Модифицированный чугун с глобулярным графитом

___Главный металлург нашей компании “ТехноИнжениринг.РФ” пишет для повышения квалификации специалистов по термической обработке металлов: 
___Модифицированный чугун с глобулярным графитом отличается от серого и ковкого чугуна более высокой прочностью. Содержание графита в модифицированном чугуне такое же, как в сером, различна только его форма. Свойства модифицированного чугуна зависят от термической обработки. Максимальное количество феррита в структуре наблюдается после выдержки в течение 1—5 ч (в зависимости от толщины отливки) при температуре 700°С. При более высокой температуре (870—925°С) с теми же выдержками первичный цементит распадается с образованием графита. Дальнейшее медленное охлаждение чугуна со скоростью 25—50°/ч до температуры 700°С и выдержка при этой температуре в течение 3—5 ч приводят к образованию графитных выделений глобулярной формы. Основа такого чугуна остается ферритной.
___Для получения отливок со структурой перлита и глобулярной формой графита применяют режим: нагрев до температуры 870…900°С, выдержка и охлаждение на воздухе. Свойства отливок зависят от химического состава, количества перлита и его вида. Закалку отливок производят при температуре 870—925°С с охлаждением в воде или масле, затем подвергают отпуску. Твердость закаленного чугуна зависит от содержания углерода в матрице, но несколько ниже, чем закаленной среднеуглеродистой стали. Для повышения прокаливаемости чугуна необходимо повышать температуру нагрева перед закалкой.
___После нормализации или закалки с отпуском чугун имеет твердость в пределах НВ 200—400, а в отожженном состоянии — НВ 130—275. После закалки ТВЧ или газопламенной чугун имеет твердость HRC 53—58. После закалки глобулярный чугун имеет структуру мартенсита. Путем легирования никелем и хромом получают аустенитный глобулярный чугун. Он отличается повышенной коррозионной стойкостью.
___Представляет практический интерес зависимость твердости чугуна от содержания в нем связанного углерода, т.е. углерода, входящего в химическое соединение Fe3C (цементит). В литературе приводятся данные, подтверждающие эту зависимость.
___Из данных таблицы видно, что количество связанного углерода с повышением температуры в обычном сером чугуне (до 870°С) и в легированном (до 810°С) сначала понижается, а за пределами этих температур – повышается. В такой же зависимости находится и твердость. Это объясняется образованием мартенсита.
___Глобулярный чугун находит широкое применение при изготовлении деталей самолетов, автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, в тяжелом машиностроении, судостроении, в нефтяной, угольной промышленности и т.д. Из глобулярного чугуна отливают детали различного веса, например, коленчатые валы автомобильных и тракторных двигателей, инструмент для тракторов, поршни и гильзы двигателей, шестерни бетономешалок, башмаки и опоры прессов и молотов, картеры и рамы электродвигателей, трубы судовых компрессоров, якорные звенья, зубчатые колеса подъемных механизмов, ролики ткацких станков, клапаны насосов, детали прокатных станов и пр.
___Перлитный глобулярный чугун получают термической обработкой с длительной выдержкой при температуре отпуска, что и обусловливает глобулярную форму включений графита. При нагреве чугуна графит переходит в твердый раствор с трудом, а это ограничивает эффект закалки; поэтому рекомендуется перед нагревом под закалку, особенно при индукционном и газопламенном нагреве, подвергать отливки еще одному медленному нагреву до 1100°С для растворения графита в аустените. После соответствующей выдержки при этой температуре производят медленное охлаждение, с печью. Отожженные отливки подвергают снова нагреву и охлаждают в масле.
___Закалку чугуна производят при температуре не выше 850°С во избежание получения большого количества остаточного аустенита. При индукционном и газопламенном нагреве для закалки применяется вода.
___Закаливаемость легированного чугуна зависит от содержания хрома, никеля и молибдена. Закаленные отливки отпускаются при различных температурах в зависимости от ТУ. При обработке деталей из чугуна широко применяется индукционный и газопламенный нагрев, в частности, при обработке направляющих токарных станков. Для получения максимальной твердости применяют иногда практический прием: спреер устанавливают не за индуктором, как обычно, а впереди индуктора, направляя струю навстречу движущемуся индуктору.
___Детали из модифицированного легированного чугуна, например, гильзы, цилиндры двигателей, подвергают обработке паром и сульфидированию для лучшей прирабатываемости в начальный момент работы двигателя.
___Гильзы, так же как и поверхность цилиндров, часто подвергают индукционной закалке с последующим обязательным отпуском для получения трооститовой структуры. Закаленный чугун без отпуска плохо сопротивляется износу, поскольку мартенсит хрупок, и при больших давлениях поршневых колец выкрашивается, образуя тончайший абразив, попадающий в масло. Чугунные отливки из модифицированного чугуна подвергают часто и изотермической закалке.
___В зарубежной практике изотермическая обработка чугунных отливок является обязательной. Поэтому при литейных цехах, где производится отливка деталей из модифицированного чугуна, организуют термические отделения, оборудованные обычными термическими печами различных конструкций. При массовом производстве преимущественно используют тоннельные печи с толкателями, а при серийном — камерные печи. Как правило, печи имеют радиационный нагрев, защитную экзо- или эндотермическую атмосферу и вентиляторы для перемешивания атмосферы.
___Для деталей, работающих на износ, рекомендуется чугун следующего состава: углерод (общий) — 3,39—3,63%; графит – 2,5—2,55%; связанный углерод — 0,86—0,89%; 0,37—0,44% Мn; 1,24—1,42% Si; 0,35—0,50% Сr; 1,32—1,44% Ni; 0,117—0,30% S; 0,297—0,448% Р.
___Из такого легированного чугуна изготовляют распределительные валики, шестерни, эксцентрики и другие детали. Для повышения износостойкости рекомендуется подвергать чугунные отливки нитроцементации. В этом случае отливки предварительно подвергают отжигу при температуре 550—600°С. Нитроцементация производится в цианистой ванне при температуре 570°С в течение 90 мин с последующим охлаждением на воздухе; глубина слоя равна 0,05 мм. В структуре нитроцементованного слоя не наблюдается игл нитридов. Это объясняется растворимостью азота в присутствии Si и Мn. Структура чугуна — перлит + включения графита.
___Необходимо напомнить, что нагрев чугунных отливок должен производиться с большей предосторожностью, чем- стальных деталей, ввиду неоднородной структуры чугуна (коэффициенты расширения отдельных составляющих структуры разные, и эго может привести к образованию микротрещин).
___ 
___________________________________________
Запись опубликована в рубрике Философия науки в промышленности с метками . Добавьте в закладки постоянную ссылку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *