Презентация по основам материаловедения по теме Чугуны

«ЧУГУНЫ»Основы материаловеденияПреподаватель Романенко А.И.Тема урока: 1. Определение чугуна2. Классификация чугунов3. Структура и свойства чугуна4. Маркировка чугунов



ppt_xppt_y
ppt_xppt_y Чугуном называют сплав железа с углеродом и другими элементами, содержащим более 2,14 % С. Получаемые в доменных печах чугуны подразделяют на: передельные; специальные (ферросплавы); литейные. Передельные и специальные чугуны используют для последующей переработки в сталь. Литейные чугуны (около 20 % всего выплавляемого чугуна) отправляют на машиностроительные заводы для использования при изготовлении литых заготовок деталей (литья). КЛАССИФИКАЦИЯ ЧУГУНОВ по состоянию углерода — свободный или связанный;по форме включений графита — пластинчатый, вермикулярный, шаровидный, хлопьевидный;по типу структуры металлической основы (матрицы) — ферритный, перлитный; имеются также чугуны со смешанной структурой: например феррито - перлитные; по химическому составу — нелегированные чугуны (общего назначения) и легированные чугуны (спе­циального назначения).Классификация чугуна осуществляется по следующим признакам: белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита Fe3C; половинчатый чугун, в котором основное количество углерода (более 0,8 %) находится в виде цементитасерый чугун, в котором весь углерод или его большая часть находится в свободном состоянии в виде пластинчатого графита; отбеленный чугун, в котором основная масса металла имеет структуру серого чугуна, а поверхностный слой — белого; высокопрочный чугун, в котором графит имеет шаровидную форму; ковкий чугун, получающийся из белого путем отжига, при котором углерод переходит в свободное состояние в виде хлопьевидного графита.В зависимости от формы выделения углерода в чугуне различают: СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЧУГУНА Микроструктура чугуна состоит из металлической основы (матрицы) и графитных включений. Свойства чугуна определяются свойствами металлической основы и характера включений графита.Чугуны содержат следующие структурные составляющие графит (Г); перлит (П); феррит (Ф); ледебурит (Л); фосфидную эвтектику. белый чугун I (Ц+Г); серый перлитный чугун II (П+Г);серый ферритный чугун III (Ф+Г);половинчатый чугун II а (П+Ц+Г);высокопрочный чугун IV (П + шаровидный графит) По микроструктуре различают: Свойства чугуна зависят главным образом от содержания в нем углерода и других примесей, неизбежно входящих в его состав: кремния (до 4,3%), марганца (до 2%), серы (до 0,07%) и фосфора (до 1,2%).Кремний — важнейший после углерода элемент в чугуне, он увеличивает его жидкотекучесть, улучшает литейные свойства и делает чугун более мягким.Марганец повышает прочность чугуна.Сера — вредная примесь, вызывающая красноломкость (образование трещин в горячих отливках). Она ухудшает жидкотекучесть чугуна, делая его густым, вследствие чего он плохо заполняет форму.Фосфор понижает механические свойства чугуна и вызывает хладноломкость (образование трещин в холодных отливках). МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ В зависимости от состояния, в котором углерод находится в чугуне, чугун подразделяется на белый (углерод в химическом соединении с железом в виде цементита FeC) и серый (свободный углерод в виде графита).Белый чугун очень твердый и хрупкий, плохо поддается отливке, трудно обрабатывается режущим инструментом. Он обычно идет на переплавку в сталь или на получение ковкого чугуна и поэтому называется передельным.Серый чугун наиболее широко применяется в машиностроении. Он мало пластичен и вязок, но легко обрабатывается резанием, применяется для малоответственных деталей и деталей, работающих на износ. Серый чугун с высоким содержанием фосфора (0,3—1,2%) жидкотекуч и используется для художественного литья. Маркировка серого чугуна состоит из букв «СЧ» , которые обозначают серый чугун и числа, которое показывает среднее значение предела прочности чугуна при растяжении (кг/мм²). Например: СЧ 20 — чугун серый, предел прочности при растяжении 200 МПа (или 20 кг/мм²).Высокопрочный чугун маркируется буквами «ВЧ», которые обозначают высокопрочный чугун и числом, обозначающим среднее значение предела прочности чугуна при растяжении. Например: ВЧ 100 — высокопрочный чугун, предел прочности при растяжении 1000 МПа (или 100 кг/мм2).Используют для изготовления износостойких деталей, эксплуатируемых при больших нагрузках: поршней, цилиндров, блоков двигателей;Используют для изготовления ответственных деталей в автомобилестроении (коленчатые валы, зубчатые колеса, цилиндры и др.). Ковкие чугуны маркируют буквами «КЧ», которые обозначают ковкий чугун и цифрами. Первая группа цифр показывает предел прочности чугуна при растяжении, вторая — относительное его удлинение при разрыве. Например: КЧ 33-8 – ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 33 кг/мм2 (330 МПа) и относительным удлинением при разрыве 8 %.Ковкий чугун используют для изготовления мелких и средних тонкостенных отливок ответственного назначения, работающих в условиях динамических знакопеременных нагрузок (детали приводных механизмов, коробок передач, тормозных колодок, шестерен, ступиц и т. п.). В обозначении марок легированных чугунов буквы и цифры, соответствующие содержанию легирующих элементов, те же, что и в марках стали.Износостойкие чугуны, легированные никелем (до 5 %) и хромом (0,8 %), применяют для изготовления деталей, работающих в абразивных средах. Чугуны (до 0,6 % Сг и 2,5 % Ni) с добавлением титана, меди, вана­дия, молибдена обладают повышенной износостойкос­тью в условиях трения без смазочного материала. Их ис­пользуют для изготовления тормозных барабанов авто­мобилей, дисков сцепления, гильз цилиндров и др.Жаростойкие легированные чугуны ЧХ 2, ЧХ 3 применяют для изготовления деталей контактных аппаратов химического оборудования, турбокомпрессоров, эксплуатируемых при температуре 600°С (ЧХ 2) и 700°С (ЧХ 3).Легированные чугуныВ зависимости от назначения различают:износостойкие, антифрикционные, жаростойкие, коррозионностойкие антифрикционные легированные чугуны. Коррозионностойкие легированные чугуны марок ЧХ 1, ЧНХТ, ЧНХМД, ЧН2Х (низколегированные) обладают повышенной коррозионной стойкостью в газовой, воздушной и щелочной средах. Их применяют для изготовления деталей узлов трения, работающих при повышен­ных температурах (поршневых колец, блоков и головок цилиндров двигателей внутреннего сгорания, деталей дизелей, компрессоров и т. д.).Антифрикционные чугуны используются в качестве подшипниковых сплавов, способных работать в условиях трения как подшипники скольжения.Для легирования антифрикционных чугунов используют хром, медь, никель, титан.ГОСТ 1585-85 включает шесть марок антифрикционного серого чугуна (АЧС-1 — АЧС-6) с пластинчатым графитом, две марки высокопрочного (АЧВ-1, АЧВ-2) и две марки ковкого (АЧК-1, АЧК-2) чугунов. Изучить конспект и стр. 187 – 198 учебника Чумаченко «Материаловедение для автомехаников». Ответить на вопросы.ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ