Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
Вредное влияние серы парализуется марганцем, который в соединении с серой даст сернистый марганец — весьма тугоплавкое соединение, всплывающее в шлак и частично остающееся в отливках в виде неметаллических включений.
При определении степени графитизании чугуна влияние серы обычно на принимается во внимание, если в чугуне достаточно марганца для нейтрализации серы. Это условие практически удобно и реально определяется выражением Мп = 2Б + 0.2 (содержание Мп и Б в процентах), которое принято называть балансом. Если количество серы в чугуне превышает условие равновесия, надо учитывать ее влияние, в противном случае надо учитывать влияние марганца.
М а р г а и е ц легко растворяется в железе и относится к полезным примесям. Он действует на структуру чугуна следующим образом. При содержании до 0,4% влияние не сказывается, так как это количество находится в пределах баланса или близко к нему; при наличии марганца в количестве до 1,0% сверх баланса, т. е. до 1,25—1.35%, он при охлаждении затрудняет превращение аустснита в феррит и графит, т. е. способствует образованию" перлита. Если количество марганца превышает эту величину, склонность чугуна к отбелу повышается.
При отжиге белого чугуна на ферритный ковкий чугун содержание марганца соответствует равновесию и обычно составляет не более 0,4%; при производстве перлитных серого, ковкого и высокопрочного чугунов содержание марганца превышает баланс и доходит до 1,0% и даже более.
По-ипому приходится подходить к определению допустимого содержания марганца в магниевом чугуне с ферритпой основой. Магний легко связывается с серой поэтому весь содержащийся в чугуне марганец не идет на связывание серы и имеет возможность оказывать свое самостоятельное воздействие. По этой причине для получения феррптного чугуна содержание марганца не должно превосходить 0,2%
Углерод и кремний усиливают графитизашио как в первой, так и во второй стадии. В первой стадии графитизации сильнее влияние кремния, а во второй — углерода.
Сумма этих элементов определяет характер металлической основы и количество графита, ослабляющего прочность металлической основы. Максимальное количество углерода лимитируется тем, что ухудшаются прочностные свойства чугуна а минимальные количества лимитируются значительным понижением литейных свойств. Обычно в чугунах с наинизшими прочноеI нымп свойствами количество углерода достигает 3,8%, а в чугунах с наивысшими прочностными свойствами не бывает ниже 2,4%. Требуемое количество кремния зависит от толщины отливки и требуемой степени графитизации чугуна.
Определение состава и структуры чугуна при литье
в песчаные формы
Определение требуемого количества кремния и углерода при литье в сырые формы может быть произведено по формуле |4]
0.5 (Ссв 4- К)' (3>
С достаточной для практических целей степенью точности можно принять следующие значения для указанных величин:
/1г — 6.3 — \% Т, где Т — толщина отливки в мм; Л'=0,9-г- 1,0 для серого ферритно-перлитного чугуна: *
Л'= 1,0-г~ 1,? для серого перлитного чугуна; " '
К =* 0,3 -г- 0,5 для половинчатого чугуна, подлежащего модифицированию; К ~ 2,8 -т- 2,2 для белого чугуна, подлежащего отжигу на ковкий.
НИШППЫ!' ФЛИОИ.!. 1Г11Г.1ЮШИ1 11А СТРУКТУРУ ЛИИЛ1
41
Ббльшие шачепни Л следует брать для отливок, в которых должно быть обеспечено наибольшее количество Ссд дли данного вида чугуна.
Для удобства при расчетах в табл 16 приведены значения величины Ат для наиболее ходовых толщин изделии
Hi. Зависимость коэффициента Ат от толщины стенки отливки
Толщина отливки 5 10 1Г> 20 25 30 •10 50 60 75 100 125
^\ *J • ••••••• 5,6 5,3 5,1 5.0 4,9 4,8 4,7 4.6 4.5 44 4.3 4.2
•
По формулам (1) и (3) была построена номограмма (фиг. 73), которая устанавливает не только зависимости между структурой и составом чугуна, но также связывает эти зависимости с прочностью серого чугуна.
Номограмма представляет собой сочетание трех диаграмм, дающих зависимости между зерч Соб, Ссв\ между толщиной стенки, СО0 и (Лг — Об); между Si и {Аг —
Соб)«
Номограмма построена следующим образом. На первой оси ординат даны значения z„p серого чугуна, а на верхней оси абсцисс даны значения Ссв и соответствую щие проценты феррита и перлита. Идущие от оси ординат линии характеризую!' зависимость между Соб, Оер* Ссв> процент феррита, процент перлита и Ив- Эти линии указывают на то, что чем меньше Ссв при данном Q>6. тем ниже znp. В середине номограммы имеется вторая ось ординат, дающая значения 6,3 — (lg Т — Соб). Эта ось ординат является общей для нижней левой оси абсцисс, дающей значения толщин отливки в миллиметрах и правой оси абсцисс, дающей значения требуемого процента кремния. Кривые линии, идущие слева от общей оси ординат, дают зависимость между С0б, толщиной отливки и этой осью. Прямые линии (лучи), идущие справа от общей оси, показывают зависимость между Сса. Si и общей осью ординат. При пользовании номограммой общей осью ординат оперировать не приходится; она требуется только при построении номограммы.
Примеры пользования расчетной номограммой (фиг. 73 и 74). Для серого чугуна требуемое может быть определено при заданных с«р и структуре металлической основы (Сев) путем пересечения перпендикуляров 1 и 2 (фиг. 74), проведенных от первой оси ординат и верхней оси абсцисс. Линия, проходящая через точку пересечения этих перпендикуляров, дает ответ на поставленный вопрос Наоборот зная С^б и Сев. можно определить прочность данного чугуна.
