загрузка...
загрузка...
На головну

Діаграма стану залізо-цементит

  1. Hd-ДІАГРАМА ВОЛОГОГО ПОВІТРЯ
  2. Hs-ДІАГРАМА ВОДЯНОГО ПАРА
  3. III. Аналіз результатів психологічного аналізу 1 і 2 періодів діяльності привів до наступного розуміння узагальненої структури стану психологічної готовності.
  4. А. Діаграма динаміки балансу
  5. А. Методи регулювання свого емоційного состоянія7
  6. Адміністративний порядок внесення виправлень і змін до записів актів громадянського стану
  7. Акти громадянського стану

Для залізовуглецевих сплавів можуть бути побудовані дві діаграми стану: залізо -Цемент (карбід заліза - хімічна сполука заліза з вуглецем) Fe-FезЗ і залізо - графіт Fe-С. Діаграма стану Fe-FезЗ характеризує фазовий склад і перетворення в сплавах від чистого заліза до цементиту (рис. 1.40).

За вертикальної осі діаграми відкладається температура, по горизонтальній осі-вміст (у%) вуглецю і цементиту. Крапка А на діаграмі відповідає температурі плавлення чистого заліза 1539 ° С, точка D - температури плавлення цементиту 1550 ° С.

лінія ABCD - лінія ліквідусу; вона відповідає температурам початку затвердіння сплавів. Вище лінії ліквідусу сплави знаходяться тільки в рідкому стані.

лінія AHJECF - лінія солідусу; вона відповідає кінцю затвердіння сплаву. В області між лініями ліквідусу і солідусу знаходиться тільки суміш з рідини і твердих кристалів. Нижче лінії солідусу сплав знаходиться в твердому стані. Внаслідок переходу заліза з однієї аллотропическими форми в іншу, в залізовуглецевих сплавах відбуваються перетворення і в твердому стані.

Сплави заліза з вуглецем поділяють на дві групи: стали »містять до 2,14% С, і чавуни, в яких більше 2,14% С.

Мал. 1.40. Діаграма стану залізо-вуглецевих сплавів (суцільні лінії - система Fe -Fe3C, пунктирні лінії система Fe -C)

Залежно від температури і змісту вуглецю сплави системи залізо - вуглець можуть мати такі структурні складові: ферит, перліт, аустеніт, цементит, ледебурит і графіт (рис. 1.41). При охолодженні сплавів, що містять до ~ 0,7% С, з рідкого сплаву виділяється ферит. На лінії HJB при +1499 ° С відбувається перитектичне перетворення, при якому кристали фериту взаємодіють з рідкою фазою і утворюють кристали аустеніту. лівіше точки J утворюється структура фериту і аустеніту, правіше - рідкий сплав і аустеніт. Затвердіння сплавів, що містять до 2,14% вуглецю, закінчується на лінії AHJE. нижче лінії NJE сплави являють собою аустенит.

При охолодженні сплавів, що містять від ~ 0,7 до 4,3% С, по лінії ВС виділяються кристали аустеніту. У сплавах, що містять від 4,3 до 6,67% С, по лінії CD починають виділятися кристали первинного цементиту. Так як цементит виділяється з рідкого металу, його називають первинним. лінія GS являє собою температуру (з 911 ° С до 727 ° С) почала виділення фериту з аустеніту. Ферит, який виділяється з аустеніту при охолодженні, містить не більше 0,02% С. У зоні GPS сплав складається з фериту і аустеніту. У точці S на лінії PSK аустенит переходить в перліт. В результаті перетворень сплави, що містять менше 0,8% вуглецю, мають структуру фериту і перліту. При повільному охолодженні сплаву, що містить 0,8% С, при температурі 727° С в результаті одночасного випадання з аустеніту частинок фериту і цементиту утворюється евтектоід (перліт). Сталь, що містить 0,8% вуглецю, називають евтектоїдной, менше 0,8% вуглецю - доевтектоїдної, Більше 0,8% вуглецю - заевтектоідной.

 Мал. 1.41. Основні мікроструктури сталі й чавуну:а - Ферит; б - Доевтектичний чавун; в - Доевтектоїдних сталь; г - Заев-ТЕКТичний чавун; д- Евтектоїдна сталь; е - Сірий чавун; ж - Заевтектоідних сталь; з - Високо-випробувальний чавун з кулястим графітом; и - Ковкий чавун з пластівчастим графітом

правіше лінії SE знаходяться в рівновазі дві структурні составляющіе- аустенит і цементит (вторинний).

лінія ECF називається евтектичною, так як в будь-якій точці цієї лінії відбувається утворення евтектики.

Сплав (чавун), що містить 4,3% вуглецю, при температурі 1147 ° С переходить в тверде кристалічний стан з утворенням евтектики (ледебуріта - аустеніту + цементиту). Цей сплав називають евтектичним.

Чавун, що містить менше 4,3% вуглецю, називають до евтектичним, понад 4,3% вуглецю - заевтектичних.

У зоні нижче лінії ЄС сплав складається з аустеніту, вторинного цементиту і ледебуриту, в зоні нижче лінії CF - з первинного цементиту і ледебуриту.

лінія PSK відповідає температурі 727 ° С, при якій завершуються процеси вторинної кристалізації в сталях і чавунах. Всі структурні складові, отримані при температурах лінії РSK, Зберігаються при кімнатній температурі, і їх можна спостерігати під мікроскопом.

Описані зміни структури сплавів при охолодженні оборотні, тобто. Е. При нагріванні сплаву спостерігаються зворотні явища. Для вибору температурного режиму термічної обробки сталей і чавунів найбільш важливе значення мають лінії GS, ES, PSK, характеризують процеси вторинної кристалізації.

Розглянемо «сталевий» ділянку діаграми. Як приклад розглянемо найбільш характерні сплави: доевтектоїдної I, евтектоїдний II і заевтектоідний III (Рис. 1.42). При нагріванні від кімнатної температури до 727 ° С в сплаві I фазових перетворень не відбувається. При температурі 727 ° С перліт перетворюється на аустеніт (точка а). Таку температуру називають нижньої критичною точкою і позначають Ac1, а при охолодженні - Ar1. букви с и r вказують, чи відбуваються перетворення при нагріванні або охолодженні стали, а цифра 1 означає критичну точку на лінії PSK.

При подальшому нагріванні в сплаві I зерна фериту розчиняються в аустените. Розчинення закінчується в точці a1, Що лежить на лінії GS, Яку називають верхньої критичною точкою, і позначають при нагріванні Ac3, При охолодженні - Ar3. При нагріванні евтектоїдного сплаву II перліт в точці S (лінія PSK) при 727 ° Спревращается в аустеніт. критичні точки Ac1и Асз при цьому збігаються. При нагріванні сплаву III в точці b при 727 ° С перліт перетворюється на аустеніт (точка Ac1). Подальший нагрів викликає розчинення цементиту в аустеніт і в точці b1, лежить на лінії SE, цей процес закінчується. Цю точку позначають Acm.

Таким чином, критичні точки, що утворюють лінію PSK, позначаються Ac1 (При нагріванні) і Ar1 (При охолодженні), лінію GS- Ac3 (При нагріванні) і А (При охолодженні), лінії SE-Acm (При нагріванні) і Arm (При охолодженні).

1/9

Стали, застосовувані для деталей машин, приладів і відповідальних конструкцій, називаються конструкційними. Ці стали повинні володіти хорошим комплексом механічних властивостей (високими міцністю, пластичністю і в'язкістю) і мати хороші технологічні властивості (різанням і тиском, зварюваність і т. Д.). Сталь, що містить деяку кількість постійних домішок (марганцю до 0,7%, кремнію до 0,4%, сірки до 0,06%, фосфору до 0,07%) і гази, в якій вуглець робить основний вплив на властивості, називається вуглецевої.

Вуглець робить основний вплив на властивості стали. Вплив вуглецю на механічні властивості відпалених сталей показано на рис. 1.43.

Зі збільшенням вмісту вуглецю в стали підвищуються її твердість і міцність, зменшуються пластичність і в'язкість.

Гази (кисень, азот і водень) присутні в сталі у вигляді неметалічних включень або розташовуються в раковинах і тріщинах.

Сталь є основним матеріалом, широко використовуваним в машино- і приладобудуванні, будівництві і для виготовлення інструментів. Стали класифікують за такими ознаками:

? хімічним складом,

? призначенням,

? якості і

? ступеня розкислення.

За хімічним складом розрізняють стали вуглецеві і леговані. вуглецеві стали за змістом в них вуглецю підрозділяють на низьковуглецеві (до 0,25% С), середньо-вуглецеві (0,25 ... ... 0,6% С) і високовуглецеві (більше 0,6% С).

легованої називають сталь, до складу якої крім вуглецю додатково вводять елементи для додання стали тих чи інших властивостей.

За призначенням стали ділять на конструкційні, інструментальні і з особливими фізичними та хімічними властивостями - спеціальні. До останніх відносять нержавіючі, жароміцні, жаростійкі, теплоустой-чівие, електротехнічні та ін.

За якістю стали класифікують на сталі звичайної якості, якісні, високоякісні і особливо високоякісні. Різниця між ними - в кількості шкідливих домішок (сірки і фосфору) і неметалічних включень.

Стали звичайного якості містять до 0,06% S і 0,07% Р, якісні-до 0,035% S і 0,035% Р, висококачественние- не більше 0,025% S і 0,025% Р, а особливо висококачественние- не більше 0,015% S і 0,025% Р.

марки вуглецевої сталі звичайної якості по ГОСТ 380-94 позначаються буквами і цифрами, наприклад Ст 0, ..., ст 6. букви ст позначають сталь, цифри від 0 до 6-умовний номер марки залежно від хімічного складу і механічних властивостей. Чим більше число, тим більше вміст вуглецю в стали, вище міцність і нижче пластичність.

ступінь розкислення позначається індексами, що стоять праворуч від номера марки: кп-кіпящая, пс- Полуспокойная, сп - Спокійна. Наприклад, сталь Ст1кп - Сталь кипляча; СтЗсп - Сталь спокійна; Ст5пс-сталь полуспокойная і т. д.

К вуглецевих якісним конструкційних сталей пред'являються підвищені вимоги по хімічному складу і механічних властивостей. Залежно від ступеня розкислення стали можуть бути спокійними (сп) Або киплять (кп). Вуглецеві якісні конструкційні стали по ГОСТ 1050-88 позначають двозначними цифрами, що показують середній вміст вуглецю, виражене в сотих частках відсотка. наприклад, сталь 35 містить 0,32 ... 0,40% С.

Всі вуглецеві якісніше конструкційні стали можна умовно розділити на кілька груп.

вуглецеві якісні стали 05кп, 08, 08кп, 10, 10кп (Без термічної обробки) добре штампуються внаслідок їх високої пластичності, а також добре зварюються через малого змісту вуглецю. Вони використовуються для виробництва малонавантажених деталей машин (кріпильні вироби та ін.) І зварних конструкцій.

Стали 15, 20, 25, Складові другу групу низьковуглецевих сталей, добре зварюються і обробляються різанням. Вони використовуються для виготовлення невідповідальних деталей машин (без термічної обробки або в нормалізованому стані), а також деталей з підвищеною зносостійкістю (після цементації і відповідної термічної обробки), але не піддаються високим навантаженням. Прикладами цементованих деталей машин є кулачкові валики, кронштейни, пальці ресор і ін.

Найзначнішою є група середньовуглецевих сталей 30, 35, 40, 45, 50, Що піддаються термічній обробці. Слід зазначити їх малу прокаливаемость. Ці стали добре обробляються на металорізальних верстатах в відпаленого стані. Сприятливі поєднання міцності і пластичних властивостей дозволяють застосовувати ці стали при виготовленні відповідальних деталей машин (шпинделі, розподільні вали і ін.). високовуглецеві стали 60, 65, 70, 75, 80 і 85 піддаються різним видам термічної обробки, в результаті чого вони отримують високу міцність, зносостійкість і пружні властивості. З них роблять деталі типу пружин, ресор, прокатних валків, замкових шайб і ін.

Марки і хімічний склад сталей звичайної якості і якісних вуглецевих сталей наведені в табл. 3.1 і 3.2.

Вуглецеві інструментальні сталі маркують таким чином: попереду ставлять букву У, Потім цифру, яка вказує середній вміст вуглецю в десятих частках відсотка, наприклад сталь марки У12 містить в середньому 1,2% С. Для позначення високоякісних сталей в кінці марки ставиться буква А, А особливо високоякісних сталей (виплавлених, наприклад, методом електрошлакової переплавки з вакуумируют-ням) -буква Ш. У марках деяких спеціальних сталей буква попереду позначення вказує на призначення:

- А-автоматная сталь (АЗ0), Р-бистрорежущая сталь (Р12), Ш-шарікоподшіпніковая (ШХ15), Э-електротехнічні і т. д.

Для поліпшення обробки різанням застосовують вуглецеві так звані автоматні стали з підвищеним вмістом сірки (0,08 ... 0,3%) і фосфору (0,06%). Автоматні стали маркуютьлітерою А і цифрами, що вказують на середній вміст вуглецю в сотих частках відсотка. Найбільше застосування отримали стали А12, А20, А30. Так, зі сталі А12 виготовляють гвинти, болти, гайки і різні дрібні деталі складної конфігурації, а стали А20, АЗ0 використовують для виготовлення відповідальних деталей, що працюють в умовах підвищених напруг. На обробці автоматичних сталей при підвищених і середніх швидкостях різання позитивно позначається микролегирование, свинцем, кальцієм, селеном і телуром. Легування стали свинцем (0,15 ... 0,3%) підвищує швидкість різання в 1,5 ... 2 рази.

Чавуни. У машинобудуванні більше 70% всіх виливків по масі отримують з чавунів - залізовуглецевих сплавів з вмістом вуглецю понад 2, 14%.

Залежно від стану вуглецю чавуни ділять на білі, сірі, високоміцні і ковкі.

У білих чавунах весь вуглець знаходиться в хімічно зв'язаному стані у вигляді карбіду заліза, тому вони відрізняються високою твердістю, крихкістю і практично не піддаються обробці різанням. Білий чавун не знаходить застосування як конструкційний матеріал. Зазвичай доевтектичні білі чавуни після спеціальної термічної обробки перетворюються в ковкие чавуни, а заевтектичних йдуть в переплавку.

Для виготовлення труться виробів (прокатні валки, колеса, кулі для млинів і т. Д.) Застосовують так звані вибілені чавуни, в яких поверхневі шари мають структуру білого, а серцевина - сірого чавуну. Висока твердість поверхні вибіленого чавуну (НВ 400 ... 500) забезпечує опірність зносу.

Залежно від форми виділень графіту розрізняють чавуни: сірі (пластинчаста форма графіту), ковкі (графіт в формі пластівців) і високоміцні (кулястий графіт).

У машинобудуванні використовуються головним чином сірі, високоміцні і ковкі чавуни.

Найбільш поширений і дешевий ливарний сплав - сірий чавун (СЧ), Високі ливарні властивості, якого дозволяють отримувати найрізноманітніші фасонні виливки. У сірих чавунах весь вуглець знаходиться у вільному стані у вигляді пластинчастого графіту. Наявність в структурі сірого чавуну включень графіту у вигляді пластинок визначає особливості його властивостей, пов'язані з низькою міцністю графіту. З одного боку, цей фактор розглядається як дефект, подібний внутрішнім тріщинах, які істотно знижують при розтягуванні міцність і пластичність сірих чавунів (відносне подовження менше 1%). Вплив цих дефектів при вигині і стиску значно менше, міцність чавунів при вигині в 1,5-2 рази вище, а міцність при стисненні в 3 ... 4 рази вище, ніж при розтягуванні. Внаслідок низької пластичності такі чавуни не використовуються для деталей машин, що працюють при ударних навантаженнях.

З іншого боку, графіт надає і корисну дію: він покращує оброблюваність різанням, ливарні властивості, зменшує чутливість до концентраторів напруг, гасить вібрації і резонансні коливання, грає роль мастила (завдяки чому сірі чавуни є хорошим антифрикційним матеріалом). Сірі чавуни мають високу жідкоте-кучесть, що дозволяє отримувати тонкостінні виливки (з товщиною стінки 3 ... 4 мм) і малу усадку (0,9 ... 1,3%). Ці чавуни можуть мати структуру, що складається з феритної основи і включень графіту (рис 1.44, в). Такі чавуни містять крім вуглецю домішки кремнію, марганцю і фосфору.

а Б В  Мал. 1.44. Структура сірих чавунів: а-перлітних;б-феррітно-перлітних (хЗ00;в - феритних (х100);

Зі зменшенням вмісту кремнію цементит, що знаходиться в складі перліту, частково розпадається, при цьому утворюється так звана ферритно-перлітною структура з включеннями графіту (рис. 1.44, б). При подальшому зниженні вмісту кремнію утворюється чавун з перлітною основою і з включеннями графіту (рис. 1.44, а).

Склад чавунів вибирається в залежності від необхідних властивостей (ГОСТ 1412-85) і товщини стінок виливків. Зміст вуглецю в сірих чавунах від 2,2 до 3,7%, а шкідливих домішок фосфору до 0,2%, сірки до 0,12%. Підвищення вмісту вуглецю призводить до збільшення жидкотекучести сплаву. Відливки з сірого чавуну повинні виготовлятися відповідно до вимог ГОСТ 1412-85, нормативно - технічної документації та кресленнями на конкретні виливки.

Позначення стандартних марок сірих чавунів складаються з літер СЧ (сірий чавун) і двох цифр, які відповідають середнім значенням тимчасового опору, кгс / мм2; наприклад, СЧ 10, СЧ 25, СЧ 40 і ін. (ГОСТ 1412-85).

Шляхом модифікування (в розплавлений чавун вводять до 0,6% модифікаторів-феросиліцію або силикокальция) підвищують міцності сірих чавунів за рахунок утворення більш дрібних графітних включень.

З сірих чавунів виготовляють деталі простої конфігурації (кришки, стійки, кожухи, шківи, ??кронштейни, зубчасті колеса, гальмівні барабани, станини верстатів, корпуси, колінчаті вали та ін.).

Відмінною особливістю іншого ливарного сплаву - високоміцного чавуну (ВЧ) Є наявність графіту кулястої форми, який як концентратор напружень в меншій мірі, ніж пластинчастий графіт в сірому чавуні, послаблює металеву основу і не робить на неї надрезивающего дії. Завдяки цьому високо-випробувальний чавун має добрі механічні властивості, зносостійкість, корозійну стійкість, теплостійкість, жаростійкість, холодостійкість і т. Д. Властивості такого чавуну визначаються його хімічним складом, металевою основою і можуть бути поліпшені термічною обробкою. високоміцний чавун виходить присадкою в рідкий сірий чавун добавок магнію, церію та деяких інших елементів. Під впливом добавок в чавуні утворюється кулястий графіт. Завдяки більш високим механічним властивостям вони можуть бути використані замість поковок і виливків з вуглецевої сталі для деталей машин, що працюють у важких умовах. Позначають високо-випробувальний чавун згідно ГОСТ 7293-85 буквами ВЧ, Потім слід цифра, яка вказує межа міцності чавуну при розтягуванні. наприклад, ВЧ45-високопрочний чавун з ?в = 450 МПа. На рис. 1.45, а показана мікроструктура високоміцного чавуну з кулястим графітом.

 Мал. 1.45. Структура чугу-нів:а - Високоміцного на ферито-перлітною основі (х 200);б - Ковкого на ферит-ної основі (х 100)

Жидкотекучесть високоміцного чавуну така ж, як у сірого, що дозволяє отримувати фасонні виливки з товщиною стінок 3 ... 4 мм. Він використовується замість литих сталевих заготовок, однак висока усадка (1,25 ... 1,7%) викликає необхідність створення умов спрямованої кристалізації для попередження утворення усадочних раковин і пористості.

Склад високоміцного чавуну, як і сірого, вибирається до залежності від необхідних властивостей і товщини виливків. За змістом вуглецю він майже не відрізняється від останніх (від 2,7 до 3,8%), але вміст шкідливих домішок є нижчим: сірки до 0,01 ... 0,1% і фосфору до 0,04 ... 0,10%. Позначення стандартних марок високоміцних чавунів складаються з літер ВЧ (високо-випробувальний чавун) і числа, відповідного тимчасового опору ?в, Кгс / мм2. (Наприклад, ВЧ 42; ВЧ45; ВЧ 100; ВЧ 120 та ін. ГОСТ 7293-85).

З високоміцного чавуну виготовляють колінчасті вали і поршні автомобільних і тракторних двигунів, шестерні, гальмівні диски, деталі прокатних станів, корпуси насосів, вентилі і т. Д. Деякі високоміцні чавуни використовуються в якості антифрикційного матеріалу в вузлах тертя з високими окружними швидкостями.

ковкий чавун отримують з білого чавуну шляхом тривалого нагрівання при високих температурах (отжиг, ловлення). В результаті виходить графіт пластівчасту форми (рис. 1.45, б).

Ковкий чавун за складом відрізняється від сірих і високоміцних. Вони мають більш низький вміст вуглецю (2,2 ... 2,9%) і, на відміну від сірих, володіють деякою пластичністю завдяки пластівчасту формі графіту. Насправді такий чавун не береться куванні. З нього, як і з сірого, виготовляються лише фасонні виливки для машинобудування масою від декількох грамів до 250 кг з товщиною стінок 3-50 мм. При цьому товщина стінок виливків не повинна перевищувати 40-50 мм, так як при більшій товщині після відпалу, замість пластівчастого, утворюється пластинчастий графіт.

При виробництві виливків з ковкого чавуну необхідно враховувати особливості його ливарних властивостей. Білий чавун, з якого отримують ковкий, порівняно з сірим чавуном має меншу вологотекучостю, більшою усадкою (1,6 ... 1,9), більшою схильністю до утворення тріщин. При затвердінні відливок в них виникають значні внутрішні напруги. Ливарні властивості ковкого чавуну зумовлюють і особливості отримання з нього виливків: в потовщених місцях виливків необхідно ставити живлять бобишки і холодильники, щоб виключити утворення усадочних раковин і пористості.

Ковкий чавун маркують буквами КЧ і цифрами (ГОСТ 1215-79). Перші дві цифри вказують межу міцності чавуну при розтягуванні, а другі - відносне подовження.

Ковкий чавун широко використовується в автомобільній, сільсько-господарської, текстильної та інших галузях машинобудування. З нього виготовляють деталі, що працюють при середніх і високих статичних і динамічних навантаженнях (підшипники, кронштейни, картери редукторів, поршні, маточини).

Широке застосування ковкого чавуну в машинобудуванні пов'язано з тим, що він дешевше стали, і має високу стійкість проти корозії.

За структурою металевої основи розрізняють ковкий чавун з феритної, феррітно- перлитной і перлітною структурою.

Позначення стандартних марок ковких чавунів аналогічні позначенням високоміцних і складаються з літер КЧ (ковкий чавун) і двох чисел: тимчасового опору, кг / мм2, І (через тире) відносного подовження,%; наприклад, КЧ 30-6, КЧ 15-6, КЧ 62-2 і ін. (ГОСТ 1259- 79).

При однаковій твердості міцність і пластичність чавунів у порівнянні зі сталевим литтям можуть змінюватися в таких пропорціях (табл. 1.3).

Таблиця 1.3

 матеріал виливків  НВ sв кгс / мм2  d,%  відносна вартість  
 СЧ
 ВЧ  1,1
 КЧ  1,2
 сталь  1,6 ... 1,8
                 

Виливки, призначені для роботи у вузлах тертя, які повинні володіти низьким коефіцієнтом тертя, виготовляються з антифрикційного-го чавуну (ГОСТ 1585- 85). У позначеннях стандартних марок таких чавунів ставиться буква А (Антифрикційний); наприклад, АЧС-2, АЧВ-1, АЧК-2 та ін.

Для виготовлення виливків застосовуються стали - сплави заліза з вуглецем (до 2%). Ливарні властивості сталей, особливо легованих, значно гірше, ніж чавунів: вологотекучість в два рази менше, усадка досягає значної величини (об'ємна до 7,5%, лінійна до 2,5%), т. Е. Приблизно в два рази перевищує усадку чавуну . У зв'язку з високою температурою заливки стали (1550-1650 ° С) висуваються додаткові вимоги до огнеупорности і термохімічної стійкості ливарної форми.

Внаслідок великої усадки стали і пригару формувальної суміші до виливків припуски на обробку різанням для сталевих виливків призначаються більше, ніж для чавунних. Для отримання необхідних механічних властивостей сталеві виливки піддаються термічній обробці (відпалу, нормалізації і ін.).

Ливарні стали. В даний час завдяки спільним успіхам в металознавстві і ливарному виробництві широко використовуються в машинобудуванні сталеві виливки, причому часто замість поковок і штамповок.

Відмінними рисами ливарних сталей є задовольни-тільні ливарні властивості - вологотекучість, заповнюваність, трещіноустой-тична (стійкість проти утворення гарячих тріщин). Задовільні ливарні властивості стали дозволяють отримувати складні фасонні, часто тонкостінні виливки без дефектів: незалівов, гарячих тріщин, усадочних вад.

Принципово важливою особливістю ливарних легованих сталей, є їх можливість забезпечувати високі характеристики механічних властивостей металу виливків без використання пластичної деформації металу. Леговані ливарні стали і без деформації здатні забезпечити досить високі властивості виливків. Хоча, безумовно, при пластичної деформації металу відбуваються суттєві якісні зміни литої структури: руйнуються дендрити, подрібнюються первинні зерна, руйнуються неметалеві включення в обсязі зерен, а також неметалеві прошарку на кордонах первинних зерен, усувається межкристаллитная пористість і суттєво зменшується хімічна (ліквационноє) неоднорідність ( рис. 1.46). Забезпечення мінімальної величини дендритних ліквації і структурної неоднорідності в ливарних сталях за рахунок оптимізації їх хімічного складу дозволяє отримувати у цих сталей високі значення не тільки міцних властивостей, але і пластичності і в'язкості без використання пластичної деформації, т. Е. В литому стані (після відповідної обробки ).

Мал. 1.46. Дендритна структура ливарної стали / Солнцев, с. 403 /:

а- Шліф з литою структурою; б - злам; в - Після осідання на 10%; г - після осідання на 40% (х 100)

Так як при затвердінні рідкої сталі переважно утворюються кристали складної форми - дендрити, то хімічна неоднорідність (сегрегація), що виникає в межах кожного дендрита, визначатиме хімічну і відповідно структурну неоднорідність всього обсягу затвердевающего металу в литві.

Істотний вплив на розвиток процесів ліквації в відливання роблять наступні фактори: температура і інтервал затвердіння стали, дифузійна здатність входять до складу стали елементів, теплоємність і теплопровідність стали, поверхневий натяг і в'язкість стали. З огляду на це, в ливарному металознавстві особлива увага приділяється формуванню первинної структури металу виливків, т. е. тієї структури, яку мають виливки після первинної кристалізації і повного затвердіння металу. Основним завданням при цьому є забезпечення умов для зменшення до мінімуму хімічної неоднорідності металу в процесі його кристалізації з рідкого стану. В цьому випадку можна звести до мінімуму їх шкідливий вплив на пластичність і в'язкість ливарних сталей.




Механічні властивості | Стаціонарні прилади для вимірювання твердості вдавленням при статичному навантаженні | Поняття про конструкційної міцності металів | Дефекти кристалічної будови | Основні типи діаграм стану | Види термічної обробки і їх класифікація | Перетворення в сталі при нагріванні | Види відпалу і нормалізація | Загартування і відпустку стали | Термомеханічна обробка стали |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати