Применение серых чугунов

Наличие графитных включений ослабляет металлическую ос­нову серых чугунов и снижает их прочность, как из-за уменьшения работающего сечения металлической основы, так и из-за того, что края графитных включений являются концентраторами напряжений, способствуя разрушению чугуна. Сопротивление при растяжении, изгибе и кручении в основном определяется формой, размером и ко­личеством графитных включений.

При сжатии серых чугунов форма, количество и размеры гра­фитных включений практически не оказывает влияния на предел прочности, который оказывается близким к пределу прочности стали и зависит главным образом от типа металлической основы. Проч­ность серых чугунов при сжатии в 3-5 раз больше, чем при растяже­нии. Поэтому серые чугуны рекомендуется использовать для изде­лий, работающих в основном на сжатие.

Графитные включения, нарушающие сплошность металличе­ской основы, делают чугуны малочувствительными к различным внешним концентраторам напряжений (дефекты поверхности, над­резы, выточки и т. д.), то есть делают детали из серых чугунов неподверженными усталостным разрушениям.

Графитные включения улучшают обрабатываемость чугунов резанием.

При работе чугуна в парах трения чугун, изнашиваясь, создает полости, заполняемые смазочным маслом, что повышает ан­тифрикционные свойства чугуна.

Графитные включения в серых чугунах увеличивают демпфирующую способность изделий из них, то есть их внутреннее трение, или, иначе говоря, способность чугунов рассеивать подводимую к нему энергию механических колебаний, что снижает шумы при работе машины с такими деталями.

Высокопрочный чугун широко используют в автостроении и дизелестроении для коленчатых валов, крышек цилиндров и других деталей, в тяжелом машиностроении – для деталей прокатных ста­нов, в кузнечно-прессовом оборудовании, в химической и нефтяной промышленности. Ковкий чугун применяется для изготовления деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках.

4. Порядок выполнения работы

1. Изучить под микроскопом при увеличении х500 имеющийся набор микрошлифов.

2. Зарисовать схематично микроструктуру.

3. Дать характеристику чугуна по следующей схеме: класс чугуна, подкласс, форма графита (для серых чугунов) или процент углерода (для белых), способ получения, характеристика металлической основы.

4. Выполнить индивидуальное задание по 2-3 фотографиям микроструктуры чугунов.

5. Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Метастабильная и стабильная (отдельно) диаграммы с указанием на них структурных составляющих.

3. Схематические зарисовки изученных структур чугунов по микрошлифам и индивидуальному заданию с полной характеристикой сплава (п. 3) и указанием структурных составляющих и их наименований.

4. Графики кривых охлаждения двух сплавов (по заданию преподавателя) с описанием процессов, происходящих в каждой критической точке и между ними. Эвтектическая и эвтектоидная реакции.

6. Контрольные вопросы

1. Чем отличается чугун от стали?

2. Чем отличаются белые и серые чугуны и как они получаются?

3. Как классифицируются белые чугуны?

4. Что такое ледебурит и как изменяются его структурные составляющие в зависимости от температуры?

5. Назовите структуры доэвтектического, эвтектического и заэвтектического белого чугуна.

6. Назовите области применения белых чугунов.

7. Как классифицируются серые чугуны?

8. Как получить чугуны с мелкопластинчатым графитом, высокопрочные и ковкие чугуны?

9. Как влияет форма графитовых включений на свойства чугунов?

10. От каких факторов зависит тип металлической основы серых чугунов?

11. Каково соотношение прочности серых чугунов при растяжении, изгибе, сжатии?

12. Назовите области применения серых чугунов.