- •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
Рекомендации по применению вчшг
|
Наименование деталей |
Марки чугунов | |
|
1 |
2 | |
|
В автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении | ||
|
Ступицы колес автомобилей, кронштейны, корпуса дифференциалов автомобилей, бортовых редукторов комбайнов, рычаги, корпуса подшипников, опоры и головки зерноуборочных комбайнов, держатели, накладки, колпаки культиваторов |
ВЧ 40 (в том числе и взамен КЧ) | |
|
Корпуса редукторов, барабаны, кронштейны, бугели, тормозные колодки, корпуса подшипников и муфты комбайнов, упоры пружины, диски катков и др. |
ВЧ 45, ВЧ 50 (в том числе взамен литой стали) | |
|
Блок-картеры, головки цилиндров, крышки коренных подшипников, картеры маховиков, корпуса распределителей, детали турбин, коробки передач, задних мостов, детали насосов и дождевальных агрегатов, выхлопные коллекторы |
ВЧ 50 (в том числе взамен СЧ) | |
|
Распределительные и коленчатые валы карбюраторных двигателей малофорсированных дизелей, крышки и стаканы подшипников, коробок передач, задних мостов, детали насосов и дождевальных агрегатов, выхлопные коллекторы |
ВЧ 60-ВЧ 70 (в том числе и взамен стального проката) | |
|
В металло- и деревообрабатывающих станках, средствах измерения | ||
|
Рычаги, кронштейны, вилки, скобы, валы, втулки, фланцы, звенья цепей, скобы калибров и микрометров и т.п. |
ВЧ 40, ВЧ 45 | |
|
Корпуса зажимных и поводковых патронов, корпуса тисков, шпиндели токарно-винторезных станков и токарных полуавтоматов, звездочки, ролики, втулки лесорам, полумуфты, диски ленточнопильных станков |
ВЧ 45, ВЧ 50 | |
Продолжение таблицы 11
|
1 |
2 |
|
Детали суппортной группы токарно-винторезных станков, детали узла люльки, суппорты и корпуса барабанов управления зуборезных станков, задние плиты и платформы столов агрегатных станков, салазки, столы, хоботы фрезерных станков, ползуны, долбяки строгальных и долбежных станков, наклад-ные направляющие металлообрабатывающих станков и т. п. |
ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70 |
|
В кузнечно-прессовых и литейных машинах | |
|
Траверсы, шатуны, крышки шатунов, поршни, гильзы цилиндров, плиты, столы, муфты, шиберы механических прессов, буксы, шаботы, поршни, головки и гайки шатунов прессов, стойки, встряхивающие столы, пресс-поршни, поворотные плиты формовочных машин, плиты подвижные и стойки опорные кокильных машин и т. п. |
ВЧ 40, ВЧ 45 |
|
Плиты подштамповые гидравлических прессов, поршни, диски, тормоза и муфты, ползуны механических прессов, направляющие и плунжеры литейных машин и т. п. |
ВЧ 45, ВЧ 50 |
|
Диски тормоза, муфты и направляющие кузнечно-прессовых машин и автоматов, буксы, поршневые кольца молотов и т. п. |
ВЧ 50, вч 60, ВЧ 70 |
|
В гидропневмоаппаратуре, редукторах и приводах | |
|
Корпуса и крышки насосов, гидромоторов, клапанов распределительной и контрольно-регулирующей аппаратуры, переходные плиты, корпуса нагнетательных коллекторов и т. п. |
ВЧ 40, ВЧ 45 |
|
Корпуса золотниковых распределителей, напорных золотников, роторы и плунжерные втулки аксиально- и радиально-поршневых насосов и гидромоторов и т. п. |
ВЧ 40- ВЧ 50 |
|
Водила моторных редукторов |
ВЧ 45, ВЧ 50 |
|
Водила |
ВЧ 50- ВЧ 70 |
|
В высоконагруженных деталях железнодорожного и грузового автомобильного транспорта, сельхозмашин, горнодобывающей техники | |
|
Зубчатые колеса, износостойкие детали, детали редукторов дизельных двигателей внутреннего сгорания, коленчатые валы автомобилей |
Бейнитные чугуны ВЧ 80, ВЧ 100 |
Особое внимание в настоящее время уделяется производству литых деталей из бейнитных чугунов, которые являются одновременно высокопрочными, высоковязкими и высокоизносостойкими сплавами. Применение бейнитных чугунов позволяет в 2 раза повысить предел выносливости коленвалов, на 40% – предел текучести, на 35% – предел прочности (по сравнению с перлитными чугунами марок ВЧ 50 и ВЧ 60). При этом примерно на 10% можно снизить массу коленвалов. Крупномасштабное производство коленвалов из бейнитных ЧШГ осваивается фирмами Форд Мотор и Крайслер в США.
Ковкие чугуны (КЧ)
Ковкий чугун получают путем графитизирующего отжига отливок из белого доэвтектического чугуна. При отжиге графит выделяется в виде компактных включения (“хлопьевидный” графит или “углерод отжига”). Благодаря компактному графиту ковкий чугун имеет повышенную прочность и пластичность.
Ковкий чугун по прочностным свойствам и сочетанию механических свойств в износостойкости уступает высокопрочным чугунам с шаровидным графитом. Однако он превосходит их по хладостойкости и обрабатываемости резанием (особенно ферритный КЧ). Обезуглероженный КЧ является единственным конструкционным чугуном, который хорошо сваривается и может быть использован для получения сварно-литых конструкций. КЧ хорошо поддается запрессовке, расчеканке и легко заполняет зазоры. Отливки из ферритного КЧ можно подвергать холодной правке, из перлитного – правке в горячем состоянии.
Недостатком КЧ являются его пониженные литейные свойства, прежде всего, жидкотекучесть. Поэтому минимальная толщина стенки в отливках из КЧ составляет 6 мм. Ограничена толщина стенки отливки и максимальным значением (~ 60 мм), что связано с плохой отжигаемостью исходного белого чугуна в больших сечениях.
В основу стандартизации ковкого чугуна заложен принцип регламентирования минимальных значений предела прочности и относительного удлинения. Регламентируются также пределы значений твердости НВ. Марки и свойства ковких чугунов в соответствии с ГОСТ 1215-79 приведены в табл.12.
В некоторых зарубежных стандартах имеются марки обезуглероженных ковких чугунов. Tax, например, в стандарте ФРГ (DIN 1692 1973) имеются марки Ch Mail В 40 (В ≥ 392 МПа, 0,2 ≥ 216 МПа, ≥ 10%, НВ 125-200, 0,2 /В ≈ 0,58) и Ch Mail В 45 (В ≥ 441 МПа, 0,2 ≥ 255 МПа, ≥ 7%, НВ 150-210, 0,2 /В ≈ 0, 58). В этих чугунах регламентируется также предел текучести и отношение 0,2 /В .
Таблица 12
Марки, свойства и структурные классы ковких чугунов (по ГОСТ 1215-79)
|
Марки чугунов |
В , не менее |
, %, не менее |
НВ |
Структурный класс | |
|
МПа |
кгс/мм2 | ||||
|
КЧ 30-6 |
294 |
30 |
6 |
100-163 |
Ферритный |
|
КЧ 33-8 |
323 |
33 |
8 | ||
|
КЧ 35-10 |
343 |
35 |
10 | ||
|
КЧ 37-12 |
362 |
37 |
12 | ||
|
КЧ 45-7 |
441 |
45 |
7 |
I50-207 |
Перлитный |
|
КЧ 50-5 |
491 |
50 |
5 |
170-230 | |
|
КЧ 55-4 |
539 |
55 |
4 |
192-241 | |
|
КЧ 60-3 |
589 |
60 |
3 |
200-269 | |
|
КЧ 65-3 |
637 |
65 |
3 |
212-269 | |
|
КЧ 70-2 |
687 |
70 |
2 |
241-285 | |
|
КЧ 80-1,5 |
785 |
80 |
1,5 |
270-320 | |
Механические свойства КЧ определяют на литых образцах диаметром 16 мм. В зависимости oт толщины стенки отливки допускается также применение образцов диаметром 8 или 12 мм. При определении относительного удлинения используется, как правило, трехкратная расчетная длина образца.
Механические свойства КЧ зависят от толщины стенки отливки в меньшей степени, чем у СЧ и ВЧШГ. В табл.13 приведены соотношения В /В* и /*в образцах различного сечения для ферритных и перлитных ковких чугунов. В качествеВ*и*приняты значения свойств в стандартных образцах диаметром 16 мм.
Таблица 13
Влияние диаметра образца на механические свойства ферритного
и перлитного ковких чугунов
|
Диаметр образца, мм |
Ферритный КЧ |
Перлитный КЧ | ||
|
В /В* |
/* |
В /В* |
/* | |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
8 |
1,05-1,10 |
1,25-1,35 |
1,01-1,05 |
1,15-1,25 |
|
12 |
1,01-1,05 |
1,12-1,20 |
1,01-1,05 |
1,00-1,10 |
Продолжение таблицы 13
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|
16 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
|
20 |
0,95-0,98 |
0,80-0,90 |
0,98-1,00 |
0,35-0,90 |
|
24 |
0,92-0,95 |
0,70-0,75 |
0,95-1,00 |
0,82-0,87 |
|
28 |
0,88-0,92 |
0,50-0,60 |
0,95-0,98 |
0,75-0,80 |
|
50 |
0,80-0,85 |
0,25-0,30 |
0,92-0,96 |
0,65-0,75 |
Более заметное влияние оказывает толщина стенки отливки на свойства обезуглероженного чугуна (рис.7). Величина В сначала возрастает с увеличением диаметра образца до ~14 мм, так как с увеличением сечения уменьшается доля обезуглероженной зоны, а затем снижается. На механические свойства КЧ оказывает влияние плотность исходного (до отжига) белого чугуна в отливках, которая уменьшается с увеличением толщины стенки отливки, что в значительной степени является причиной снижения механических свойств чугуна в толстостенных отливках.
Рекомендуемые химические составы ковких чугунов с учетом способа их выплавки приведены в табл.14.
Таблица 14