Влияние химического состава на структуру и механические свойства серого чугуна. Марки, химический состав, структура и свойства серых чугунов с пластинчатым графитом.(осенний романс)
Город, осенью полный, хмельной, И медовый туман пеленой… Меж тобою и мной Только время стеной - Только колокол дней ветряной.
Город, годы с ладоней сотри, Говори о себе, говори: Дней и слов янтари, Полуснов фонари - Волны света до хрупкой зари.
Это памяти голос простой Льётся в звёздный колодец пустой. Это листьев лото - Тает лета исток… Это колокол дней золотой.
В лужах бликами лики окон… Долгих капель кап`ель-камертон - Тополей перезвон, То ли вздох, то ли стон… Это мир, это жизнь - это сон…
Санкт-Петербург, 2006-2007 гг.
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЙ БИЛЕТ № 15 Влияние перегрева на литейные свойства сталей и формирование структуры отливок. Перегрев влияет на формозаполняемость, увилич. Жидкотекучесть Видманштеттова структура имеет два характерных признака: крупнозернистость и определенную направленность пластин феррита в доэвтектоидных сталях или цементитных игл в заэвтектоидных сталях. Эта структура образуется вследствие охлаждения крупнозернистой стали из аустенитного состояния. При перекристаллизации в доэвтектоидной стали феррит или в заэвтектоидной стали цементит вторичный образуется не только на границах, но и внутри зерен аустенита (по плоскостям кристаллической решетки в местах различных кристаллических дефектов). Видманштеттова структура — признак перегрева стали. Перегретая сталь не всегда имеет видманштеттову структуру.
Перегрев стали- образование крупнозернистой, а иногда грубоигольчатой структуры стали в результате чрезмерно высокого нагрева. Решающими факторами, определяющими рост зерна аустенита, являются темп-ра и время нагрева.. Увеличение содержания углерода до эвтектоидного уменьшает склонность стали к перегреву, а наличие труднорастворимых карбидов препятствует перегреву. Сталь с наследственным мелким зерном до определенной темп-ры менее склонна к перегреву, но при значит, увеличении темп-ры склонность к перегреву у нее становится большей, чем у крупнозернистой. Крупнозернистая перегретая сталь обладает пониж. вязкостью и высокой чувствительностью к хрупкому разрушению. Перегрев стали часто вызывает поломку деталей машин. Нагрев под закалку перегретой стали измельчает зерно.. Для разрушения крупнозернистой тексстуры перегретую сталь перед закалкой следует подвергать промежуточному отжигу или нормализации. При этом происходит рекристаллизация аустенитных зерен, получивших нек-рый наклеп в результате фазовых превращений.
2. Чем можно частично заменить никель в аустенитных сталях? Как определить эквивалент никеля? Аустенитные стали обладают высокими коррозионной стойкостью, кислотностью, износостойкостью, жаростойкостью, жаропрочностью. Осн. легир. эл-ми явл-ся хром, никель, молибден. Для улучшения той или иной эксплутационной характеристики стали дополнительно легируют вольфрамом, молибденом, кремнием, титаном, ниобием, алюминием, бором. Эквивалент никеля и хрома— множитель, учитывающий влияние эл-тов, способствующих превращению (ферритизации) или препятствующих этому превращению (аустени-зации) в Сг — Ni-сталях. К аустенитообразующим эл-там, т. е. действующим аналогично Ni, относятся С, N, Мп; к ферритообразующим, действующим как Сг, — Mo, W, Ti, Nb, Та, Si Эквивалент никеля равен % Ni — 30% С — 0,5% Мn; Эквивалент хрома равен % Сг - % Мо — 1,5% Nb.
Влияние химического состава на структуру и механические свойства серого чугуна. Марки, химический состав, структура и свойства серых чугунов с пластинчатым графитом. Влияние химического состава на структуру серого чугуна Углерод определяет количество графита в чугуне: чем выше его содержание, тем больше образуется графита и тем ниже механические свойства. В то же время для обеспечения высоких литейных свойств (хорошей жидкотекучести) должно быть не меньше 2,4% С. Общее количество углерода определяет положение чугуна на диаграмме состояния сплавов железа с углеродом. Кремний оказывает большое влияние на структуру и свойства чугунов, так как величина температурного интервала, в котором в равновесии с жидким сплавом находятся аустенит и графит, зависит от его содержания. Чем больше содержание кремния, тем шире эвтектический интервал температур. Таким образом, кремний способствует процессу графитизации, действуя в том же направлении, что и замедление скорости охлаждения. Изменяя, с одной стороны, содержание в чугуне углерода и кремния, а с другой — скорость охлаждения, можно получить различную структуру металлической основы чугуна. Чем больше кремния в жидком чугуне, тем меньше в нем останется углерода, так как он выделяется в виде легких по удельному весу частиц спели. Кремний способствует выделению углерода в чугуне в форме графита и препятствует отбелу чугуна вследствие уменьшения общего количества цементита. Кремний при содержании до 3,0% в обыкновенном чугуне самостоятельной фазы не образует и под микроскопом не обнаруживается, давая раствор в γ – железе и α –железе. При содержании более 3.0% кремний дает карбидную фазу и чугун снова начинает отбеливаться. При содержании в чугуне выше 3.5% кремний образует химическое соединение –силицид железа FeSi, весьма стойкое в кислотах. Главная роль марганца заключается в его карбидообразующей способности. Карбид Mn3C,, соединяясь с цементитом, дает сложный карбид состава mMn3C•nFe3C, который обладает твердостью >450 по Бринелю и не поддается мехобработке. При малом содержании марганца в сером чугуне и большем содержании в нем серы образуется крайне вредное соединение железа с серой, значительно снижающее жидкотекучесть и механические свойства чугуна. Отливки получаются отбеленными, пронизанными газовыми раковинами и обладающие красноломкостью (хрупкость при красном калении). Оптимальное содержание Mn в расплаве определяется по приведенному уравнению: [Mn] = 1.7 [S] + (0.2 ÷0.5) Сера ухудшает механические и литейные свойства. Сера и марганец препятствуют графитизации. Фосфор не влияет на графитизацию, а при повышенном (до 0,4...0,5 %) содержании повышает износостойкость чугунов, так как образуются твердые включения фосфидной эвтектики. Фосфор с железом дает химическое соединение- фосфид железа Fe3P. При содержании ниже 0.2% фосфор образует раствор в γ-железе и в α-железе, а выше 0.2% - самостоятельную фазу – двойную эфтектику из Fe- γ-Fe3P-Fe3C и цементита Fe3C. При повышении содержания Р более 0.3% прочность отливок понижается, а хрупкость повышается. Вследствие легкоплавкости фосфидной эвтектики (Тпл.= 970оС) жидкотекучесть фосфористого чугуна тем больше, чем больше в нем фосфора. При содержании около 1.0%Р, чугун настолько отчетливо заполняет литейную форму, что находит применение в художественном литье.
|
