Выберите марку чугуна для изготовления ответственных деталей повышенной прочности подъемно- транспортного оборудования. Укажите состав, обработку, структуру и основные механические свойства.
Высокопрочный чугун (ЧШГ — чугун с шаровидным графитом) получают модифицированием жидкими присадками (0,1...0,5 магния от массы обрабатываемой порции чугуна, 0,2...0,3 церия, иттрия и некоторых других элементов).
Химический состав высокопрочного чугуна (2,7...3,7 % С; 0,5...3,8 % Si) выбирается в зависимости от толщины стенок отливки (чем тоньше стенка, тем больше углерода и кремния).
Рекомендуется подвергать чугунные изделия объемной закалке.
Высокопрочные чугуны обладают хорошими литейными и потребительскими свойствами (обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации, высокая износостоикость и др.) свойствами. Они используются для массивных отлив,ок взамен стальных литых и кованых деталей — цилиндры, шестерни, коленчатые и распределительные валы и др.
Для повышения механических свойств (пластичности и вязкости) и снятия внутренних напряжений отливки подвергают термической обработке (отжигу, нормализации, закалке и отпуску).
Образование мелкоигольчатого мартенсита в закаленном поверхностном слое изделий повышает их износостоикость в три и более раз. Для повышения износостойкости применяется также азотирование (или азотирование с последующей «обдувкой дробью»), при котором в поверхностных слоях изделий создаются благоприятные сжимающие напряжения.
Укажите состав и структуру сплава Бр 04ц4с17. Объясните назначение легирующих элементов и высокие антифрикционные свойства. Приведите пример использования этого сплава.
Sn 3.5-5.5
Zn 2.0-6.0
Pb 14.0-20.0
Cu остальное
ОЛОВЯННЫЕ БРОНЗЫ
Оловянные бронзы применяют с древнейших времен и они хорошо освоены промышленностью.
Бронзы отличаются невысокой жидкотекучестью из-за большого интервала кристаллизации. По этой же причине в бронзе не образуется концентрированная усадочная раковина, а возникает рассеянная мелкая пористость. Линейная усадка у оловянных бронз очень невелика и составляет 0,8% при литье в песчаную форму и 1,4% при литье в кокиль. Указанные свойства облегчают получение отливок, от которых не требуется высокой герметичности.
В оловянные бронзы часто вводят фосфор. Фосфор, во-первых, раскисляет медь и уменьшает содержание водорода в расплаве; во-вторых, повышает прочностные свойства; в-третьих, улучшает жидкотекучесть и позволяет получать отливки сложной формы с тонкими стенками, в частности, качественное художественное литье. Фосфор в бронзах с небольшим количеством олова повышает сопротивление износу из-за появления в структуре твердых частичек фосфида меди Си3Р. Однако фосфор ухудшает технологическую пластичность , поэтому в деформируемые сплавы вводят не более 0,5% Р.
Оловянные бронзы легируют цинком в больших количествах, но в пределах растворимости. При таких содержаниях цинк благоприятно влияет на свойства оловянных бронз:
1) снижает склонность к ликвации и повышает жидкотекучесть, поскольку он уменьшает температурный интервал кристаллизации сплавов;
2) способствует получению более плотного литья;
3) раскисляет расплав и уменьшает содержание в нем водорода;
4) улучшает прочностные свойства .
Никель повышает прочностные свойства и улучшает пластичность и деформируемость , повышает их коррозионную стойкость, плотность, уменьшает ликвацию. Бронзы с никелем термически упрочняются закалкой и старением. Свинец повышает жидкотекучесть и плотность , их антифрикционные свойства.
Первая группа — литейные стандартные , предназначенные для получения разных деталей машин методами фасонного литья. К этим бронзам, помимо высоких литейных свойств, предъявляются следующие требования:
а) хорошая обрабатываемость резанием;
б) высокая плотность отливок;
в) достаточная коррозионная стойкость;
г) высокие механические свойства.
Пример: Втулки в зубчатых колесах КПП.