Маркировка антифрикционных чугунов

Лекция №6

Классификация и маркировка чугунов.

Чугун – это железоуглеродистый сплав, который содержит более 2,14% углерода. Кроме углерода в чугуне находится кремний 2-4%, марганец £ 2%, вредные примеси S и P £ 0,3. Содержание углерода в промышленных чугунах от 2 до 4%.

Классификация чугунов по виду углерода в структуре.

1. Углерод может находиться в структуре в виде графита, т.е. в свободном состоянии. Такие чугуны называются литейными серыми чугунами.

2. Углерод может находиться в структуре в связанном состоянии в виде цементита. Такие чугуны называются белыми.

Классификация чугунов по форме графита.

1.Обычный серый чугун.

Гр.пл.

Графит находится в виде пластинчатого графита.

2. Ковкий чугун.

Гр.хл.

Графит находится в виде хлопьев графита.

3. Высокопрочный чугун.

Гр.шар.

Графит в виде шариков.

Классификация чугунов по микроструктуре металлической матрицы.

1. (Ф+П) – чугун

2. П – чугун

3. Ф – чугун

Наибольшей пластичностью обладает ферритный чугун, а наибольшей прочностью перлитный.

(Ф+П) чугун имеет промежуточные свойства.

Серые чугуны обладают высокими литейными свойствами, применяются только в литом виде, они не куются и не катаются, никакой обработке ОМД не подвергаются.

Белый чугун.

Основные свойства.

1.Высокая твёрдость и износостойкость создаются наличием в структуре цементита.

2. Повышенная коррозионная стойкость в атмосферных условиях.

3. Очень хрупкий, плохо обрабатывается резаньем.

Как конструкционный материал он не используется и не маркируется. Он используется, в основном, для передела в сталь и производства ковкого чугуна.

Структура белого чугуна.

1) доэвтектический (С < 4,3%) П+Л+Ц

2) эвтекический (C = 4,3%) Л

3) заэвтектический (C > 4,3%) Л+Ц

Обычный серый чугун.

Основные свойства.

1. Самая низкая прочность среди серых чугунов.

2. Самая низкая ударная вязкость

KCV < 0,1 МДж/м²

3. Повышенная коррозионная стойкость в атмосферных условиях.

4. Высокие антифрикционные свойства.

Маркировка обычных серых чугунов.

СЧ30

s_в(кгс/мм²)

СЧ10

Маркировка антифрикционных чугунов

АЧС 1,2,3,4 цифры № в ГОСТе.

Антифрикционные свойства определяются соотношением феррита и перлита, и графита.

Область применения обычных серых чугунов:

- станины металлорежущих станков, маховики, шкивы, подшипники скольжения.

В судостроении из серого чугуна изготавливают грибные винты, трубы, детали арматуры, кнехты, планки и т.д.

Ковкий чугун.

Основные свойства:

1. Более высокая прочность и пластичность по сравнению с обычным серым чугуном.

2. Высокая коррозионная стойкость.

3. Лучше, чем обычный серый чугун переносит знакопеременные нагрузки.

Получают такой чугун из белого путём длительного отжига, т.е. сначала получают отливку со структурой белого чугуна, а затем её отжигают.

Маркировки ковкого чугуна.

КЧ 37-12 - d=12%

s_в=37кгс/мм² или 370 МПа

Ковкий антифрикционный чугун.

АЧК 1,2…- цифры № в ГОСТе.

Применение ковкого чугуна:

1. подшипники скольжения.

2. изделия, которые подвергаются в работе ударным нагрузкам – муфты, шестерни.

В судостроении из него изготавливают детали судового оборудования и арматуру (детали клапанов, задвижки, иллюминаторы, дверные ручки и т.д.).

Высокопрочный чугун.

Основные свойства:

1. Самая высокая прочность s_в ³ 1400МПа. Выше прочности углеродистой стали при достаточной пластичности.

Высокая прочность за счет того, что графит в структуре в виде шариков, которые являются наименьшими концентраторами напряжений.

Получают высокопрочный чугун путём модифицирования магнием, церием. В расплав серого чугуна добавляют небольшое количество модификаторов. Под их действием пластинки графита не разрастаются и оборачиваются в шарики.

Область применения высокопрочных чугунов.

1. Отливки сложной формы, которые испытывают большие механические нагрузки (детали турбины, коленчатые валы автомобилей).

В судостроении он используется для изготовления коленчатых волов, картеров, шатунов, деталей обогревающих и охлаждающих трубопроводов, труб и т.д.

Маркировка высокопрочных чугунов.

ВЧ45-5 - d=5%, s_в=45кгс/мм²– старая маркировка

ВЧ45 – новая маркировка.

Антифрикционные высокопрочные чугуны.

АЧВ 1,2,3 Цифры № в ГОСТе.

Легированные чугуны.

Легированные чугуны – это чугуны, в которых введены специальные элементы, например, хром, ванадий, молибден, никель, титан и т.д.

Легирующие элементы повышают прочность, твердость, износостойкость, коррозионную стойкость и др. свойства.

Маркировка легированных чугунов.

Легированные чугуны маркируются буквой Ч, далее стоит буква указывающая на основной легирующий компонент и цифра, показывающая количество этого компонента в процентах. Буква Ш в конце марки - чугун с шаровидным графитом.

Все легированные чугуны обладают повышенной жаростойкостью, коррозионной стойкостью и износостойкостью

Хромистые чугуны: ЧХ1, ЧХ16, ЧХ22.

Кремнистые чугуны: ЧС5, ЧС15М3, ЧС5Ш.

Алюминиевые: ЧЮ22Ш, ЧЮ6С5, ЧЮХШ.

Никилевые: ЧН15Д7Х2, ЧН15Д7, ЧН2Х.