- •Г. И. Сильман ч у г у н ы
- •Ч у г у н ы
- •Брянск - 1999
- •Содержание
- •Введение
- •Механические свойства серых чугунов по гост 1412-85
- •Рекомендуемые химические составы чугунов различных марок
- •Условия применения марок чугуна в зависимости от толщины стенки отливки
- •Применение серых чугунов для типовых деталей машин и оборудования
- •Соотношение свойств вчшг в отливках и стандартных пробах
- •Модификаторы для получения высокопрочного чугуна
- •Виды, режимы и назначение термической обработки вчшг
- •Рекомендации по применению вчшг
- •Рекомендуемые химические составы кч
- •Влияние кремния на длительность графитизации чугуна
- •Применение отливок из кч
- •Коэффициенты трения некоторых сплавов
- •Твердость и характеристики структуры ач по гост 1585-85
- •Применение антифрикционных чугунов
- •Особенности структуры, свойства и применение чугунов ачс-м и ачв-м
- •6. Износостойкие белые чугуны (ибч)
- •Свойства некоторых фаз и структурных составляющих ибч
- •Химические составы некоторых чугунов
- •Некоторые свойства износостойких чугунов до данным [1,6,7]
- •Применение деталей из белых хромистых чугунов [1]
- •Продолжение таблицы 25
- •Марки и свойства некоторых ванадиевых чугунов
- •Марки и свойства комплексно-легированных белых чугунов
- •Химические составы ванадиево-кремниевых пч
- •Механические свойства ванадиево-кремниевых пч
- •Литература
- •Григорий Ильич сильман ч у г у н ы
-
Г. И. Сильман ч у г у н ы
Рекомендации по выбору вида и марки чугуна для литых деталей машин и оборудования
Брянск – 1999
Министерство образования РФ
Брянская государственная инженерно-технологическая академия
Г. И. СИЛЬМАН
Ч у г у н ы
Рекомендации по выбору вида и марки чугуна
для литых деталей машин и оборудования
Утверждено редакционно-издательским советом академии в качестве учебного пособия
Брянск - 1999
УДК 621:669.13
СИЛЬМАН Г. И. ЧУГУНЫ. Рекомендации по выбору вида и марки чугуна для литых деталей машин и оборудования: Учебное пособие. – 2-е изд., перераб. и доп. – Брянск: Изд-во Брянской государственной инженерно-технологической академии, 1999. – 60 с.
Учебное пособие предназначено для студентов машиностроительных и механических специальностей вузов и может быть использовано работниками различных отраслей промышленности, занимающимися конструированием и эксплуатацией машин и оборудования.
Илл.8. Табл.30. Библиогр. список: 8 назв.
Рецензенты:
доктор технических наук, профессор Памфилов Е. А. (Брянская государственная инженерно-технологическая академия),
доктор технических наук, профессор Кульбовский И. К. (Брянский государственный технический университет)
Брянская государственная инженерно-технологическая академия, 1999
Содержание
Введение ..............................................….......................4
1. 0бщие положения.............................................….......5
2. Серые чугуны с пластинчатым графитом (СЧ)…....7
3. Высокопрочные чугуны с шаровидным
графитом (ВЧШГ)..............................…….................18
4. Ковкие чугуны (КЧ).....................................…........32
5. Антифрикционные чугуны (АЧ)..................…......39
6. Износостойкие белые чугуны (ИБЧ).............…....44
7. Половинчатые чугуны (ПЧ)..........................…......55
Литература....................................……………............59
Введение
Предлагаемое пособие содержит сведения об основных видах и марках чугунов в соответствии с отечественными стандартами и с учетом результатов новейших разработок отечественных и зарубежных исследователей и мировой практики использования чугунов в качестве конструкционных материалов. Сформулированы принципы выбора вида и марки чугуна в зависимости от требований к свойствам чугуна в литой детали с учетом ее сечения, массы, габаритов. Для основных видов чугунов (в частности, серых и высокопрочных) выбор базируется на использовании структурных и структурно-прочностных диаграмм, откорректированных на основе большого массива экспериментальных данных, приведенных в справочной и научной литературе, и результатов собственных исследований составителя. Используемые диаграммы, таблицы и графики позволяют проводить оценку структуры и свойств чугуна в отливках с учетом их сечения, массы и способов получения. Рассмотрены конкретные примеры рационального использования чугунов для некоторых типовых деталей машин и оборудования.
Рекомендации предназначены для студентов-механиков в качестве пособия при выполнении ими курсовых и дипломных работ и проектов и могут быть использованы работниками различных отраслей промышленности, занимающимися конструированием и эксплуатацией машин и оборудования.
Общие положения
Чугун является основным материалом литых деталей машин. В машиностроении на долю чугунных отливок приходится около 75% всей массы литья. Качество чугуна обеспечивается выбором шихты, оптимизацией химического состава, условий плавки и разливки и комплексом мер для получения требуемой структуры.
Структура является основным фактором» определяющим свойства чугуна. По структуре чугуны подразделяют на графитизированные (серые, высокопрочные, ковкие), белые и половинчатые. Механические и эксплуатационные свойства чугуна зависят от характеристик металлической основы (прочность, пластичность, твердость и др.), а также от формы, размеров, числа и расположения графитных включений и эвтектических карбидов.
Выбор вида и марки чугуна производится в зависимости от требований к свойствам чугуна в литой детали с учетом ее сечения, массы, габаритов. Диапазон механических и служебных свойств современных типов и марок чугунок весьма широк. Серый чугун с пластинчатым графитом имеет хорошие литейные и антифрикционные свойства, износостойкость, высокую демпфирующую способность, низкую чувствительность к концентраторам напряжений. Высокопрочные и ковкие чугуны имеют высокую прочность, пластичность, а по соотношению предела текучести и временного сопротивления разрыву при растяжении, по низкой чувствительности к надрезам, демпфирующей способности и износостойкости превосходят сталь. Специальные белые легированные чугуны имеют высокую износостойкость при трении и при работе в абразиве, и их применение обеспечивает высокую работоспособность нагруженных деталей металлургического, горнодобывающего и размольно-дробильного оборудования. В половинчатых чугунах сочетаются преимущества графитизированных и белых чугунов (высокая износостойкость, антифрикционные свойства, повышенная прочность, демпфирующая способность и др.). Специальные легированные чугуны (никелевые, хромистые, алюминиевые, кремнистые) предназначены для деталей, работающих при высоких температурах, в агрессивных средах.
Для деталей сложной конфигурации чугун по уровню технологических свойств является зачастую единственным материалом, из которого можно методами литья экономично получать заготовки с требуемыми свойствами. Необходимо учитывать и то, что металлоемкость литых чугунных изделий меньше, чем изготовленных из проката и деформированных стальных заготовок, поэтому применение чугунов обеспечивает снижение металлоемкости конструкций и расхода металла при изготовлении деталей.
Важной особенностью чугуна является то, что его механические и эксплуатационные свойства существенно зависят от скорости охлаждения отливок. Поэтому выбор марки чугуна и его химического состава необходимо проводить, учитывая толщину стенки отливки и ее массу и габариты.
В данном пособии рассмотрены марки, составы, особенности структуры и свойств и области применения чугунов общего назначения (серых, высокопрочных, ковких), а также широко используемых в разных отраслях машиностроения антифрикционных и износостойких чугунов (и близких к ним по применению половинчатых чугунов). За пределами рассмотрения остались некоторые виды чугунов функционального назначения (жаростойких, жаропрочных, коррозионностойких, немагнитных). Те, кто интересуется этими видами чугунов, могут найти необходимую информацию в справочнике “Чугун” [1]. В этом же справочнике приведены и более полные сведения по основным видам чугунов, рассматриваемых в данном пособии. Вместе с тем в пособие включены некоторые оригинальные сведения, основанные на результатах научно-исследовательских работ составителя, выполненных в последнее время и еще не опубликованных в научной и справочной литературе (сведения о новых видах и марках серых, высокопрочных и антифрикционных чугунов, уточненные структурно-прочностные диаграммы и их применение для выбора вида и марки чугуна для конкретных литых деталей, некоторые сведения о влиянии легирования на структуру и свойства чугунов).
Серые чугуны с пластинчатым графитом (СЧ)
Основной особенностью микроструктуры серого чугуна, определяющей его физико-механические и эксплуатационные свойства, является наличие пластинчатого графита. Пластинчатый графит нарушает сплошность металлической основы и поэтому серый чугун имеет сравнительно невысокие прочностные свойства и очень низкую пластичность. Однако благодаря пластинчатому графиту в сером чугуне обеспечивается уникальное сочетание высоких антифрикционных свойств, износостойкости, малой чувствительности к концентраторам напряжений и высокой демпфирующей способности.
Серый чугун – высокотехнологичный материал. Его расплав обладает хорошей жидкотекучестью, малой склонностью к образованию усадочных дефектов. Из него можно изготавливать отливки самой сложной конфигурации с толщиной стенок от 2 до 500мм.
В основу стандартизации серого чугуна заложен принцип регламентирования минимально допустимого значения временного сопротивления разрыву (предела прочности при растяжении) B, определяемого в образцах, вырезанных из стандартной пробной литой заготовки диаметром 30 мм. Марки и механические свойства серого чугуна в соответствии с ГОСТ 1412-85 приведены в табл. 1.
Таблица 1