23:18 Отечественные чугуны и их зарубежные аналоги. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Чугун с пластинчатым графитом. Чугун с пластинчатым графитом (ЧПГ) является основным литейным сплавом в машиностроении. Однако, именно благодаря пластинчатому графиту в сером чугуне (СЧ) уникально сочетаются хорошие антифрикционные свойства, высокая износостойкость, малая чувствительность к концентраторам напряжений.
ЧПГ имеет высокую демпфирующую способность и прекрасно гасит вибрации.
По ГОСТ 1412–85 марка ЧПГ определяется показателем временного сопротивления чугуна при растяжении. Условное обозначение марки включает буквы СЧ – серый чугун и цифровое обозначение величины минимального временного сопротивления при растяжении в МПа* 10-1: СЧ 20 ГОСТ 1412–85. Поскольку значения прочности чугуна данной марки в отливке зависят от скорости охлаждения, определяемой толщиной стенки (диаметром) отливки, в стандартах приводятся минимальные значения σв в отдельно отлитых пробных заготовках других диаметров или сечений из СЧ каждой марки. Классификация серого литейного чугуна по международному стандарту ИСО 185 включает шесть классов, устанавливаемых на основании результатов механических испытаний на растяжение образцов, вырезанных из различных литейных проб. Характерным показателем, определяющим марку чугуна, является временное сопротивление при растяжении σв образцов из отдельно отлитых цилиндрических проб диаметром 30 мм. Механические свойства ЧПГ обеспечиваются в литом состоянии или после термической обработки. СЧ-технологичный материал, обладает хорошей жидкотекучестью, малой склонностью к образованию усадочных дефектов по сравнению с чугуном других типов.
Из него можно изготовлять отливки самой сложной конфигурации с толщиной стенок от 2 до 500 мм. Отечественные марки чугуна с пластинчатым графитом и их зарубежные аналоги.
По согласованию между Изготовителем и Заказчиком значения Δв могут быть сделаны обязательными. По ИСО 185 буквенные обозначения не применяют в марках чугунов. Классы твердости чугуна с пластинчатым графитом по ИСО 185.
Чугун с шаровидным графитом (ЧШГ) является перспективным конструкционным материалом для изготовления ответственных деталей.
ЧШГ обладает комплексом физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств, что выгодно отличает его от других конструкционных материалов: *от стали – лучшей износостойкостью и антифрикционностью, более высокой коррозионной стойкостью и лучшей обрабатываемостью резанием;
*от чугуна с пластинчатым графитом (ЧПГ) – большей прочностью и пластичностью.
Благодаря высокой жидкотекучести, ЧШГ может быть использован для производства сложных по конфигурации деталей, получение которых ковкой и штамповкой затруднено, а иногда просто невозможно. Меньшая плотность ЧПГ (на 8 – 10 %) позволяет снизить массу деталей по сравнению с массой деталей из стали.
Замена ЧПГ на ЧШГ позволяет уменьшить в 1,5 – 2,0 раза толщины отливок и,тем самым, снизить массу деталей машин при одновременном повышении их надежности. Детали из ЧШГ можно подвергать всем видам упрочняющей термической обработки, применяющейся для стали с таким же, а иногда и большим успехом. Особенностью ЧШГ как конструкционного материала является высокое отношение условного предела текучести d0,2 к временному сопротивлению при растяжении dВ составляющее 0,6 – 0,7 (у стали 0,5 – 0,6), что важно для уменьшения расхода материалов и снижения массы машин.
Циклическая вязкость или демпфирующая способность материала гасить возникающие при работе механизмов вибрации у ЧШГ хотя и ниже, чем у ЧПГ, но значительно выше, чем у стали. Эта характеристика у перлито-ферритного ЧШГ при напряжениях 50 – 100 МПа составляет 4 – 6 %, в то время как у стали – 0,3 – 0,6 %.
По известному показателю временного сопротивления разрыву при растяжении можно определить пределы выносливости при растяжении и кручении различных чугунов: ЧШГ d-1 = (0,58 – 0,0002dВ) dВ, КЧ d-1 = (0,48 – 0,0002dВ) dВ, ЧПГ d-1 = (0,52 – 0,0003dВ) dВ.
Данные зависимости были получены на образцах диаметром 7,5 мм, изготовленных из заготовок диаметром или толщиной до 30 мм. Соотношение механических свойств чугунов с различной формой графита.
ЧШГ обладает высокой прочностью при сжатии dсж/dВ> 3, это обстоятельство связано с тем, что графит не влияет на сопротивление сжатию столь отрицательно, как на растяжение. Регламентация требований стандартов на ЧШГ практически везде одинакова. Кроме того, существует международный стандарт ИСО 1083, регламентирующий классификацию литейных чугунов с шаровидным графитом в соответствии с механическими свойствами материала. Отечественные марки чугунов с шаровидным графитом и их зарубежные аналоги.
По ГОСТ 7293–85 марка ЧШГ определяется показателями временного сопротивления разрыву dВ и условного предела текучести d0,2. Условное обозначение марки включает буквы ВЧ-высокопрочный чугун и числовое минимальное значение dВ в МПА* 10-1: ВЧ 50 ГОСТ 7293–85. Механические свойства ЧШГ обеспечиваются в литом состоянии или после термической обработки. Показатели относительного удлинения, твердости и ударной вязкости определяют только при наличии требований в нормативно-технической документации, и они должны соответствовать требованиям ГОСТа. В стандарте США ASTM А536 первое и второе числа в марке чугуна определяют временное сопротивление разрыву; первое – в (фунтах/кв.дюйм), а второе – округленная величина этого показателя в МПА* 10-1; третье число-минимальное значение относительного удлинения в процентах:, %. В стандарте Германии DIN 1693 марка чугуна, например GGG-60 обозначает следующее: G – литой, G – чугун, G – шаровидный, 60 – минимальное значение временного сопротивления разрыву в МПа* 10-1. В стандарте Великобритании BS 2789 буквенные обозначения не применяют. В стандарте Франции NFA 32–201 буквы FGS обозначают: F – литье, G – графит и S – шаровидный. В стандартах Франции и Великобритании указывается относительное удлинение в %. Если испытания на растяжение выполняются не на отдельных, а на приливных образцах, отливаемых совместно с отливкой, указанное обозначение дополняется буквой "А”.
Если к отливкам предъявляются требования по ударной вязкости при низкой температуре, указанные обозначения дополняются буквой "L”, сопровождаемой числом, соответствующим температуре испытания. Символы "L” и "А” могут сочетаться, например: FGS 350 – 22AL40.
Стандарт Японии JIS включает семь марок ЧШГ: FCD370 и FCD400 – ферритные, FCD450 и FCD500 – ферритно-перлитные, FCD600, FCD700 и FCD800 – перлитные чугуны. В международном стандарте ИСО 1083 буквенные обозначения не применяют. Стандарт содержит механические свойства, измеренные на образцах для испытаний, полученных из отдельно отлитых проб и отлитых вместе с отливкой. В марке чугуна может присутствовать буква "А”, свидетельствующая о том, что свойства были получены при испытании отлитых заодно с заготовкой образцов, буква "L”, если к отливке предъявляются требования по ударной вязкости.
Символы "L” и "А” могут сочетаться, например, 400–18AL.
В большинстве национальных стандартов на высокопрочные чугуны, регламентирующих механические свойства, химический состав чугунов не оговаривается. В стандартах всех стран, кроме России, Германии и США, приводятся контрольные пределы величин твердости. Остальные параметры чугунов, в том числе микроструктура, могут контролироваться по требованию заказчика. Количество графита преимущественно шаровидной формы, оговариваемое в большинстве национальных стандартов, колеблется в широких пределах от 70 % (Япония) до 90 % (США ASTM A395).
В стандарте ASTM А395 приведена единственная марка ферритного ЧШГ с контролем химического состава по основным элементам и твердости. Одним из основных критериев механики разрушения является критический коэффициент интенсивности напряжений (трещинностойкость) К1С (МПа* м1/2), который используют при расчетной оценке надежности деталей. Коэффициент К1с для стандартных марок ЧШГ.
Ценность показателя К1с как характеристики материала состоит в том, что его можно непосредственно использовать для расчета конструкций. Если известен коэффициент К1с, то можно вычислить допустимый размер трещины при заданном рабочем напряжении или, наоборот, допустимое рабочее напряжение при заданном размере трещин. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Категория: Металлы и сплавы | Просмотров: 22927 | | |
| Всего комментариев: 0 | |