Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Отчёт по лабораторной работе № 3

Кафедра машиностроения

Тема: Микроструктурный анализ чугунов

 

Выполнил: студент гр. ГМ-11 _____________ /Королев Р.И./

(подпись) (Ф.И.О.)

 

 

ОЦЕНКА: _____________

 

Дата: __________________

 

 

Проверил: ассистент ____________ /Лавренко С. А./

(должность) (подпись) (Ф.И.О.)

 

 

 

Санкт-Петербург

Цель работы: получить навыки в проведении микроструктурного анализа чугунов.

 

Общие сведения:

 

Чугуны – сплавы железа с углеродом при содержании углерода от 2,14 до 6,67 %.

В зависимости от того, в каком виде углерод выделяется из расплава все чугуны подразделяются на белые и серые.

 

У белых чугунов весь углерод находится в форме цементита, у серых – весь или в большей части в виде графита.

 

Белые чугуны – очень твердые, хрупкие, не поддаются обработке резанием и по этой причине не находят практического применения.

 

2 условия образования серых чугунов:

1. медленная скорость охлаждения расплава

2.наличие в расплаве достаточного количества кремния, как элемента способствующего процессу графитизации углерода.

 

В обычных условиях графитовые включения серых чугунов имеют форму пластинок.

В зависимости от содержания кремния в сплаве углерод переходит в графит весь или только частично.

 

При большом содержании кремния получается структура, состоящая из металлической ферритной основы и графитовых включений (рис. 1.а). Это так называемый серый ферритный чугун.

При меньшем содержании кремния в сплаве часть углерода выделяется в виде цементита с образованием ферритно – перлитной металлической основы (рис. 1.б) или перлитной основы (рис. 1.в).

 

 

а б в

 

рис.1. Структура серых чугунов:

а) ферритных

б)феррито-перлитных

в) перлитных

 

Серый чугун является самым дешевым металлическим конструкционным материалом: хорошо обрабатывается резанием, обладает достаточной прочностью и по этим причинам широко используется как конструкционный материал. В то же время он совершенно не пластичен и не выдерживает ударных воздействий.

 

Для придания серому чугуну стойкости к ударным нагрузкам, изменяют форму графитовых включений в нем с пластинчатой на шарообразную. Графитовые включения такой формы являются меньшими концентраторами напряжений, способствующих разрушению материала при ударе. Это достигается добавлением в расплав специальных модификаторов – магния или церия.

 

Серые чугуны с шарообразной формой графитовых включений называются высокопрочными.

 

В зависимости от содержания кремния в сплаве эти чугуны также могут иметь ферритную (рис. 2.а), феррито-перлитную (рис. 2.б) или перлитную (рис. 3.в) металлическую основу.

 

 

а б в

 

рис.2. Структура высокопрочных (серых) чугунов:

а) ферритных

б)феррито-перлитных

в) перлитных

 

Для получения тонкостенных чугунных изделий, стойких к ударным воздействиям, отливку изделия получают не контролируя скорость охлаждения, что приводит к образованию белого чугуна.

 

Затем эту отливку подвергают графитизирующему отжигу при 9500С в течении 10 часов. В результате отжига цементит белого чугуна превращается в графит, имеющий форму хлопьев.

Такие графитовые включения также являются низким концентратором напряжений, а чугун с хлопьеобразной формой графита называется ковким.

В зависимости от содержания кремния в сплаве он также может иметь ферритную (рис. 3.а) ферритно-перлитную (рис. 3.б) или перлитную (рис. 3.в) металлическую основу.

 

а б в

 

рис.3. Структура ковких (серых) чугунов:

а) ферритных

б)феррито-перлитных

в) перлитных

Серые чугуны обозначаются буквами СЧ (серый) ВЧ (высокопрочный) КЧ (ковкий) с 2 группами цифр, первая из которых – предел прочности [кгс/мм2], а вторая – относительное удлинение материала в %.

 

У серых чугунов как необладающих пластическими свойствами, вторая группа цифр отсутствует.

Например: СЧ 25; ВЧ 30 – 8; КЧ 40 – 10.

 

 

Таблица 1

Химический состав и механические свойства чугунов

 

Графитовые включения Марка чугуна sв раст, МПа s0,2, МПа sизг, МПа d % НВ С,% Si,% Mn,%
Ф CЧ10 - - 3,6 2,4 0,7
Ф+П СЧ25 - - 3,3 1,8 0,8
П СЧ35 - - 2,9 1,6 0,9
Ф ВЧ38-17 - 3,2 1,5 0,4
Ф+П ВЧ50-7 - 3,2 1,4 0,5
П ВЧ1200-2 - 3,2 1,2 0,6
Ф КЧ35-10 - - 2,6 1,2 0,6
Ф+П КЧ45-7 - - 2,7 1,1 0,6
П КЧ80-1,5 - - 1,5 2,8 0,9 0,6

 

Вывод: в зависимости от формы графитовых включений изменяются твердость, хрупкость, пластичность, способность обрабатываться резанием, а именно: при переходе от пластинчатой формы к шарообразной и хлопьевидной - твердость и хрупкость уменьшаются, а пластичность и способность обрабатываться резанием – увеличиваются.

Чугуны с включениями пластинчатого, шаровидного и хлопьевидного графита при переходе от ферритной к перлитной металлической основе увеличивают прочность, хрупкость, а пластичность – уменьшается.

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.