Пластинчатая. Хлопьевидная. Шаровидная. Феррит. Феррит. Перлит. Перлит. Порядок выполнения работы. Содержание отчета. Задания к лабораторной работе

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 18 из 38Следующая ⇒

Пластинчатая

Хлопьевидная

Шаровидная

Феррит

Феррит

+

Перлит

Перлит

Рис. 7.4. Форма графитных включений

На графитизацию чугуна существенное влияние оказывает количество присутствующих в нем элементов, наличие центров кристаллизации графита и скорость охлаждения.

Все элементы, вводимые в чугун, делятся на графитообразующие (С, Si, Al, В, Br и др.) и карбидообразующие (Мn, Сr, V, W, Ti, Mo и др.).

Скорость охлаждения оказывает существенное влияние на графитиза- цию чугуна. Чем меньше скорость охлаждения, тем полнее протекают про- цессы графитизации.

В серых чугунах графит присутствует в форме пластинок (чешуек) (рис. 7.4).

Свойства серых чугунов при одинаковой металлической основе зави- сят от размеров, количества и распределения графитных включений. Их можно рассматривать как трещины, поры, внутренние разрезы, нарушающие целостность металлической основы.

Чем больше графита в чугуне, чем грубее его включения и чем мень- ше они изолированы друг от друга, тем ниже качество чугуна.

С увеличением количества перлита при одной и той же форме гра- фитных включений механические свойства (прочность, твердость) чугуна повышаются.

Серые чугуны но ГОСТ 1412-85 маркируются буквами: С – серый и Ч – чугун, после буквы следуют цифры, указывающие величину сопротивления при растяжении – s_в (табл. 7.1).

Таблица 7.1

Свойства серых чугунов по ГОСТ 1412-85

Марка чугуна

Твердость по HB при толщине стенки отливки 15 мм

Временное сопротивление при растя- жении s_в, МПа (кгс/мм²), не менее

СЧ10

1 900

100 (10)

СЧ15

2 100

150 (15)

СЧ18

–

180 (18)

СЧ20

2 300

200 (20)

СЧ21

–

210 (21)

СЧ24

–

240 (24)

СЧ25

2 450

250 (25)

СЧ30

2 600

300 (30)

СЧ35

2 750

350 (35)

Модифицированные чугуны получают введением в расплав специаль- ных примесей – модификаторов, так как процесс графитизации (форма выде- ления графита) зависят от числа центров кристаллизации. Этими центрами могут быть мельчайшие нерастворенные частицы окислов.

Вводят в чугун модификаторы перед разливкой, обычно это: ферроси- лиций, алюминий, силико-кальций, магний и др.

Их назначение: получить мелкие, изолированные, равномерно распре- деленные включения графита, изменить форму графитных включений, полу- чить перлитную металлическую основу.

Высокопрочный чугун получают из обычного серого перлитного чу- гуна двойным модифицированием: добавкой магния и ферросилиция (рис. 7.4). Под действием магния графит приобретает форму шаров (глобулей), кроме того, магний повышает прочность металлической основы.

По ГОСТ 7293–85 высокопрочные чугуны маркируются буквами ВЧ и цифрой – s_в (табл. 7.2).

Таблица 7.2

Свойства высокопрочных чугунов по ГОСТ 7293-85

Марка чугуна

Временное сопротивление при растяжении s_в, МПа (кгс/мм²) не менее

Условный предел текучести s_0,2, МПа (кгс/мм²)

Относительное удлинение

d, %, не менее

Твердость по Бринел- лю, HB

не менее

ВЧ35

350 (35)

220 (22)

1 400–1 700

ВЧ40

400 (40)

250 (25)

1 400–2 020

ВЧ45

450 (45)

310 (31)

1 400–2 250

ВЧ50

500 (50)

320 (32)

1 530–2 450

ВЧ60

600 (60)

370 (37)

1 920–2 770

ВЧ70

700 (70)

420 (42)

2 280–3 020

ВЧ80

800 (80)

480 (48)

2 480–3 510

ВЧ100

1 000 (100)

700 (70)

2 700–3 600

Ковкие чугуны получают отжигом отливок, изготовленных из белого чугуна. В процессе отжига цементит, входящий в структуру белого чугуна, распадается на железо, и графит, имеющий хлопьевидную форму (при за- твердевании отливок – обычного серого чугуна – такую форму графит не принимает). Хлопьевидная форма графита улучшает пластические свойства чугуна: такой чугун не разрешается при ударах и изгибе.

В зависимости от строения металлической основы различают перлит- ный, феррито-перлитный и ферритный ковкие чугуны. Последний из них наиболее пластичен, твердость его минимальна. Маркируется ковкий чугун буквами: К – ковкий, Ч – чугун и цифрами. Первые две цифры – s_в, вторые – относительное удлинение d % (табл. 7.3).

Таблица 7.3

Свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79

Марка ковкого чу- гуна ферритного и перлитного класса

Временное сопротивление разрыву, МПа (кгс/мм²)

Относительное уд- линение d, %

Твердость по Бринеллю, HB

не менее

КЧ30-6

294 (30)

1 000–1 630

КЧ33-8

323 (33)

1 000–1 630

КЧ35-10

333 (35)

1 000–1 630

КЧ37-12

362 (37)

1 100–1 630

КЧ45-7

441 (45)

1 500–2 070

КЧ50-5

490 (50)

1 700–2 300

КЧ55-4

539 (55)

1 920–2 410

КЧ60-3

588 (60)

2 000–2 690

Порядок выполнения работы

1. Получить коллекцию микрошлифов различных чугунов в равновес- ном состоянии до и после травления 4 %-м раствором азотной кислоты в спирте.

2. Изучить и зарисовать микроструктуру всех микрошлифов.

3. По наличию и форме графитных включений определить вид чугуна.

4. Определить структуру металлической основы чугунов, подвергну- тых травлению и указать на микрошлифе структурные составляющие.

Содержание отчета

Отчет по лабораторной должен включать:

1) зарисовки всех микрошлифов полученной коллекции (см. «Порядок выполнения работы»);

2) ответы на вопросы индивидуального задания.

1. Сравнить структуру и свойства серых и ковких чугунов.

2. Вычертить диаграмму Fe–Fe₃C, описать превращения при охлажде- нии и построить кривую охлаждения в интервале температур от 1 600 до 0 °С для сплава, содержащего 3,2 % С.

3. Как производится модифицирование серых чугунов? Какую струк- туру и свойства они имеют до и после модифицирования?

4. Вычертить диаграмму Fe–Fe₃C, описать превращения при охлажде- нии и построить кривую охлаждения в интервале температур от 1 600 до 0 °С для сплава, содержащего 5,2 % С.

5. Как получают высокопрочные чугуны? Указать их структуру, свой- ства и маркировку.

6. Вычертить диаграмму Fe–Fe₃C, описать превращения при охлажде- нии и построить кривую охлаждения в интервале температур от 1 600 до 0 °С для сплава эвтектического состава.

7. Как построена эвтектика и эвтектоид в сером и белом чугунах?

8. По диаграмме железо-углерод описать изменение микроструктуры доэвтектического чугуна при медленном и быстром охлаждении от 1 500 °С до комнатной температуры. Состав чугуна выберите сами.

9. Привести классификацию серых чугунов по их микроструктуре и дать характеристику их механических свойств.

10. Вычертить диаграмму Fe–Fe₃C, описать превращения при охлаж- дении и построить кривую охлаждения в интервале температур от 1 600 до 0 °С для сплава, содержащего 4,6 % С.

11. Указать структурные составляющие, получаемые в сплавах с со- держанием углерода от 2,0 % до 6,67 % при комнатной температуре и дать характеристику их механических свойств.

12. Вычертить диаграмму Fe–Fe₃C, описать превращения при охлаж- дении и построить кривую охлаждения в интервале температур от 1 300 до 0 °С для сплава, содержащего 4,3 % С.

13. Перечислить структурные составляющие, встречающиеся в белых чугунах и дать характеристику их механических свойств.

14. Вычертить диаграмму Fe–Fe₃C, описать превращения при охлаж- дении и построить кривую охлаждения для сплава, содержащего 2,7 % С в интервале температур от 1 600 до 0 °С.

15. Как влияет структура серого чугуна на его свойства?

16. По диаграмме железо–углерод описать изменение микроструктуры заэвтектического чугуна при медленном и быстром охлаждении от 1 600 °С до комнатной температуры. Состав чугуна выберите сами.

17. Перечислите все формы, в которых может находиться углерод в сталях и чугунах. Пользуясь диаграммой железо–углерод, привести примеры соответствующих микроструктур.

18. Вычертить диаграмму Fe–Fe₃C, описать превращение при охлаж- дении и построить кривую охлаждения в интервале температур от 1 600 до 0 °С для сплава, содержащего 3,8 % С.

19. Описать влияние размеров и формы графитных включений на свойства чугуна.

20. Вычертить диаграмму Fe–Fe₃C, описать превращения при охлаж- дении и построить кривую охлаждения в интервале температур от 1 600 до 0 °С для сплава, содержащего 6 % С.

21. Как получают ковкий чугун? Указать его структуру, свойства и маркировку.

22. По диаграмме железо–углерод описать превращения, происходя- щие при медленном и быстром охлаждении в сплаве эвтектического состава в интервале температур от 1 300 до 0 °С.

23. В чем различие между белыми и серыми чугунами (структура, ме- ханические свойства)?

24. Вычертить диаграмму Fe–Fe₃C, описать превращения при охлаж- дении и построить кривую охлаждения для сплава, содержащего 3 % С в ин- тервале температур от 1 600 до 0 °С.

25. Сравнить структуру и свойства серых и высокопрочных чугунов.

Познавательные статьи:



Организация работы процедурного кабинета

Статус республик в составе РФ

Понятие финансов, их функции и особенности

Сущность демографической политии