Справочник по машиностроительным материалам - Сидуля П.Н.
Скачать (прямая ссылка):
«Гм/см1___
I
С*
5п
о
\ \ 5% перлита
30%
\50%
100%
450 400 -50 О 50 °С
Фиг. 41. Влияние содержания перлита в структуре чугуна с шаровидным графитом на смещение порога хрупкости.
I
I I
,-2
_
460 -80
О
Фиг. 42. Влияние концентрации напряжений на смещение порога хрупкости чугуна с шаровидным графитом: /—образцы 9.5 X 9,5 мм без надреза; 2—обраацы 12.7Х 19 мм с надрезом глубиной 6.3 мм.
В табл. 16 приведены результаты испытания па ударную вязкость образцов сечением 10 X 10 мм с надрезом глубиной 2 мм и без надреза сечением 9,5 X 9,5 мм. Сослав испытанных чугунов приведен в табл. 17.
Значительное повышение вязкости высокопрочного чугуна при пониженных температурах может быть достигнуто частичпой заменой кремния никелем, являющимся, как и кремний, графитизируютим элементом и элементом, упрочняющим феррит. В США, Канаде и Англии легирование чугуна никелем достигается применением никель-магниевой лигатуры при модифицировании чугуна.
122
ГО^ОСТЬ^ПТОіД и СПОСОБЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЗАГОТОВОК
16. Ударная вязкость высокопрочного чугуия в пя-шпм »
______ 1 чу1упа в вязком и хрупком состоянии |8|
Вид чугуна
Механические свойства
Ударная вязкость в кГм/см2
ор *0Л
в к Г/мм9
С шаровидным графитом
В вязком состоянии
Без над реза
С над резом
40.2
25.3
28
12,3 12,0
В полухрупком состоянии
2.4 2.4
43.3
28,7
26
10.4 12.4
В хрупком состоянии
0.5 0.5
49.0
34,3
23
С пластинчатым графитом
14,0
1.5
1.2 2.6
0.5 0.6
резом
р. 'Iм с 4 а « и с. Сечение образцов без нячпмя л о*;VII )м 1,0 х (1.0—0,2) см. надреза и.Уохо,&> см. а образцов
0.2 0.2
0.3 0,3
с над.
17. Химический состав чугунов, приведенных в табд 16
Вид чугуна
^5 /
с: -В4 с
о, с_
В вязком состоянии . .
В полухрупком
состоянии
В хрупком со-
' стоянии *.
С пластинчатым гра фитом . .
Содержание элементов в %
С Ні Мп р N1 Се
3.27 1,90 0.43 0.012 0,027 0,63 0,064 0.028
334 2.08 0.60 иди 6 0,095 0.66 0.057 0,028
3.30 266 0.65 0,014 0.10 0,64 0.056 0,028
3.33 1,58 0.75 0.105 0.061 - — -
18. Режимы термической обработки чугуна с шаровидным графитом уменьшающие хрупкость при пониженных температурах
Индекс на фиг. 43
1
2
3
Время иыдержкн п час. при температуре обработки в °С
800
Я50
?00
Индекс на фиг :з
иремя выдержки в час. при температуре обработки в °С
т 800 850 «00 690
16 4 — оті 20 16
16 | 5 - 20 16
16 6 20 —- — 16
КОНСТРУКЦИОННАЯ ПРОЧНОСТЬ ЧУГУНА
123
с;
1«
Другим путем снижения содержания кремния в высокопрочном чугуне с целью повышения его вязкости при пониженных и низких температурах является повышение содержания углерода Сопутствующее этому повышение содержания шаровидного графита в структуре чугуна практически не ухудшает его статические прочностные свойства и заметно улучшает ряд динамических свойств.
Простым и доступным способом уменьшения хрупкости высокопрочного чугуна является его термическая обработка. На фиг. 43 показано влияние различных режимов термической обработки на смещение порога хрупкости в сторону более низких температур. Соответствующие режимы термической обработки приведены в табл. 18.
Циклическая вязкость ха растеризует способность материала гасить вибрационные колебания. В связи с тем что вибрация представляет собой циклически повторяющиеся напряжения материала в области упругих деформаций, рассмотренное выше «неупругое» поведение чугуна с образованием гнетерезисных петель обусловливает высокую его циклическую вяз-кость. Чем больше площадь гнетерезисных петель, тем больше способность чугуна превращать энергию вибрации в тепло, выделяемое вследствие внутреннего трения.
Циклическую вязкость в процентах принято выражать как удвоенный логарифмический декремент затухания колебаний ф5
Циклическая
{27* і [62ср і*
Ні Г 1 1
/ 2> уз /
1\ А /// у
Фиг. 43. Влияние термической обработки на смещение порога хрупкости магниевого чугуна. содержащего 3.62% С; 1.82% <й; 0.17% Мп; 0,03% 8; 0.028% Р; 0,60% N1; 0.042% М#
0.005% Се.
= 25 вязкость
15
10
с пластинчатой и шаро-отсутствуст граничная кривым для стали
изменяется с ростом напряжения различно для различных материалов.
На кривой для стали марки 45 циклическая вязкость резко меняется при напряжении около 9 кЦшР.
На кривых для чугуна видной формой графита амплитуда, свойственная (фиг. 44) |28].
У чугуна циклическая вязкость сильно растет с ростом напряжений, начиная с самых малых амплитуд, причем у чугуна с пластинчатым графитом это явление выражено сильнее, чем у чугуна с шаровидным графитом.
Величину циклической вязкости обычно определяют при напряжении, равном 1/8 предела текучести при растяжении.
Величина циклической вязкости для стали марки 45 составляет около 3,5% при касательном напряжении, равном одной трети предела текучести при растяжении; для высокопрочного чугуна она равна
10—13% при х = 4- а0.2. а ДЛЯ чугуна СЧ 21-40 она
