Легирование чугунов

Жаростойкость серых чугунов и ВЧШГ может быть повышена легированием кремнием (ЧС5) и хромом (ЧХ28, 4X32). Эти чугуны характеризуются жаростойкостью (окалиностойкостью) до 800 °С на воздухе, в топочных и генераторных газах. Высокой термостойкостью и сопротивляемостью окалинообразованию обладают аустенитные чугуны: высоколегированный никелевый серый ЧН15Д7 и с шаровидным графитом ЧН15ДЗШ. В качестве жаропрочных чугунов используют аустенитные чугуны с шаровидным графитом ЧН19ХЗШ и ЧН11Г7Ш.

В качестве коррозионно-стойких применяют чугуны, легированные кремнием (ферросилиды ЧС13, ЧС15, ЧС17) и хромом (ЧХ22, 4X28, 4X32). Они обладают высокой коррозионной стойкостью в серной, азотной и ряде органических кислот. Для повышения коррозионной стойкости кремнистых чугунов их легируют молибденом: 4С15М4, 4С17МЗ (антихлоры). Высокой коррозионной стойкостью в щелочах обладают никелевые чугуны, например аустенитный чугун 4Н15Д7.

Область применения

Низкоуглеродистые стали 08, 08кп, 10, 10кп обладают небольшой прочностью и высокой пластичностью. Применяют их без термической обработки для малонагруженных деталей машин (про кладки, шайбы, капоты тракторов, змеевики и др.), элементов Сварных конструкций, для холодной штамповки. Стали 15; 20; 25 применяют без термической обработки или в нормализованном виде для цементуемых деталей, работающих на изнашивание и не испытывающих высоких нагрузок (кулачковые валики, рычаги, оси, втулки, шпиндели, вилки и валики переключения передач, толкатели клапанов, пальцы рессор и др.). Эти стали используют и для ответственных сварных конструкций. Среднеуглеродистые стали 30–50 применяют после нормализации, улучшения и поверхностной закалки для разнообразных деталей машин (распределительные валы, шпиндели, фрикционные диски, штоки, плунжеры и т.д.). Стали 60–85 обладают высокой прочностью, износостойкостью и упругими свойствами; применяют их после закалки и отпуска, нормализации и отпуска или поверхностной закалки для деталей, работающих в условиях трения при повышенных статических и знакопеременных нагрузках (пружины, рессоры, шпиндели, замковые шайбы и т.д.).

Одним из основных недостатков углеродистых сталей является низкая прокаливаемость. Поэтому такие стали применяют для небольших деталей или деталей, не требующих сквозной прокаливаемости.

Ферритные и ферритно-перлитные чугуны СЧ10 и СЧ15 применяют для изготовления малоответственных деталей, испытывающих в работе небольшие нагрузки (при толщине стенки отливки 10–30 мм). Перлитные чугуны СЧ20, СЧ25, СЧЗО, СЧ35 применяют для изготовления ответственных отливок (станин мощных станков и механизмов, поршней, цилиндров, деталей, работающих в условиях изнашивания при больших давлениях, компрессоров, арматуры, дизельных цилиндров, блоков двигателей, деталей металлургического оборудования и т.д.) с толщиной стенки до 100 мм. Высокопрочные чугуны успешно заменяют углеродистую сталь и другие виды чугунов в деталях, работающих в условиях тепловых ударов, термоусталости (при температурах цикла до 600 °С), низких температур (до –100 °С), умеренно агрессивных сред, высоких давлений, знакопеременных динамических нагрузок. Высокопрочные чугуны обладают хорошими литейными свойствами, что позволяет изготавливать из них высококачественные отливки с толщиной стенок 2,5–1 000 мм и массой от нескольких десятков граммов (например, поршневые кольца) до 200 т (станины, цилиндры, контейнеры и др.). Высокая герметичность в сочетании с ударной и коррозионной стойкостью позволяют эффективно использовать ВЧШГ в виде наиболее экономичного материала для напорных труб и фитингов. Почти половину мирового производства ВЧШГ используют на эти цели. В автомобилестроении ВЧШГ широко применяют для изготовления таких деталей, как коленчатые и распределительные валы, блоки цилиндров, кронштейны рессор, шатуны, тормозные барабаны, зубчатые колеса, поршни, поршневые кольца и др. Ковкий чугун применяют для изготовления тонкостенных деталей. Из него изготовляют детали, работающие при ударных и вибрационных нагрузках. Ферритные КЧ 37-12 и КЧ 35-10 используют для изготовления деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках (картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы и т.д.), а КЧ 30-6 и КЧ 33-8 — для менее ответственных деталей (головки, хомутики, гайки, глушители, фланцы, муфты и т.д.). Из перлитных ковких чугунов изготавливают вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, втулки, муфты, тормозные колодки и т.д. Из антифрикционных чугунов изготавливают различные детали узлов трения (втулки, вкладыши, подшипники скольжения, уплотнения, ролики), изнашивающиеся детали горнорудного и угольного оборудования, строительных и дорожных машин, тракторов и экскаваторов, сельскохозяйственных машин, некоторые трущиеся детали турбин, компрессоров, двигателей и насосов. Основные преимущества антифрикционных чугунов по сравнению с цветными антифрикционными сплавами (бронзами, цинковыми и алюминиевыми сплавами, баббитами) — значительно более высокая износостойкость, хорошая работоспособность при высоких давлениях, повышенных температурах и граничной смазке, низкая стоимость.

Дата добавления: 2014-12-09; просмотров: 360; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!