой при этой температуре и охлаждение с малой скоростью в камере печи с отключённым источником тепла.

Цель: получение равновесной структуры, снимается внутренне напряжение, повышается пластичность, снижается твёрдость.

2. Нормализация – нагревание до температуры 757-1197 ⁰С с выдержкой при этой температуре и охлаждение на спокойном воздухе, со скоростью больше чем при отжиге.

Цель: увеличивается твёрдость (выше, чем при отжиге), уменьшаются внутренние напряжения.

3. Закалка – нагревание до температуры 757-961 ⁰С, с выдержкой при этой температуре и последующем резком охлаждении.

Цель: повышается твёрдость и прочность, возникают внутренние напряжения, резко снижается пластичность и ударная вязкость.

4. Отпуск – нагревание закалённой стали до температуры 727 ⁰С с выдержкой при этой температуре и последующем охлаждении.

Цель: уменьшение искажений кристаллической решётки, снижение внутренних напряжений, повышение пластичности, понижение твёрдости и хрупкости.

1. низкий отпуск – нагревание до температуры 150-200 ⁰С, незначительно снижается твёрдость.

Применяется: для деталей, которые должны обладать высокой износостойкостью (режущий и измерительный инструмент, штампы для холодной штамповки).

2. средний отпуск – нагревание до температуры 350-450 ⁰С, повышается ударная вязкость.

Применяется: для изделий, которые должны обладать высокой упругостью и достаточным запасом ударной вязкости (рессоры, пружины и др.).

3. высокий отпуск - нагревание до температуры 500-650 ⁰С, полное устранение остаточных напряжений, хорошая пластичность и ударная вязкость при достаточно высокой прочности.

Применяется: для деталей ответственного назначения, которые испытывают ударные и законопеременные нагрузки.

Двойная термическая обработка включает

закалку с последующим высоким отпуском – термическое улучшение,

улучшается весь комплекс механических свойств стали.

ЛЕГИРОВАННЫЕ СТАЛИ

Легированные стали – это сплавы железа с углеродом менее 2,14% и легирующими элементами.

Примеси.

Полезные примеси специально вводят в сталь для раскисления (освобождения от лишнего кислорода) и улучшения её свойств: прочности прокаливаемости, жаропрочности, жаростойкости, сопротивление коррозии и износу.

1. Кремний (более 0,5%) и марганец (1%) – раскислитель.

2. Никель – увеличивает пластичность, ударную вязкость и хладостойкость, снижает критическую скорость охлаждения.

3. Хром – повышает жаропрочность и коррозийную стойкость, увеличивает электрическое сопротивление.

Для обеспечения требуемых свойств содержание легирующих элементов должно быть оптимальным.

Большинство легирующих элементов дорогостоящие и дефицитны, что резко увеличивает стоимость легированных сталей.