ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Структура, свойства и применение чугунаМикроструктура чугуна состоит из металлической основы и графитных включений. Свойства чугуна зависят от свойств металлической основы и характера включений графита. Металлическая основа может быть: перлитной, когда 0,8 % углерода находится в виде цементита, а остальной углерод в виде графита; феррито-перлитной, в которой количество углерода в виде цементита составляет менее 0,8 %; ферритной. Структура металлической основы определяет твердость чугуна. Рис. 1. Различные формы графита в чугуне: а — пластинчатый графит (серый чугун); 6— хлопьевидный (ковкий чугун); в — шаровидный (высокопрочный чугун) Графит в сером чугуне — пластинчатый; в ковком чугуне — хлопьевидный; в высокопрочном — шаровидный (рис. 1). По сравнению с металлической основой графит имеет низкую прочность, поэтому места его залегания можно считать нарушениями сплошности. Таким образом, чугун можно рассматривать как сталь, пронизанную включениями графита, ослабляющими его металлическую основу. В связи с этим серый чугун имеет низкие характеристики механических свойств (σв, δ, ψ) при испытаниях на растяжение. Включения графита играют роль концентраторов напряжений, поэтому работа удара близка к нулю. Вместе с тем твердость и прочность при испытаниях на сжатие, зависящие от свойств металлической основы, у серого чугуна достаточно высоки. Однако серый чугун с пластинчатой формой графита имеет и ряд преимуществ. Он позволяет получать дешевое литье, так как при низкой стоимости обладает хорошей жидкотекучестью и малой усадкой. Включения графита делают стружку ломкой, поэтому чугун легко обрабатывается резанием. Благодаря смазывающему действию графита чугун обладает хорошими антифрикционными свойствами, имеет высокие демпфирующие свойства, хорошо гасит вибрации и резонансные колебания. Серый чугун маркируется буквами СЧ и цифрами, характеризующими величину временного сопротивления при испытаниях на растяжение. Марки и механические свойства серых чугунов приведены в табл. 1. Таблица 1 Механические свойства и химический состав серых чугунов (ГОСТ 14120-85)
Из серых чугунов марок СЧ 10, СЧ 15 изготавливают малоответственные детали типа станин, корпусов клапанов и вентилей с толщиной стенки до 15 мм. Их используют в качестве вкладышей подшипников и сменных втулок на шейки валов свекломоек, для отдельных деталей пельменных и котлетных автоматов. Серые чугуны марок СЧ 20 и СЧ 25 применяют для более ответственных деталей с толщиной стенки до 30 мм, работающих в условиях трения. К ним относятся: шнеки и цилиндры волчков для мяса, шестерни и червячные колеса фаршемешалок, колодки жировых сепараторов. Чугуны марок СЧ 30, СЧ 35 идут на изготовление тяжелонагруженных деталей сложной формы с толщиной стенок до 100 мм, таких, как стаканы и крышки цилиндров, небольшие коленчатые валы, головки матриц макаронных прессов. Допускается легирование серых чугунов малыми добавками Сr, Сu, Р. По мере округления графитных включений их отрицательная роль как надрезов металлической основы снижается, и механические свойства чугуна растут. Округленная форма графита достигается модифицированием. Модификаторами чугуна являются SiCa, FeSi, Al, Mg. При использовании в качестве модификатора магния в количестве до 0,5 %, вводимого перед разливкой, получают высокопрочный чугун с шаровидной формой включений графита. Магний обычно вводят в автоклавы. Действие магния объясняют увеличением поверхностного натяжения графита и образованием микропузыръков пара, в которые диффундирует углерод. Маркируется высокопрочный чугун буквами ВЧ и цифрой, характеризующей величину временного сопротивления, например ВЧ 35. Механические свойства некоторых высокопрочных чугунов приведены в табл. 2. Из высокопрочных чугунов изготавливают ответственные детали: зубчатые колеса, коленчатые валы, лопасти мешалок.
Таблица 2 Механические свойства высокопрочных чугунов (ГОСТ 7293-85)
Название ковких чугунов условно, так как изделия из них изготавливают литьем, и пластической деформации они не подвергаются. Ковкий чугун получают из белого путем графитизирующего отжига. Графит в ковком чугуне имеет форму хлопьев. Состав ковкого чугуна, %, довольно стабилен: 2,2-3,0 С; 0,7-3,5 Si; 0,2-0,6 Мn; 0,2 Р; 0,1 S. Из-за низкого содержания углерода ковкий чугун обычно выплавляют не в вагранке, а в электропечи. Отливки после заполнения форм быстро охлаждают, и получают структуру белого чугуна. Затем отливки подвергают длительному отжигу (до 2 сут) — томлению, предохраняя их от окисления печными газами засыпкой песком и др. В результате отжига структура ковкого чугуна состоит из зерен феррита или перлита и хлопьев графита. Излом чугуна со структурой, состоящей из феррита и графита, будет темным. Такой ковкий чугун называют черносердечным, так как он содержит сравнительно много графита. Если в области эвтектоидного превращения проводить более быстрое охлаждение, то в структуре сохранится перлит. Такой чугун называют перлитным ковким или светлосердечным. В его структуре содержится меньше графита, чем в ферритном ковком чугуне. Ковкий чугун маркируется буквами КЧ и цифрами временного сопротивления и относительного удлинения, например КЧ 35-10. В табл. 3 приведены марки, химический состав и механические свойства некоторых ковких чугунов. Таблица 3 Механические свойства и химический состав ковких чугунов (ГОСТ 1215-79)
Отливки из ковких чугунов применяют для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках (картеры редукторов, фланцы, муфты). Из-за сложности технологии ковкие чугуны сравнительно редко применяются в пищевом машиностроении. Для изготовления шиберов, колосников и других деталей, работающих в печной атмосфере при температуре до 1100 °С, применяют жаростойкие чугуны, дополнительно легированные хромом. Маркировка легированных чугунов, по аналогии со сталями, осуществляется с помощью букв, обозначающих легирующие элементы, и цифр, указывающих на содержание в процентах. Буква Ш в конце маркировки указывает на то, что графит в чугуне имеет шаровидную форму. Если буква Ш отсутствует, то графит пластинчатый. Нелегированный чугун не содержит других легирующих элементов, кроме углерода. Вопросы для самопроверки: 1. Как маркируются чугуны? 2. Как классифицируются чугуны? 3. Какие чугуны применяются в пищевой промышленности? 4. Какие требования предъявляют к чугунам в пищевой промышленности? 5. Какие основные свойства чугунов Вы знаете? Литература: 1. Гуляев А.П. Металловедение: Учеб. пособие для вузов. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1986. – 542 с.89-141 2. Иваней А.А. Электронный конспект лекций. 3. Солнцев Ю.П. Оборудование пищевых производств. Материаловедение: Учеб. для вузов.- СПб.: Изд-во «Профессия», 2003.- 526с. 4. Технология металлов и материаловедение: Учебник для вузов и техникумов /Под ред. Л.Ф. Усовой – Производственное издание. М.: Металлургия, 1987. – с.106-123; 5. Фетисов Г.П., Карпман М.Г., Матюнин В.М. и др. Материаловедение и технология металлов. – М.: Высш. шк., 2000. – 638 с.
Форма отчета Практическая работа № 4 « КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ, ИХ СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ » 1. ознакомиться с принципами маркировки чугунов. 2. ознакомиться с классификацией чугунов. 3. изучить свойства чугунов и их применение в пищевой промышленности. 4. указать виды чугунов, их маркировку и расшифровать, области применения в пищевой помышленности.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|