- •Литейные сплавы и плавка предисловие
- •Литейные свойства сплавов
- •1.1. Технологические свойства сплавов и важность их определения для практики
- •1.2. Номенклатура литейных свойств сплавов
- •1.3. Жидкотекучесть. Технологические пробы
- •Взаимосвязь толщин стенок отливок и площади их поверхности при литье в кокиль
- •Взаимосвязь толщины стенок отливки и площади их поверхности при литье под давлением
- •1.4. Склонность отливок к образованию усадочных раковин и пористости
- •V1, v2, v3 и v0 - объемы сплава при соответствующих температурных условиях
- •Температурные коэффициенты объемного сжатия (ткос) в жидком состоянии (индекс «ж») и объемная усадка затвердевания (индекс «з»)
- •1.5. Линейная усадка сплавов и отливок
- •1.6. Усадочные напряжения в отливках
- •1.7. Склонность сплавов и отливок к горячим трещинам
- •1.8. Склонность сплавов и отливок к холодным трещинам
- •3.9. Склонность сплавов к насыщению газами и образованию газовой пористости
- •Растворимость водорода в металлах
- •1.10. Неметаллические включения и плены в сплавах
- •1.11. Склонность компонентов сплавов к ликвации
- •1.12. Зависимость механических свойств сплавов от толщины стенок отливок
- •Механические свойства и рекомендуемый химический состав серого чугуна по гост 1412-85
- •Механические свойства серых чугунов, не предусмотренные гост 1412-85
- •Физические свойства чугунов
- •5.3. Высокопрочный чугун
- •Механические свойства*1 и рекомендуемый химический состав высокопрочного чугуна с шаровидным графитом по гост 7283—85
- •5.4. Чугун с вермикулярным графитом
- •Зависимость механических свойств и объема усадочных раковин в чвг от содержания шаровидного графита (шг)
- •5.5. Ковкий чугун
- •Содержание с и Si в отливках из ковкого чугуна в зависимости от толщины стенок
- •Механические свойства и рекомендуемый химический состав ковкого чугуна по гост 7293-79 (изм. В 1991 г.)
- •Марки, содержание углерода и механические свойства литейных углеродистых сталей по гост 977-88
- •Средний химический состав легированных сталей, мае. %
- •Механические свойства легированных сталей
- •Литейные сплавы цветных металлов
- •6.1. Алюминиевые сплавы
- •Химический состав и механические свойства алюминиевых литейных сплавов по гост 1583—93
- •* В данной таблице обозначения способов литья те же, что в табл. 6.1; то — термическая обработка; ств — временное сопротивление разрыву; стт — предел текучести; 5 — относительное удлинение.
- •Химический состав литейных титановых сплавов, мае. %
- •Линейная усадка 8/ и объем ву.Р усадочных раковин в отливках титановых сплавов
- •Механические свойства бронз
- •Механические свойства латуней
- •Средний химический состав и прочностные свойства никелевых литейных сплавов при температурах 800 и 900 °с
- •Основные понятия и определения
- •Классификация огнеупорных материалов
- •Типовые операции и процессы плавки литейных сплавов Горение топлива
- •Шлакообразование. Строение шлаковых расплавов
- •8.3. Окислительное рафинирование
- •8.4. Закономерности угара элементов в кислых и основных печах
- •Удаление вредных примесей из железоуглеродистых сплавов
- •8.7. Раскисление металла
- •Науглероживание расплавов железа
- •Взаимодействие футеровки с расплавами шлакаи металла
- •Исходные материалы для плавки литейных сплавов Первичные металлические материалы
- •Соотношение содержаний с и Si в литейных чугунах
- •9.2. Вторичные металлические материалы
- •Вторичные черные металлы
- •Физические характеристики* важнейших шихтовых материалов
- •Топливо
- •Важнейшие характеристики каменноугольного кокса
- •9.4. Флюсы
- •Состав известняка, мае. %
- •9.5. Расчет шихты
- •Список компонентов шихты и ограничений по их содержанию
- •Угар (пригар) химических элементов при плавке чугуна
- •Угар элементов при выплавке цветных сплавов, отн. %
- •Примечание. В числителе — угар при плотной шихте, в знаменателе — угар при некомпактной шихте.
- •Примечание. Минимальное значение функции равно 2720,49 руб./т.
- •10.1. Принцип действия и разновидности конструкций коксовых вагранок
- •Особенности горения кокса в вагранках
- •Изменение температуры и химического состава газовой фазы по высоте вагранки
- •Влияние высоты холостой колоши на процесс плавки в вагранке
- •Влияние размеров рабочих колош на процесс плавления шихты в вагранке
- •Влияние качества кокса на тепловые процессы в вагранке
- •Влияние подготовки шихты на ход ваграночной плавки
- •Влияние величины удельного расхода кокса и воздуха на ход ваграночной плавки
- •Способы интенсификации ваграночного процесса
- •Металлургические процессы плавки в коксовой вагранке
- •Расчет требуемого расхода известняка
- •Данные о характере газовой фазы в зонах вагранки
- •Значение коэфициента к науглероживания в холостой колоше
- •Зависимость концентрации серы в чугуне от содержания ее в коксе
- •Особенности плавки в вагранках с основной футеровкой
- •Особенности плавки в металлургических вагранках
- •Особенности плавки чугуна в коксогазовых вагранках
- •Плавка чугуна в бескоксовых вагранках
- •Стабилизация химического состава чугуна, выплавляемого в вагранках
- •Плавка чугуна в дуговых печах
- •11.2. Технология плавки
- •Особенности конструкции и технологии плавки чугуна в дуговых печах постоянного тока
- •Плавка чугуна в индукционных печах
- •Выбор частоты тока для питания индукционных тигельных печей
- •Электромагнитное перемешивание металла в тигле
- •12.4. Основные элементы конструкции печей промышленной частоты
- •Изготовление футеровки печи
- •Технология плавки чугуна в индукционных тигельных печах промышленной частоты
- •12.7. Особенности плавки чугуна в индукционных тигельных печах средней частоты
- •Индукционные канальные печи в чугунолитейном производстве
- •Преимущества и недостатки индукционных канальных печей.
- •12.9. Сравнительный анализ процессов плавки чугуна в современных чугуноплавильных печах
- •Технологические особенности плавки различных сортов чугуна
- •13.1. Технология получения высококачественного серого чугуна с пластинчатым графитом
- •13.2, Технология получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом
- •13.3. Производство чугуна с вермикулярным графитом
- •13.4. Производство ковкого чугуна
- •Рекомендации по введению легирующих элементов при плавке легированных чугунов
- •Плавка стали
- •14.1. Плавка стали в мартеновских печах
- •Плавка стали в мартеновской печи с основной футеровкой.
- •Плавка стали в основной дуговой печи с окислением примесей.
- •14.4. Плавка стали в индукционных тигельных печах Общая характеристика особенностей плавки стали в индукционных тигельных печах.
- •Плавка в печи с кислой футеровкой.
- •Особенности плавки в индукционных тигельных печах с основной футеровкой.
- •14.6. Электрошлаковый переплав стали
- •Плавка сплавов цветных металлов
- •15.1. Плавка сплавов на основе алюминия
- •Характеристики двойных алюминиевых лигатур
- •Состав модификаторов и параметры процесса модифицирования алюминиевых сплавов
- •15.2. Плавка сплавов на основе магния
- •Режимы модифицирования магниевых сплавов
- •15.3. Плавка сплавов на основе цинка
- •Составы лигатур для плавки медных сплавов
- •Список литературы к разделу 1
- •К разделу II
Таблица
5.3
Чугун
р,
кг/м3
а,
- 10б,
К"1
X,
Вт/(м • К)
с,
Дж/(кг • К)
СЧ
6800...
7500
10,0...
12,0
45...60
502
...545
ВЧ
7100...
7350
9,0...
12,5
30...45
545...630
ЧВГ
7100...
7350
10,0-12,0
40...50
525
...585
КЧ
7200...
7500
10,5...
11,0
30...40
460...
540
Примечание,
р — плотность; а7
— температурный коэффициент линейного
расширения;
X
— коэффициент теплопроводности;
с
— теплоемкость.Физические свойства чугунов
грубым графитом и металлической матрицей при охлаждении образуются микропоры вследствие разных температурных коэффициентов линейного расширения: 12-10"6 К"1 для железа и 26 • 10"6 К"1 для графита перпендикулярно базису. Гидро- и пнев- моплотность возрастают с уменьшением углеродного эквивалента и толщины стенки (увеличением скорости затвердевания). При этом для чугуна не свойственно общее правило, в соответствии с которым герметичность сплавов возрастает с уменьшением интервала кристаллизации. Эффективным средством повышения герметичности является легирование 0,2...0,25% Ni и 0,2... 0,3 % Си.
5.3. Высокопрочный чугун
В настоящее время чугун с шаровидным графитом чаще называется высокопрочным. Как отмечено выше, концентрация напряжений около включений графита шаровидной формы в два и более раза меньше, чем для графита пластинчатой формы. Поэтому высокопрочный чугун имеет не только высокую прочность, но и заметные пластические свойства, что позволяет изготовлять из него отливки-детали, работающие при ударных нагрузках. При этом экономически выгодно заменять отливки из углеродистой стали и ковкого чугуна отливками из высокопрочного чугуна. Так, по американским данным, удельный расход электроэнергии, кВт - ч/т отливок, составляет: 3100 для серого и высокопрочного чугуна, 5700 для углеродистой стали и 6400 для ковкого чугуна. Такие отливки, как ступицы переднего и заднего колеса, изготовляют из высокопрочного чугуна взамен ковкого, а коленчатый вал - из высокопрочного чугуна взамен углеродистой стали.
Обязательным при производстве отливок из высокопрочного чугуна является модифицирование с целью получения шаровидного графита, низкое содержание серы (менее 0,012%) при отсутствии в химическом составе демодификаторов (Bi, Se, Al, Ti, As, Pb).
Самыми распространенными являются модификаторы на основе магния, в частности лигатуры магния с ферросилицием ФСМг, а также лигатуры Ni-Si-Mg, ЖКМК (Fe-Si-Mg-Ca) и KM (Si-Ca-Mg). Для модифицирования используют также редкоземельные металлы (РЗМ - La, Се, Nd и др.).
По ГОСТ 7283-85 высокопрочный чугун подразделяется на восемь марок (табл. 5.4). В обозначении марки кроме букв ВЧ (высокопрочный чугун) приводится цифра - временное сопротивление св, кгс/мм2, т. е. предел прочности при растяжении.
По металлической матрице чугуны подразделяются на феррит- ные, перлито-ферритные, перлитные и бейнитные. Чугуны первых двух типов производят в литом состоянии без термической