Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЧУГУНЫ. Учебное пособие. .doc
Скачиваний:
173
Добавлен:
16.05.2015
Размер:
985.6 Кб
Скачать

Марки и свойства некоторых ванадиевых чугунов

Марки чугунов

Состояние

Свойства

Твердость HRC

В, МПа

ИЧ250Ф6С2Д

Литое

40-48

500-00

10-6*)

После термообработки

60-62

800-100

5-6**)

ИЧ250Ф6Х

После термообработки

62-65

-

5-6**)

ИЧ300Ф10

После термообработки

61-63

-

-

ИЧ220Ф6Г5

Литое

30-32

540-840

-

ИЧ250Ф6ХЗМ

После термообработки

63-67

-

-

Примечание: *) относительная износостойкость в условиях трения по термообработанной стали 45 (HRC 45), эталон – серый чугун СЧ 20; **) относительная абразивная износостойкость, эталон – сталь 45 (НВ 180).

Ванадиевые белые чугуны рекомендуется использовать для деталей, работающих в тяжелых условиях эксплуатации: сухое тре­ние, абразивная среда, высокие статические и динамические на­грузки. Примерами таких деталей могут служить изнашиваемые детали трикотажных машин, крутильные и прядильные кольца, де­тали боевого механизма ткацких станков, седла клапанов двигате­лей и др.

Чугуны структурного класса с карбидами МС и М7С3. К этому классу относятся чугуны, легированные комплексом элементов, прежде всего ванадием и хромом. Чугуны этого класса могут (при правильно выбранном химическом составе) обладать преимуществами и хромистых, и ванадиевых чугунов. У них сочетаются повышенные механические свойства и очень высокая износостойкость, особенно ударно-абразивная. Некоторые марки комплексно-легированных белых чугунов и их основные свойства приведены в табл.27.

Таблица 27

Марки и свойства комплексно-легированных белых чугунов

Марки чугунов

Состояние

Свойства

HRC

В, МПа

КС,

Дж/см2

абр.*)

уд.*)

тр**)

ИЧ160Ф5Х5МЗС

литое

т/о***)

58-61 61-64

650-750 750-900

4-8

10-15

-

-

-

-

3,5-5 4-6

ИЧ380Ф6Х7ГЗД2М

литое

55-60

630-720

12-22

4-4,5

5-6

5-9

ИЧ200Ф7Х6Г4

литое

50-56

630-700

12-18

4-4,5

5-5,5

4-6

ИЧ200Ф6Х7МЗС

литое

т/о

58-61 62-65

600-700 700-850

4-6

6-12

4-5 4,5-5

5-6 5-6

4,5-7 6-9

ИЧ220Ф6Х6Г6

литое

42-46

670-700

15-30

4,5-6

4,5-6

-

ИЧ250Ф6Х9Г6

литое т/о

40-50 45-57

600-700 650-800

8-12

12-20

4-5,5 5-6

4,5-6

6-8

-

ИЧЗООФ6Х7Г4

литое

58-60

580-610

3-5

4-6

4-6

-

ИЧ320Ф8Х9Г4

литое т/о

50-55 55-60

600-650 600-700

3-5

3-5

5-6

5-6

4-6

4-6

-

ИЧ370Ф7Х18

т/о

64-68

-

-

5-7

4-5

-

ИЧ380ФЮХ12ГЗМ

литое

64-68

550-600

3-4

7-10

5-6

-

Примечания: *) абр. и уд. – относительные значения абразивной и ударно-абразивной износостойкости соответственно, эталон – сталь 45 (НВ192- 201), **) тр – относительная износостойкость сплава в условиях тре­ния без смазки по стали 45 (HRC 45), эталон – сталь ШX15 (HRC 61), ***) т/о – термическая обработка, обычно состоящая из закалки и отпуска (иногда с гомогенизирующей выдержкой при температу­ре нагрева под закалку).

Комплексно-легированные белые чугуны с мартенситно-аустенитной матрицей целесообразно использовать для деталей, работающих в условиях ударно-абразивного изнашивания (коронки зубьев ковшей экскаваторов, дробеметные лопатки, детали дробилок и др.), а также для деталей, интенсивно изнашиваемых грунтом (ножи шнеков и другие детали землеройных машин). Время работы до отказа таких деталей в 2,5-3,5 раза больше, чем изготовленных из стали 110Г13Л или из термообработанных сталей 35ГЛ и 60С2 [6].

Сплавы ИЧ160Ф5Х5М3С и ИЧ200Ф6Х7М3С можно использовать для изготовления режущего и деформирующего инструмента (фасонные резцы, сверла, фрезы, накатной инструмент, изнашиваемые детали штампов, ножи для деревообработки и др.). Стойкость литого металлообрабатывающего инструмента из этих сплавов (проходных и отрезных резцов, концевых фрез, сверл большого диаметра) на 30-50% выше, чем обычного инструмента из стали Р6М5.

Сплавы ИЧ180Ф6Х7Г3Д2М, ИЧ200Ф7Х6Г4 и ИЧ220Ф6Х6Г6 отличаются повышенной ударной вязкостью и ударно-абразивной износостойкостью в литом состоянии, они обладают также высокой износостойкостью в условиях трения по металлу Эти сплавы рекомендуется использовать для изготовления точнолитых деталей без упрочняющей термической обработки и с минимальным объемом механической обработки, например, для деталей, обычно изготавливаемых из цементуемых или нитроцементуемых сталей.

  1. Половинчатые чугуны (ПЧ)

В структуре половинчатых чугунов содержатся одновременно и графит, и включения карбидов. Большое многообразие половин­чатых чугунов обусловлено тем, что в их структуре могут сочетаться графитные включения разной формы (от пластинчатой до шаровидной) с включениями карбидов различных видов (М3С, М7С3, М23С6, МС, М6С и др.) и разной термодинамической стабильности (от неустойчивого цементита до высоко устойчивых карбидов легирующих элементов). Наиболее перспективны для практического использования половинчатые чугуны с карбидами М3С (стабилизированными хромом), М7С3 (при повышенном со­держании хрома) и МС (при легировании ванадием). Наличие необходимого количества графита в структуре половинчатых чугунов обычно обеспечивается достаточным содержанием в них углерода и кремния. В связи с этим наибольшее применение могут найти хромо-кремниевые и ванадиево-кремниевые чугуны.

Половинчатые хромо-кремневые чугуны. В структуре хромо-кремние-вых ПЧ имеются карбиды в виде легированного цементита или карбида М7С3. Образованию карбида М7С3 способствует легирование чугуна кремнием и небольшими добавками ванадия. Чтобы повысить устойчивость половинчатой структуры и обеспечить высокую дисперсность включений карбидов, чугун рекомендуется дополнительно легировать медью в количестве 0,8-1,5%. При необходимости сфероидизация включений графита может быть осуществлена с использованием тех же модификаторов, что и при получении высокопрочного чугуна.

Химические составы и механические свойства хромо-кремниевых ПЧ приведены в табл.28.

Таблица 28

Химические составы и свойства некоторых хромо-кремниевых

половинчатых чугунов

№№ чугун

Содержание элементов, %

Свойства

С

Si

Mn

Cr

V

Cu

НВ

В, МПа

1

3,0-3,4

2,5-3,2

0,3-0,8

1,2-2

0,5-0,8

-

241-285

220-250

2

3,2-3,5

3,0-4,1

0,3-0,8

2-3

0,3-0,7

-

255-293

200-240

3

3,3-3,7

3,0-4,5

0,3-0,8

3-3,6

0,2-0,5

-

262-321

240-300

4

3,0-3,4

2,8-3,7

0,9-1,2

1,5-2,6

~ 0,2

0,8-1,5

229-255

240-320

5

3,2-3,7

3,5-4,5

0,9-1,2

2,7-3,8

~ 0,2

0,8-1,5

235-269

260-340

По износостойкости ПЧ уступают белым чугунам, но значительно превосходят графитизированные чугуны (серые, высокопрочные и ковкие). Коэффициент трения ПЧ зависит от удельной нагрузки: он снижается от уровня СЧ при Р ≈ 1МПа до уровня бронзы ОЦС5-5-5 при Р = 4,5-5 МПа. Хромо-кремневые ПЧ отличаются также повышенной жаропрочностью (до 600°С), окалиностойкостью (в 1,5-2 раза выше, чем у ЖЧХ-2,5), ростоустойчивостью (в 2-4 раза выше, чему СЧ 20), термостойкостью (в 1,5-2 раза выше, чем у СЧ 20) [8].

Хромо-кремневые ПЧ рекомендуется использовать как износостойкий, антифрикционный, жаропрочный, а в некоторых случаях и термостойкий материал. Из них можно изготавливать детали пресс-форм стекловыраба-тывающих машин, плунжерных пар ма­шин литья под давлением, штампов горячего деформирования и др.

Ванадиево-кремниевые половинчатые чугуны. Химические составы и свойства ванадиево-кремниевых ПЧ приведены в табл.29 и 30.

Износостойкость ванадиево-кремниевых ПЧ существенно зависит от содержания ванадия. Минимальный износ имеют чугуны, содержащие 3,5-4,5%V. Повышение износостойкости этих чугунов может быть обеспечено термической обработкой на высокую твердость (HRC 50 и более).

Таблица 29

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]