16. Коррозионно-стойкие стали.

Коррозионно-стойкие (нержавеющие стали). Коррозией называют поверхностное разрушение металла под воздействием окружающей среды. Для того, чтобы обладать антикоррозийными свойствами сталь должна содержать не менее 12 % хрома. В этом случае сталь приобретает положительный электрохимический потенциал, не ржавеет, не окисляется на воздухе, в воде, в ряде кислот, солей и

щелочей.

Кроме хрома, в состав коррозионно-стойких сталей (углерод до 0,4 %) могут входить: никель (8–15 %), титан (до 0,8 % для измельчения зерна). В зависимости от степени легированности сталь имеет разные свойства и, вследствие этого, разные области применения.

При изготовлении сельхозтехники нержавеющие стали применяются не так широко. Условия эксплуатации сельхозмашин позволяют использовать в качестве защиты от коррозии разнообразные виды недорогих покрытий. Иногда применяют сталь марки ОХ13 для деталей, подвергающихся действию слабоагрессивных сред и ударных нагрузок, и сталь марки Х17 для деталей, работающих в агрессивных средах (трубопроводы и емкости для удобрений, кислот и т.п.).

17. Чугуны и их применяемость.

Сплав железа с высоким содержанием углерода (более 2,14 %) называют чугуном. Он имеет высокие литейные свойства и низкие пластические. Поэтому в машиностроении чугун применяют только как литейный сплав.

Белый чугун, в котором углерод находится в связанном состоянии (в виде цементита Fe3C), обладает крайне низкой (фактически нулевой) пластичностью, поэтому как конструкционный материал применяется редко (шары мельниц и дробилок в условиях повышенного износа). Он используется в качестве полуфабриката для получения ковкого чугуна путем отжига (томления).

Для производства машиностроительных деталей применяют только чугун, имеющий в структуре графит. Серый чугун (СЧ) содержит графит в виде пластин (волокон, лепестков); ковкий (КЧ) – в виде хлопьев; высокопрочный (ВЧ) – в виде шариков. Структура чугуна определяет его свойства. Причем твердость зависит прежде всего от металлической основы, пластичность – от типа графитных включений (пластинчатый графит может рассматриваться как «готовая трещина», в то время как идеальная форма шаровидного графита не создает концентрации напряжений), а прочность зависит и от того и от другого. Так, предел прочности при растяжении у серого чугуна изменяется от 120 до 450 МПа (СЧ 12, СЧ 15, СЧ 18,…, Сч 45) при очень низком относительном удлинении δ < 1% и низкой удар-

ной вязкости а_н < 100 кДж/м2. Ковкий чугун по мере перехода от ферритного к перлитному изменяет предел прочности от 300 до 630 МПа, а δ падает от 12 до 2 % (КЧ 30-6, КЧ 35-10, КЧ 37-12,…, КЧ 60-3, КЧ 63-2) при а_н = 400–900 кДж/м2. Высокопрочный ферритный чугун имеет σ_в = 400 МПа и δ = 10-17 % (ВЧ 38, ВЧ 40, ВЧ 42), а перлитный – σ_в = 500–700МПа и δ = 2-3 % (ВЧ 60, ВЧ 70).

Все промышленные чугуны могут содержать кремний в очень широких пределах от 0,3 до 5 % как графитизирующий элемент, а также 0,4–1 % марганца, до 0,3 % фосфора для улучшения жидкотекучести и до 0,15 % серы.

Белый чугун получают кристаллизацией из жидкого состояния быстрым охлаждением, аналогично – и серый чугун, но с медленным охлаждением. Высокопрочный чугун также формируется при охлаждении из жидкого состояния, но только в присутствии модификаторов магния или селена.

С точки зрения не только литейных, но и эксплуатационных свойств, чугун имеет перед сталью ряд преимуществ.

1. Наличие графита улучшает обрабатываемость резанием, делая стружку ломкой (стружка ломается, когда резец дойдет до графитного включения).

2. Чугун обладает высокими антифрикционными свойствами, благодаря смазывающему действию графита.

3. Наличие графита быстро гасит вибрации и резонансные колебания (демпфирующие свойства чугуна).

4. Чугун нечувствителен к дефектам поверхности (надрезам, царапинам и т.п.).

Благодаря указанным преимуществам чугуны достаточно широко применяются для изготовления литых деталей сельхозмашин, не испытывающих значительных растягивающих и ударных нагрузок. В сельскохозяйственном машиностроении из серого чугуна изготавливают шкивы клиноременных передач, корпуса подшипников (СЧ 18), крышки корпуса подшипников (СЧ 20), а также разнообразные гильзы, толкатели, пробки, опоры. Например, звездочки, работающие при небольшой нагрузке и скорости вращения, отливаются из

СЧ 15, СЧ 18 или СЧ 21, а затем зубчатый венец подвергают индукционной закалке на глубину 2-3 мм и отпуску на твердость 320-430 НВ.

Из ковкого чугуна изготавливают картеры редукторов, пальцы режущего аппарата, ступицы, тормозные колодки, шестерни, муфты, храповики, рычаги, втулки, кронштейны, звездочки, корпуса подшипников. Причем наиболее употребительны ферритные чугуны КЧ 33-8 и КЧ 35-10 (детали приводных механизмов, корпуса подшипников, мелкое литье, корпусные детали) и перлитные КЧ 45-6 и КЧ 60-3

(коленчатые валы, вилки карданных валов, звенья приводных цепей).

В сельскохозяйственном машиностроении увеличивается объем изделий из высокопрочного чугуна, которым часто заменяют заготовки из стального проката, стальные отливки, отливки из ферритного ковкого и легированного серого чугуна. Высокопрочный чугун применяется для изготовления корпуса редуктора комбайна (ВЧ 45); коленчатых валов зерноуборочных комбайнов различных типов (ВЧ 70);

лапок свеклоуборочных комбайнов (ВЧ 60); стаканов подшипников (ВЧ 60); тормозных колодок, фиксаторов вала, корпусов подшипников и муфт комбайнов (ВЧ 45, ВЧ 50); задних мостов и муфт сцепления ходовой части комбайна (ВЧ 50); дождевальных агрегатов (ВЧ 50); ступиц, ободов, шестерен и кронштейнов сеялок; корпуса дифференциала, бортовых редукторов, опор и рычагов управления зерноуборочных комбайнов (из ферритного чугуна ВЧ 38 или ВЧ 42).