|
Виды чугунов, их применение и маркировка
Выплавленный в доменных печах чугун в зависимости от вида содержащегося углерода делится на белый (передельный) и серый (литейный). Белым (передельным) называется чугун, в котором углерод находится в виде цементита. Он имеет в изломе белый цвет (поэтому его называют белым), обладает высокой твердостью и хрупкостью, не поддается механической обработке. Белый чугун составляет около 80 % всех выплавляемых чугунов и идет в основном для переделки в сталь. Серым (литейным) называется чугун, в котором углерод находится в виде пластинчатого графита. Он имеет в изломе серый цвет (поэтому его называют серым), обладает меньшей твердостью и хрупкостью, чем белый чугун, поддается механической обработке. Серый чугун хорошо сопротивляется сжимающим нагрузкам, нечувствителен к поверхностным дефектам и удовлетво-рительно сопротивляется усталостному разрушению, но из-за низкой пластичности и ударной вязкости его использование в качестве конструкционного материала ограничено. Различают следующие марки серого чугуна: СЧ 10, СЧ 15, СЧ 18, СЧ 20, СЧ 24, СЧ 25, СЧ 30,СЧ 35. Буквы СЧ в марке обозначают серый чугун, двузначная цифра соответствует пределу прочности при растяжении σв (МПа). Например, марка СЧ 18 показывает, что чугун этой марки имеет σв = 176 МПа. Разновидностью серого чугуна является ковкий чугун. Это условное название более мягкого и вязкого чугуна, чем серый, получаемого из белого чугуна в результате длительного отжига. Существуют следующие марки ковкого чугуна по КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10, КЧ 37-12, КЧ 45-6, КЧ 50-4, КЧ 56-4, КЧ 60-3, КЧ 63-2. Буквы КЧ в марке означают сокращенное название ковкий чугун, две первые цифры — предел прочности на растяжение (МПа), одна или две последние цифры — относительное удлинение (%). Ковкий чугун обладает хорошими механическими свойствами и высокой стойкостью к коррозии. В судостроении из него изготовляют малонапряженные детали судового оборудования, дельные вещи и арматуру (детали клапанов и задвижек, иллюминаторы, дверные ручки и т. п.). Модифицированный чугун получают путем введения в жидкий серый чугун перед разливкой специальных элементов, называемых модификаторами, например, алюминия, кремния, кальция и др. Они увеличивают количество центров кристаллизации и, следовательно, измельчают графит. Поэтому модифицированный чугун имеет повышенную прочность, лучшую стойкость против образования трещин и меньшую хрупкость, чем обычные серые. Все высшие марки серого чугуна получают методом модифицирования. Высокопрочным называется серый чугун, содержащий шаровидный графит. Его получают введением в серый чугун магния, церия и висмута. Добавка их в расплавленный серый чугун, содержащий пластинчатый графит, превращает его в шаровидный. Высокопрочный чугун имеет более высокие механические свойства, чем обычный серый, модифици-рованный и ковкий чугуны, а также среднеуглеродистая сталь. В настоящее время выплавляют 10 марок высокопрочного чугуна ВЧ 38, ВЧ 42, ВЧ 45, ВЧ 50, ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ 100 и ВЧ 120. Буквы ВЧ обозначают высокопрочный чугун. Цифры — предел прочности на растяжение σв (МПа). Например, ВЧ 42, показывает, что он имеет σв=412 МПа. В судостроении высокопрочные чугуны широко применяют вместо ковкого чугуна и среднеуглеродистой стали. Из них изготовляют различные судовые устройства, механизмы, дельные вещи и т. д. Наиболее распространен магниевый чугун, обладающий высокими механическими свойствами, что позволяет использовать его вместо ковкого чугуна при изготовлении ответственных деталей машин: коленчатых валов, картеров, шатунов и т.п., а также грузовых, зачистных, обогревающих и охлаждающих трубопроводов, дейдвудных труб, винтов регулируемого шага (ВРШ) и т. п. Легированные чугуны
Легированными называют чугуны, в которые введены легирующие (облагораживающие) примеси, например, хром, ванадий, молибден, никель, титан и др. Легирующие элементы повышают прочность, твердость, износостойкость, коррозион-ную стойкость и другие механические, технологические и химические свойства чугунов. Все легированные чугуны в зависимости от суммарного содержания легирующих элементов делятся на:
Ø низколегированные (до 2,5 % легирующих элементов); Ø среднелегированные (от 2,5 до 10 %); Ø высоколегированные (свыше 10 %).
Разновидность легированных чугунов имеют разные марки. Входящие в марку легирующие элементы обозначают буквами: Н — никель; X — хром; М — молибден; Т — титан; К — кобальт; В — вольфрам; Б — ниобий; Г — марганец; С — кремний; Ф — ванадий; Ю — алюминий; Д — медь.
Цифры, стоящие после букв, указывают среднее содержание легирующих элементов в процентах. Если цифры нет, то данного легирующего элемента содержится около 1 %. Например, марка ЧН15Д7Х означает, что это высоколегированный чугун, в котором содержится 15 % никеля, 7 % меди и около 1 % хрома. Изготовление легированных чугунов, обладающих рядом ценных свойств, относительно недорого и поэтому область их применения непрерывно расширяется. В зависимости от свойств легированные чугуны делятся на износостойкие, коррозионно-стойкие (нержавеющие), жаро-стойкие и др. Износостойкими называют чугуны, обладающие высоким сопротивлением износу (истиранию), которое возникает при трении поверхностей, находящихся под нагрузкой. К износостойким чугунам относятся антифрикционные и фрикционные чугуны. Антифрикционными называются износостойкие чугуны, обладающие низким коэффициентом трения. Из них изготовляют детали, работающие в условиях трения скольжения: подшипники скольжения, их вкладыши, грундбуксы, сальники и другие подобные детали. Антифрикционные чугуны имеют марки АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-5, АЧС-6, АЧК-1, АЧК-2, АЧВ-1, АЧВ-2. Буквы АЧ означают антифрикционный чугун, а буквы С, К и В — базовый чугун (серый, ковкий и высокопрочный), на основе которого он получен, цифра — условный номер. Кроме перечисленных марок применяют специальный антифрикционный пористый чугун марки АПЧ, получаемый введением в расплавленный чугун при его выплавке свинца, фосфора и углекислого калия (поташа). В результате затвердевший чугун становится пористым, что улучшает его антифрикционные свойства. В качестве антифрикционных чугунов применяют также медистый чугун марок ЧМ-1,3, ЧМ-1,8 и др., в которых цифра указывает на содержание меди в процентах. Эти чугуны имеют хорошие антифрикционные свойства и выдерживают большие нагрузки. Фрикционными называются износостойкие чугуны, имеющие высокий коэффициент трения. Из них делают тормозные устройства различных механизмов. Все большее распространение в судостроении получают коррозионно-стойкие чугуны, так как даже обычные чугуны обладают более высокой коррозионной стойкостью в атмосфере и морской воде, чем углеродистые стали. Вводя в чугун более 12 % хрома и снижая содержание углерода, получают нержавеющий чугун. Высокой коррозионной стойкостью в агрессивных средах, стойкостью к кавитации и износу в пароводяных средах обладают коррозионно-стойкие чугуны марок ЧНХТ, ЧН1ХМД, ЧН15Д7Х2 и др. Жаростойкими называются чугуны, стойкие против окисления и сохраняющие механические свойства при высоких температурах нагрева. Их марки: ЧХ16, ЧХ28П, ЧС5, ЧС5Ш, ЧЮХШ, ЧЮ7Х2, ЧЮ6С5, ЧЮ22Ш, ЧЮЗО и др. Многие высоколегированные жаростойкие чугуны являются одновременно и коррозионно-стойкими. Детали, работающие при высокой температуре без больших нагрузок, выгоднее изготовлять из жаростойких чугунов, чем из жаростойких сталей, так как стоимость их меньше. Стали Классификация сталей Стали, применяемые в промышленности, делят по химическому составу, назначению, качеству, степени раскисления, структуре и другим признакам (рис. 8). По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные. Углеродистые стали — сплавы железа с углеродом (при содержании углерода до 2,14 %), в которых содержатся также постоянные примеси марганца, кремния, серы и фосфора. С увеличением содержания углерода твердость, прочность и упругость стали повышаются, но пластичность, вязкость, обрабатываемость и свариваемость понижаются. Различают низкоуглеродистые (до 0,25 % углерода), среднеуглеродистые (от 0,25 до 0,6 % углерода) и высокоуглеродистые стали (свыше 0,6 % углерода). Кремний (до 0,5 %) и марганец (до 0,7 %) не оказывают существенного влияния на свойства стали. Сера вызывает красноломкость, т.е. хрупкость стали при высоких температурах, а фосфор — хладноломкость, т.е. хрупкость стали при пониженных температурах. Кроме того, сера понижает пластичность и прочность стали, коррозионную стойкость и износостойкость. Рис. 8. Классификация стали по основным признакам
Легированные стали — сплавы железа с углеродом (при содержании углерода до 2,14 %), в которые введены специальные добавки (легирующие элементы) для придания определенных свойств, например, хром, никель, титан, молибден, вольфрам, кобальт, ниобий, ванадий, алюминий, медь и другие элементы. Марганец (при содержании более 1 %) и кремний (при содержании более 0,8 %) также являются легирующими элементами. Для легирующих элементов, вводимых в сталь, приняты следующие буквенные обозначения: А — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец; Д — медь; Е — селен; К — кобальт; Л — бериллий; М — молибден; Н — никель; П — фосфор; Р — бор; С — кремний; Т — титан; Ф — ванадий; X — хром; Ц — цирконий; Ю — алюминий. Легирующие элементы оказывают различное влияние на свойства стали. Хром — один из основных легирующих элементов. Он повышает прочность, твердость, коррозионную стойкость стали, а при повышенном содержании делает сталь нержавеющей, жаропрочной и обеспечивает стойкость магнитных свойств. Никель придает стали высокую прочность, пластичность, коррозионную стойкость и ударную вязкость. Вольфрам увеличивает твердость и красностойкость стали. Молибден повышает прочность, упругость, красностойкость, окалиностойкость и коррозионную стойкость стали. Ниобий и медь улучшают коррозионную стойкость стали. Различают низколегированные стали (до 5 % легирующих элементов), среднелегированные (от 5 до 10 %) и высоколегированные (свыше 10 %). По назначению стали разделяют на конструкционные, инструментальные и специальные. Конструкционные стали применяют для изготовления строительных конструкций, деталей машин и механизмов, корпусов судов и т. п. Инструментальные стали предназначены для изготовления режущего, мерительного, штампового и другого инструмента. Специальные стали имеют особые свойства обрабатываемости, жаростойкости, коррозионной стойкости и т.п. Большинство специальных сталей применяют для изготовления конструкций, деталей машин и механизмов, имеющих специальное назначение. По качеству стали разделяют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особовысо-кокачественные. Под качеством стали понимают совокупность свойств, определяемых металлургическим процессом ее производства. Основным показателем качества служат нормы содержания вредных примесей (серы и фосфора). Стали обыкновенного качества содержат до 0,06 % серы и 0,07 % фосфора, качественные —не более 0,04 % серы и 0,035 % фосфора, высококачественные — не более 0,015 % серы и 0,025 % фосфора. По степени раскисления стали разделяют на кипящие, полуспокойные и спокойные. Углеродистые стали могут выплавляться кипящими, полуспокойными и спокойными, а легированные — только спокойными. По структуре стали в отложенном состоянии разделяют на шесть классов: Ø доэвтектоидные; Ø эвтектоидные; Ø заэвтёктоидные; Ø ледебуритные; Ø аустенитные; Ø ферритные. По структуре после нормализации стали, разделяют на четыре класса: перлитный, мартенситный, аустенитный и ферритный. Для постройки судов применяют сталь всех вышеперечисленных групп. Например, из конструкционной стали строят корпуса металлических судов, изготовляют дельные вещи, судовые устройства, судовое механическое оборудование и т. д. Из инструментальных сталей делают инструменты и приспособления, используемые при постройке судна, из специальных сталей — судовую арматуру, гребные винты, детали судовых двигателей, механизмы и приборы. Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор... ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между... Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем... ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|