Марки углеродистых сталей и их расшифровка – Практическая работа №2 Расшифровка марок углеродистых сталей. Свойства и применение углеродистых сталей.

Сталь-максимум: марки сталей.

Тип стали обозначается посредством маркировочных шифров, обладающих цифровыми, буквенными элементами. Маркировка – латинскими или кириллическими буквами. Использование знаков зависит от страны, создающей перечень по своим стандартам. Наиболее распространенными являются русские, английские, японские, немецкие аналоги определения. Марки стали имеют различия, которые заключаются в их обозначениях (условных), сырье производится одинаковым способом.

Что подразумевается под маркой стали?

Обозначения указывают на различные факторы:

  1. Самая общая маркировка ‒ по химическим элементам, которые собой составляют сплав стали;
  2. Важное обозначение ‒ по способу раскисления;
  3. Подклассы п. 1 разделяют сплавы железа с конкретным количеством углерода ‒ процентное содержание веществ;
  4. Предназначение;
  5. Уровень качества сплавов.

Расшифровка марки стали приведена в таблице ‒ в отечественной системе оперируют такими указаниями:

Установлена степень раскисления конструкционных сталей трех видов. Спокойный тип означает, что материал обладает высоким уровнем содержания кремния, выступающего раскислителем – от 0,12%. Стали этого вида однородны, хорошо свариваются, лучше сопротивляются хрупкому разрушению, подлежат использованию в агрессивных средах.

Металлопрокат используется для монтирования прочных конструкций, подвергающихся постоянным нагрузкам. Кипящий тип, наоборот, включает в состав не более 0,07% этого элемента, его слитки менее однородны, больше засорены газами.

Полуспокойные марки находятся между двумя крайними типами сталей, сочетают полезные качества обоих видов. Маркировка конструкционного металла выглядит, например, как Ст5сп, где Ст – сталь, 5 – содержание углерода (десятые доли), сп – «спокойная» (также используются сокращения кп, пс, то есть кипящая, полуспокойная соответственно).

С помощью добавления редкоземельных металлов достигается повышение стойкости к коррозийному растрескиванию. Сталь 20ЮЧ улучшается посредством церия, упрочивается небольшим количеством ванадия. Из нее делают трубопроводную арматуру, трубы, корпуса для эксплуатации в условиях высокого содержания углекислого газа, сероводорода, выдерживает температуры от +475 до -40 градусов.

Классификация сталей

Остальные три пункта относятся к классификации материала. Среди нелегированных сталей выделяют различные качественные типы, такие как, 20 сталь или 45 сталь. Цифры 20, 30, 40, 50 определяют среднее допустимое количество углерода (0,20%, 0,30%, 0,40%. 0,50%). Существуют более сложные маркировки, например, 09г2с. Она расшифровывается как содержащая 0,09% углерода (цифра стоит до букв), «Г» указывает на присутствие марганца, цифра 2 расшифровывает процентное содержание этого металла – до 2%. С в конце – кремний, буква не дополняется цифровыми значениями, поэтому его менее 1%. Легирующих добавок оказывается около 2,5%, значит, сталь низколегированная.

По тому же принципу сталь 12Х18Н10Т определяется как криогенная конструкционная, включающая хром (18%), никель (10%), титан (максимум до 1,5%). Начальная цифра маркировки относится к углероду. Указание «12» показывает, что углерода в сплаве 0,12%. Этот факт определяет аустенитную (коррозийностойкую) природу получаемого материала. Марка 12Х18Н10Т является аналогом нержавеющей стали AISI 321.

Конструкционные стали производятся не только криогенными, но жаропрочными (14Х17Н2), жаростойкими (20Х25Н20С2). Среди них сталей отдельно выделяют рессорно-пружинную, к примеру, 65Г сталь, упрочиваемая за счет марганца.

Следующий подтип – инструментальные стали, используемые для изготовления различных деталей, инструментов. Например, 4Х5МФС называется штамповой, из нее изготавливают прессовые, молотовые вставки, мелкие молотовые штампы, остальные подобные изделия. Материалы штамповочного назначения производят множества типов, зависящих от процентного соотношения добавок. 5ХНМ сталь отличается от предидущей ‒ сочетанием хрома, никеля, марганца, обеспечивающих высокую прочность, отличную устойчивость к коррозийному воздействию. Поэтому данный тип применяется при производстве пневматических молотов с внушительной массой падающих частей (более 3 т).

Отдельно выделяются легированные стали, особенно марка 13ХФА. Это конструкционный материал, содержащий хром, ванадий, азот. От стали 14Х17Н2 отличается количеством углерода, содержанием в сплаве элементов, находящихся на уровне не превышающем 1%, поэтому цифры за буквами Х, Ф, А не ставят. По аналогии 20Х сталь и марки с отличающимися цифровыми показателями (10, 30, 40, 45, 50) являются легированными. Начальная цифра указывает ограничное количество углерода, следующая буква – основной легирующий элемент. Хромистые стали подобного типа используют под изготовление мелких, крупных деталей (муфты, поршни, проч.). 40х сталь за счет увеличения количества углерода отличается только предназначением: средние скорости, умеренное давление.

Чем больше легирующих веществ, тем больше полезных качеств приобретает сплав. Хромокремнемарганцевая сталь из данного ряда, определяемая маркировкой 30ХГСА, является весьма популярной. Марка характеризуется высоким сопротивлением к химическим, механическим нагрузкам. Содержание серы, фосфора не желательно этим материалам, их количество не должно превышать 0,03%. Поэтому окнчанием подобных маркировок делают букву «А» ‒ показатель дополнительного качества (например, 38ХН3МА).

Легированные марки изготовляются инструментальными или конструкционными. Последние представляет 40ХН сталь и ее заменители (38ХГН, 50ХН и т.д.). Поставляются в виде сортового проката, листовой стали, стальных полос, шлифованных и калиброванных прутков. Их них изготавливают муфты, валы, болты, шпиндели, штоки, рычаги, то есть все нагруженные детали, подвергающиеся динамическим нагрузкам, влиянию вибрации.

stalmaximum.ru

2.3 Принцип маркировки углеродистых конструкционных сталей обыкновенного качества

В целом, принцип маркировки таких сталей выглядит следующим образом:

[прописная Буква] Ст Цифра [две строчные буквы] [Цифра].

Примечание: здесь и далее элементы принципа маркировки, заключенные в квадратные скобки, являются необязательными.

В начале маркировки может стоять прописная буква, но может ее не быть. Такая буква указывает на группу стали, которая, в свою очередь, указывает на характер поставки стали с металлургического завода на машиностроительный. Стандартом предусмотрено три группы сталей: А, Б, В. При этом, стали группы А поставляются только по механическим свойствам, стали группы Б – только по химическому составу, а стали группы В – одновременно и по механическим свойствам, и по химическому составу.

Примечание к этому элементу: если сталь группы А, то эта буква в марке не ставится.

Символ Ст указывает на принадлежность к материалу – сталь.

Цифра, стоящая за символом Ст, указывает на порядковый номер стали. Стандартом рекомендован ряд от 1 до 6, включительно.

  • Возможные две строчные буквы, стоящие после порядкового номера, указывают на степень раскисления стали, или, иными словами, дают качественную характеристику количества в стали закиси железа.

Рисунок 10 – Изменение свойств сталей в зависимости от концентрации углерода

Здесь возможны три варианта:

  • кп – кипящая сталь; раскисление не проводилось и в стали много закиси железа;

  • сп – спокойная сталь; раскисление проведено полностью и закись железа отсутствует;

пс – полуспокойная сталь; раскисление проводилось, но до конца доведено не было; в стали остаточное количество закиси железа.

Примечание к этому элементу: если сталь спокойная, буквы «сп» в марке, как правило, не ставятся

Возможная цифра, стоящая после степени раскисления, указывает на категорию стали, или, другими словами, на количество контролируемых в стали параметров. Здесь стандартом предусматривается ряд от 1 до 6, включительно. При этом, если категория стали первая, то эта цифра в марке не ставится.

Рассмотрим несколько примеров по расшифровке марки стали. Пример 1.Расшифровать марку Ст3.

Это сталь углеродистая, конструкционная, обыкновенного качества. Сталь группы А, с порядковым номером 3, спокойная, 1-ой категории.

Пример 2. Расшифровать марку БСт4кп2.

Это сталь углеродистая, конструкционная, обыкновенного качества. Сталь группы Б, с порядковым номером 4, кипящая, 2-ой категории.

Пример 3. Расшифровать марку ВСт6пс4.

Это сталь углеродистая, конструкционная, обыкновенного качества. Сталь группы В, с порядковым номером 6, полуспокойная,

4-ой категории.

2.4 Принцип маркировки углеродистых конструкционных качественных сталей

В целом, принцип маркировки таких сталей выглядит следующим образом:

Двухзначная цифра [две строчные буквы] [Г] [Л].

Двухзначная цифра, стоящая в начале марки, указывает на среднюю концентрацию углерода в сотых долях процента.

Две строчные буквы указывают на степень раскисления стали точно так же, как и в сталях обыкновенного качества.

Если в марке стоит прописная буква Г, она говорит об увеличенной концентрации марганца, т.е. марганца в таких сталях от 0,8 до 1 %; если такой буквы в марке нет, это указывает на нормальную концентрацию марганца, т.е. от 0,5 до 0,8 %.

Если в марке стоит прописная буква Л, она говорит о том, что данная сталь литейная, т.е. заготовки из такой стали получают методом литья; если этой буквы в марке нет, это указывает на то, что сталь деформируемая, т.е. заготовки получают методом обработки давлением.

Пример 1. Расшифровать марку 08кп.

Это сталь углеродистая, конструкционная, качественная. Сталь содержит 0,08 % углерода, она кипящая, с нормальным марганцем, деформируемая.

Пример 2. Расшифровать марку 20Л.

Это сталь углеродистая, конструкционная, качественная. Сталь содержит 0,2 % углерода, она спокойная, с нормальным марганцем, литейная.

Пример 3. Расшифровать марку 65Г.

Это сталь углеродистая, конструкционная, качественная. Сталь содержит 0,65 % углерода, она спокойная, с повышенным марганцем, деформируемая.

studfiles.net

Маркировка углеродистых сталей



Обратная связь

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса - ваш вокал


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

По назначению и качеству углеродистые стали классифицируются следующим образом:

1. Стали конструкционные углеродистые обыкновенного качества содержат вредных примесей: серы до 0,05 %, а фосфора до 0,04 % (ГОСТ 380-94). Эти стали маркируются Ст0, Ст1кп, Ст1пс, Ст1сп и т.д. до Cт6 (табл. 1). Если после марки стоят буквы "кп" - это означает, что сталь кипящая, полностью нераскисленная (раскисляют только ферромарганцем). Если "сп" – сталь спокойная, получаемая полным раскисленнем (раскисляют ферромарганцем, ферросилицием и алюминием). Если "пс" – сталь полуспокойная промежуточного типа. Стали углеродистые обыкновенного качества широко применяются в строительстве. Из ряда марок изготавливают детали машиностроения. В судостроении применяются как корпусные, для малоответственных конструкций, деталей машин, механизмов и устройств судов и плавсредств всех типов.

Стали конструкционные углеродистые качественные (ГОСТ 1050-88).

К сталям этой группы предъявляют более высокие требования относительно состава: меньшее содержание серы (менее 0,04 %) и фосфора (менее 0,035 %). Они маркируются двузначными цифрами, обозначающими среднюю массовую долю углерода в стали в сотых долях процента (табл. 2). Например, сталь 30 – углеродистая конструкционная качественная сталь со средней массовой долей углерода 0,3 %. Качественные конструкционные углеродистые стали широко применяются во всех отраслях машиностроения и в судостроении в частности.

Низкоуглеродистые стали (08, 10, 15, 20, 25) обладают высокой пластичностью, но низкой прочностью. Стали 08, 10 используют для изготовления деталей холодной штамповкой и высадкой (трубки, колпачки и т.п.). Стали 15, 20, 25 применяют для цементируемых и цианируемых деталей (втулки, валики, пальцы п т.и.), работающих на износ и не испытывающих высоких нагрузок. Низкоуглеродистые качественные стали используют и для ответственных сварных конструкций.

Среднеуглеродистые стали (30, 35, 40, 45, 50), обладающие после термической обработки хорошим комплексом механических свойств, применяются для изготовления деталей повышенной прочности (распределительных валов, шпинделей, штоков, плунжеров, осей, зубчатых колес и т.п.).

Высокоуглеродистые стали (55, 60) обладают более высокий прочностью, износостойкостью и упругими свойствами; применяются для деталей работающих в условиях трения при наличии высоких статических и вибрационных нагрузок. Из этих сталей изготавливают прокатные валки, шпиндели, диски сцепления, регулировочные шайбы и т.п.

Стали углеродистые инструментальные качественные и высококачественные (ГОСТ 1435-90).

Эти стали маркируются буквой У и следующей за ней цифрой, показывающей среднюю массовую долю углерода в десятых долях процента (табл. 3). Например, сталь У10 – инструментальная углеродистая качественная сталь со средней массовой долей углерода 1 %. Если в конце марки стоит буква "А", это означает, что сталь высококачественная, т.е. содержит меньше вредных примесей (серы менее 0,018 % и фосфора менее 0,025 %). Для режущего инструмента (фрезы, зенкеры, сверла, ножовки, напильники и т.п.) обычно применяют заэвтектоидные стали (У10, У11, У12, У13). Деревообрабатывающий инструмент, зубила, отвертки, топоры и т. п. изготавливают из сталей У7 и У8.


Таблица 1

Химический состав углеродистых конструкционных сталей

обыкновенного качества по ГОСТ 380-94.

Марка стали Массовая доля элементов, %
C Mn Si
Ст0 Ст1кп Ст1пс Ст1сп Ст2кп Ст3пс Ст4сп Ст5сп Ст6пс < 0,23 0,06 – 0,12 0,06 – 0,12 0,06 – 0,12 0,09 – 0,15 0,14 – 0,22 0,18 – 0,27 0,28 – 0,37 0,38 – 0,49 – 0,25 – 0,50 0,25 – 0,50 0,25 – 0,50 0,25 – 0,50 0,30 – 0,65 0,40 – 0,70 0,50 – 0,80 0,50 – 0,80 – < 0,05 0,05 – 0,15 0,15 – 0,30 < 0,05 0,05 – 0,15 0,15 – 0,30 0,15 – 0,30 0,05 – 0,15

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Фазовая и структурная диаграммы Fe–Fe3С (рис. 1).

Расчет массовой доли углерода доэвтектоидной стали.

5. Схемы микроструктур углеродистых сталей: доэвтектоидной, эвтектоидной, заэвтектоидной, с указанием марки стали, ее химического состава и механических свойств, назначения стали.

6. Вывод.

Таблица 3

Химический состав углеродистых инструментальных

качественных и высококачественных сталей по ГОСТ 1435-90.

Марки стали Массовая доля элементов, %
C Si Mn S P
        Не более
У7; У7А У8; У8А У9; У9А У10; У10А У11; У11А У12; У12А У13; У13А 0,65 – 0,74 0,75 – 0,84 0,85 – 0,94 0,95 – 1,04 1,05 – 1,14 1,15 – 1,24 1,25 – 1,35 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,17 – 0,33 0,028; 0.018 0,028; 0.018 0,028; 0.018 0,028; 0.018 0,028; 0.018 0,028; 0.018 0,028; 0.018 0,030; 0,025 0,030; 0,025 0,030; 0,025 0,030; 0,025 0,030; 0,025 0,030; 0,025 0,030; 0,025
       

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Что такое сталь?

2. Компоненты углеродистых сталей.

3. Дать определение фаз углеродистых сталей ( феррита, цементита, аустенита).

4. Охарактеризовать механические свойства феррита и цементита.

5. Влияние массовой доли углерода на количественное соотношение фаз и механические свойства стали.

6. Что такое перлит?

7. Структурные составляющие углеродистых сталей и особенности их механических свойств.

8. Как маркируются конструкционные и инструментальные углеродистые стали?

9. Как подразделяются углеродистые стали по качеству?

МИКРОСТРУКТУРА ЧУГУНОВ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследовать металлографически микроструктуру белых и графитизированных чугунов. Изучить маркировку и практическое применение графитизированных чугунов.

ПРИБОРЫ И МАТЕРИАЛЫ

Металлографические микроскопы. Коллекция микрошлифов чугунов.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

К чугунам относятся сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14 %С (рис. 1).

Практическое применение находят чугуны с содержанием углерода до 4 – 4,5 %. При большем количестве углерода, механические свойства существенно ухудшаются.

Промышленные чугуны не являются двойными сплавами, а содержат кроме Fe и С, такие же примеси, как и углеродистые стали Мn, Si, S, P и др. Однако в чугунах этих примесей больше и их влияние иное, чем в сталях. Если весь имеющийся в чугуне углерод находится в химически связанном состоянии, в виде карбида железа (F3C - цементит), то такой чугун называется белым. Чугуны, в которых весь углерод или большая часть, находится в свободном состоянии в виде графитных включений той или иной формы, называются графитизированными.

Белые чугуны

Микроскопический анализ белых чугунов проводят, используя диаграмму состояния Fe – Fe3С (рис. l). Из-за присутствия большого количества цементита белый чугун обладает высокой твердостью (HB = 4500 – 5500 МПа), хрупок и практически не поддастся обработке резанием. Поэтому белый чугун имеет ограниченное применение, как конструкционный материал.

Обычной структурной составляющей белых чугунов является ледебурит. Ледебуритом называют смесь аустенита и цементита, образующуюся по эвтектической реакции при переохлаждении жидкости состава точки С (4,3 % углерода) ниже температуры 1147 °C.

эвтектика (ледебурит)

Чугун, содержащий 4,3 %С(точка С), называется белым эвтектическим чугуном. Левее точки С находятся доэвтектические, а правее - заэвтектические белые чугуны.

В доэвтектических белых чугунах из жидкой фазы кристаллизуется аустенит, затем эвтектика – ледебурит.

При охлаждении чугуна в интервале температур от 1147 °С до 727 °Саустенит обедняется углеродом, его состав изменяется по линии ЕS и выделяется вторичный цементит. При небольшом переохлаждении ниже 727 °Саутенит состава точки S по эвтектоидной реакции распадается на перлит (Ф + Ц)

Рис. 1. Структурная диаграмма состояния системы железо-цементит

(в упрощенном виде)

Вторичный цементит, выделяющийся по границам зерен аустенита, сливается с цементитом ледебурита. Под микроскопом трудно различить включения вторичного цементита.

Таким образом, при комнатной температуре в доэвтектических белых чугунах находятся три структурные составляющие – перлит, ледебурит и вторичный цементит (рис. 2).

Эвтектический белый чугун при комнатной температуре состоит из одной структурной составляющей – ледебурита. Последний, в свою очередь, состоит из перлита и цементита и называется ледебуритом превращенным.

В заэвтектических белых чугунах из жидкости кристаллизуется первичный цементит в виде плоских игл, затем образуется ледебурит.

 

Рис. 2. Микроструктура белых чугунов (слева схематическое изображение): а) доэвтектический; б) эвтектический; в) заэвтектический

При комнатной температуре эаэвтектический белый чугун содержит две структурные составляющие: первичный цементит и ледебурит.

Фазовый состав белых чугунов при комнатной температуре такой же, как в углеродистых сталях в равновесном состоянии, все они состоят из феррита и цементита.

Графитизированные чугуны.

В зависимости от формы графитных включений различают серые, высокопрочные, ковкие чугуны и чугуны с вермикулярным графитом.

Серые чугуны получают при меньшей скорости охлаждения отливок, чем белые. Они содержат 1 – 3 %Si – обладающего сильным графитизирующим действием.

Серый чугун широко применяется в машиностроении. Он хорошо обрабатывается режущим инструментом. Из него производят станины станков, блоки цилиндров, фундаментные рамы, цилиндровые втулки, поршни и т.д.

Серые чугуны маркируются буквами СЧ и далее следует величина предела прочности при растяжении (в кгс/мм2), например СЧ 15, CЧ 20, СЧ 35 (ГОСТ 1412-85).

Графит в сером чугуне наблюдается в виде темных включении на светлом фоне нетравленного шлифа. По нетравленному шлифу оценивают форму и дисперсность графита, от которых в сильной степени зависят механические свойства серого чугуна.

Серые чугуны подразделяют по микроструктуре металлической основы в зависимости от полноты графитизации. Степень или полноту графитизации оценивают по количеству свободно выделившегося (несвязанного) углерода.

Полнота графитизации зависит от многих факторов, из которых главными являются скорость охлаждения и состав сплава. При быстром охлаждении кинетически более выгодно образование цементита, а не графита. Чем медленнее охлаждение, тем больше степень графитизации. Кремний действует в ту же сторону, что и замедление охлаждения, т.е. способствует графитизации, а марганец – карбидообразующий элемент – затрудняет графитизацию.

Если графитизация в твердом состоянии прошла полностью, то чугун содержит две структурные составляющие – графит и феррит. Такой сплав называется серым чугуном на ферритной основе (рис. За). Если же эвтектоидный распад аустенита прошел в соответствии с метастабильной системой

эвтектоид (перлит)

то структура чугуна состоит из графита и перлита. Такой сплав называют серым чугуном на перлитной основе. Наконец, возможен промежуточный вариант, когда аустенит частично распадается по эвтектоидной реакции на феррит и графит, а частично с образованием перлита. В этом случае чугун содержит три структурные – графит, феррит и перлит. Такой сплав называют серым чугуном на феррито-перлитной основе.

Феррит и перлит в металлической основе чугуна имеют те же микроструктурные признаки, что и в сталях. Серые чугуны содержат повышенное количество фосфора, увеличивающего жидкотекучесть и дающего тройную эвтектику.

В металлической основе серого чугуна фосфидная эвтектика обнаруживается в виде светлых, хорошо очерченных участков.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом получают модифицированием серого чугуна щелочно-земельными элементами. Чаще для этого используют магний, вводя его в жидкий расплав в количестве 0,02 – 0,03 %. Под действием магния графит кристаллизуется в шаровидной форме (рис.3б). Шаровидные включения графита в металлической матрице не являются такими сильными концентраторами напряжений, как пластинки графита в сером чугуне. Чугуны с шаровидным графитом имеют более высокие механические свойства, не уступающие литой углеродистой стали.

Маркируют высокопрочный чугун буквами ВЧ и далее следуют величины предела прочности при растяжении (в кгс/мм2) ВЧ 40, ВЧ 45, ВЧ 80 (ГОСТ 7293-85). Так же, как и серые чугуны, они подразделяются по микроструктуре металлической основы в зависимости от полноты графитизации и бывают на ферритной, феррито-перлитной, перлитной основах. Высокопрочный чугун используется во многих областях техники взамен литой и кованой стали, серого и ковкого чугунов. Высокие механические свойства дают возможность широко применять его для производства отливок ответственного назначения, в том числе и в судовом машиностроении: головок цилиндров, турбокомпрессоров, напорных труб, коленчатых и распределительных валов и т.п.

Ковкий чугун получают путем отжига отливок из белого чугуна. Получение ковкого чугуна основано на том, что вместо неустойчивого цементита белого чугуна при повышенных температурах образуется графит отжига белого чугуна. Мелкие изделия сложной конфигурации, отлитые из белого чугуна, отжигают (получают ковкий чугун) для придания достаточной пластичности, необходимой при их использовании в работе. Ковкий чугун маркируют буквами КЧ и далее следуют величины предела прочности при растяжении (в кгс/мм2) и относительного удлинения (в %), например, КЧ 35-10, КЧ 60-3 (ГОСТ 1215-79).

Графитизация идет путем растворения метастабильного цементита в аустените и одновременного выделения из аустенита более стабильного графита. Чем больше время выдержки при отжиге и меньше скорость охлаждения, тем полнее проходит графитизация. В зависимости от графитизации встречаются те же три основные типа структур, что и в сером чугуне с пластинчатым графитом: ковкие чугуны на ферритной, феррито-перлитной и перлитной основах (рис. Зв). От серых (литейных) чугунов ковкие чугуны отличаются по микроструктуре только формой графита.

Если на шлифах (рис. За) серых чугунов графит имеет форму извилистых прожилок, то в ковких чугунах графит, называемый углеродом отжига, находится в форме более компактных хлопьевидных включении с рваными краями. Более компактная форма графита обеспечивает повышение механических свойств ковкого чугуна по сравнению с серым чугуном с пластинчатым графитом. Обладая механическими свойствами, близкими к литой стали и высокопрочному чугуну, высоким сопротивлением ударным нагрузкам, износостойкостью, обрабатываемостью резанием, ковкий чугун находит свое применение во многих отраслях промышленности. Из него изготавливают поршни, шестерни, шатуны, скобы, иллюминаторные кольца и др.

Чугуны с вермикулярным графитом получают как и высокопрочные чугуны модифицированием, только в расплав при этом вводится меньшее количество сфероидизирующих металлов. Маркируют чугуны с вермикулярным графитом буквами ЧВГ и далее следует цифра, обозначающая величину предела прочности при растяжении ( кгс/мм2), например, ЧВГ З0, ЧВГ 45 (ГОСТ 28394-89). Вермикулярный графит подобно пластинчатому графиту виден на металлографическом шлифе в форме прожилок, но они меньшего размера, утолщенные, с округлыми краями (рис. Зг). Микроструктура металлической основы ЧВГ также как у других графитизированных чугунов может быть ферритной, перлитной и феррито-перлитной.

По механическим свойствам чугуны с вермикулярным графитом превосходят серые чугуны и близки к высокопрочным чугунам, а демпфирующая способность и теплофизические свойства ЧВГ выше, чем у высокопрочных чугунов. Чугуны с вермикулярным графитом более технологичны, чем высокопрочные и соперничают с серыми чугунами. Для них характерны высокая жидкотекучесть, обрабатываемость резанием, малая усадка. Чугуны с вермикулярньм графитом широко используются в мировом и отечественном автомобилестроении, тракторостроении, судостроении, дизелестроении, энергетическом и металлургическом машиностроении для деталей, работающих при значительных механических нагрузках в условиях износа, гидрокавитации, переменном повышении температуры. Например, ЧВГ используется взамен СЧ для производства головок цилиндров крупных морских дизельных ДВС.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Фрагмент диаграммы Fе – Fe3C (2,14 – 6,67 %С).

4. Схемы микроструктур исследованных образцов c указанием их марок.

5. Выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие сплавы относятся к чугунам?

2. На какие группы подразделяют чугуны?

3. Какую диаграмму состояния используют при анализе микроструктуры белых чугунов?

4. Почему белый чугун имеет ограниченное использование?

5. Что называют ледебуритом?

6. Какой процесс протекает в белых чугунах при переохлаждении расплава ниже 1147 °С ?

7. Сколько углерода содержится в эвтектическом белом чугуне?

8. Сколько структурных составляющих можно увидеть при комнатной температуре в белом доэвтектическом чугуне?

9. Сколько структурных составляющих, можно увидеть при комнатной температуре в белом эвтектическом чугуне?

10. Сколько структурных составляющих можно увидеть при комнатной температуре в белом заэвтектическом чугуне?

11. Каким методом получают серые чугуны?

12. Каким методом получают ковкий чугун?

13. Каким методом получают высокопрочный чугун?

14. Каким методом получают чугун с вермикулярным графитом?

15. Как маркируются чугуны?

16. От каких факторов зависит степень графитизации?

17. Сколько структурных составляющих содержит чугун, если графитизация в твердом состоянии прошла полностью?

18. Чем отличаются микроструктуры графитизированных чугунов на одинаковой основе?

19. В чем сущность эвтектического превращения в чугунах?

 


megapredmet.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *