5. Сірі чавуни: класи, призначення, маркування.

Залежно від хімічного складу та умов кристалізації вуглець у чавуні може бути у хімічно зв’язаному стані у вигляді цементиту або у вільному стані у вигляді графіту. Відповідно до цього розрізняють високоміцні чавуни (графіт кулястої форми), ковкі чавуни (графіт пластинчастої форми), білі чавуни (вуглець у вигляді цементиту) і як складову перліт та сірі чавуни (вуглець у вигляді графіту пластинчастої або пелюсткової форми).

Сірим чавунам притаманна пластинчаста форма графіту ,який можна розглядати як тріщину чи надріз, що створює концентрацію напружень у металевій матриці та різко знижує характеристики міцності чавуну.

Сірі чавуни одержують при введенні до розплаву чавуну речовин (графітиризаторів), що сприяють розпаду цементиту і виділенню вуглецю у вигляді графіту. Графіти затором сірого чавуну є кремній. При введенні приблизно 5% кремнію цементит сірого чавуну майже повністю розпадається, утворюючи структуру з пластичної феритної основи і вкраплень пластинчастого графіту. При зменшенні кількості кремнію цементит перліту розпадається частково, утворюючи феритно-перлітну структури основи чавуну. Подальше зменшення вмісту кремнію призводить до формування структури сірого чавуну на перлітній основі.

Найміцнішими сірі чавуни є на перлітній основі, а найбільш пластичними – на феритній.

Маркування: СЧ10, СЧ15, СЧ20,…, СЧ45 (СЧ – сірий чавун; цифра – мінімальне значення порогу міцності при розташуванні ( )).

Залежно від фізико – хімічних характеристик сірі чавуни поділяють на:

-Сірі чавуни малої міцності (феритна або феритно-перлітна структура з пластинчастим графітом; маркуються від СЧ10 до СЧ30);

-підвищеної міцності (перлітна металева основа і більш розгалужена металева форма графіту; маркуються від СЧ35 до СЧ 45)

6. Механічні властивості металів та сплавів.

До основних механічних властивостей металів належать міцність, в'язкість, пластичність, твердість, витривалість, повзучість, зносостійкість. Вони є головними характеристиками металу або сплаву. Розглянемо деякі терміни, що застосовуються при характеристиці механічних властивостей.Зміни розмірів і форми, що відбуваються в твердому тілі під дією зовнішніх сил, називаються деформаціями, а процес, їх викликає, - деформуванням. Деформації, що зникають при розвантаженні, називаються пружними, а не зникають після зняття навантаження - залишковими або пластичними. Напругою називається величина внутрішніх сил, що виникають в твердому тілі під впливом зовнішніх сил. Під міцністю матеріалу розуміють його здатність чинити опір деформації або руйнуванню під дією статичних або динамічних навантажень. Про міцність судять за характеристиками механічних властивостей, які отримують при механічних випробуваннях.До статичних випробувань на міцність відносяться розтяг, стиск, вигин, крутіння, вдавлювання. До динамічних відносяться випробування на ударну в'язкість, витривалість і зносостійкість. Еластичністю називається здатність матеріалів пружно деформуватися, а пластичністю - здатність пластично деформуватися без руйнування. В'язкість - це властивість матеріалу, що визначає його здатність до поглинання механічної енергії при поступовому збільшенні пластичної деформації аж до руйнування матеріалу. Матеріали повинні бути одночасно міцними і пластичними. Твердість - це здатність матеріалу чинити опір проникненню в нього інших тіл. Витривалість - це здатність матеріалу витримувати, не руйнуючись, велике число повторно-змінних навантажень. Зносостійкість - це здатність матеріалу чинити опір поверхневому руйнуванню під дією зовнішнього тертя. Повзучість - це здатність матеріалу повільно і безперервно пластично деформуватися (повзти) при постійній напрузі (особливо при високих температурах). Поведінка деяких металів (наприклад, відпалений сталі) при випробуванні на розтяг показано на рис. 3. При збільшенні навантаження в металі спочатку розвиваються процеси пружної деформації, подовження зразка при цьому незначно. Потім спостерігається пластичне протягом металу без підвищення напруги, цей період називається плинністю. Напруга, при якому триває деформація зразка без помітного збільшення навантаження, називають межею плинності. При подальшому підвищенні навантаження відбувається розвиток в металі процесів наклепу (зміцнення під навантаженням). Найбільша напруга, що передує руйнуванню зразка, називають межею міцності при розтягуванні. Напружений стан - це стан тіла, що знаходитьсяпід дією врівноважених сил, при сталомупружному рівновазі всіх його частинок.Залишкові напруги - це напруження, що залишаються в тілі, після припинення діїзовнішніх сил, або виникають при швидкомунагріванні і охолодженні, якщо лінійнерозширення або усадка шарів металу і частинтіла відбувається нерівномірно. Внутрішні напруги утворюються при швидкомуохолодженні або нагріванні в температурнихзонах переходу від пластичного до пружногостаном металу. Ці температури для сталивідповідаю 400-600 °. Якщо утворюютьсявнутрішні напруги перевищують межу міцності,то в деталях утворюються тріщини, якщо вони перевищують межу пружності, то відбуваєтьсявикривлення деталі. Межа міцності при розтягуванні в кг/мм2визначається на розривної машині як відношення навантаження Р в кГ, необхідноїдля руйнування стандартного зразка (рис. 4, а), до площі поперечного перерізу зразка в мм2.