Раздел 3. Номенклатура и свойства металлов и сплавов, применяемых для изготовления деталей в автомобильной промышленности

Тема 1. Виды, механические, технологические и эксплуатационные свойства конструкционных чугунов

В первую очередь необходимо рассмотреть влияние содержания углерода, примесей и наиболее распространенных легирующих добавок на структуру и свойства чугунов.

На свойства чугунов очень большое влияние оказывает форма графитизированного в них углерода. Его содержание в автомобильных деталях обычно колеблется в пределах 2,2–3,8%.

Для производства автомобильных деталей широко используют следующие виды чугуна.

Серый чугун, имеющий пластинчатую форму графита, которая снижает его прочность и пластичность. Для увеличения прочности в расплавленный чугун вводят модификаторы – ферросицилий и силикокальций, и получают модифицированный чугун.

Высокопрочный чугун (с шаровидным графитом) обладает повышенной прочностью, что позволяет применять его для изготовления деталей, работающих в тяжелых условиях вместо поковок или отливок из стали.

Ковкий чугун (с хлопьевидным графитом) не куется, но обладает некоторой пластичностью. Из него изготавливают износостойкие детали высокой прочности, способные воспринимать незначительные знакопеременные и ударные нагрузки.

Специальные чугуны – легированные – с улучшенными или специфическими свойствами. Такие чугуны применяют в соответствии с ТУ предприятий автомобильной промышленности.

Необходимо знать маркировку всех видов чугуна и область их применения. В отличие от стали чугуны маркируются не по содержанию углерода, а по механическим свойствам.

Тема 2. Виды, механические, технологические и эксплуатационные свойства конструкционных сталей

Углеродистые стали. В первую очередь необходимо изучить влияние углерода и примесей на свойства стали.

С увеличением содержания углерода изменяется структура стали, повышается ее прочность и твердость после закалки и отпуска, снижается ее пластичность и свариваемость. Марганец и кремний являются полезными примесями, а сера и фосфор – вредными.

Классификация углеродистых сталей по химическому составу, способу производства (см. раздел 1) и области применения (инструментальная и конструкционная: общего назначения, качественная и специального назначения).

Маркировка стали по ГОСТ, примеры использования в автомобилестроении.

Легированные и низколегированные стали. Влияние легирующих элементов на их свойства. Классификация легированных сталей по химическому составу (цементуемые и улучшаемые) и по назначению (конструкционные и инструментальные).

Цементуемые стали (0,1…0,3%С) предназначены для изготовления деталей, работающих на износ и испытывающих ударные и знакопеременные нагрузки. После цементации обладают высокой поверхностной прочностью и достаточно вязкой и прочной сердцевиной.

Улучшаемые стали (0,3…0,7%С) предназначены для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях ударных и знакопеременных нагрузок. После улучшения (закалка на мартенсит и высокий отпуск) обладают необходимой прочностью, пластичностью и вязкостью.

Характеристика сталей с особыми свойствами, их состав и маркировка по ГОСТу. Рессорно-пружинные, высоколегированные жаростойкие и жаропрочные стали.

Примеры применения легированных сталей в автомобилестроении. Возможные виды замены наиболее распространенных марок сталей.

При выборе легированных сталей необходимо иметь в виду высокую стоимость и дефицитность сталей, содержащих никель, вольфрам, молибден и кобальт.