На главную
Справочник конструктораполезный сайт для инженера-машиностроителя


СПРАВОЧНИК

МЕНЮ

Получение высокопрочного чугуна

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом или ВЧШГ – это конструкционный, который нельзя отменить высокими прочностными свойствами и хорошими эксплуатационными характеристиками.
Как известно, в чугунах форма зерна графита оказывает определяющее воздействие на прочностные характеристики материала.
В высокопрочном чугуне ВЧШГ графитные включения имеют шаровидную фигуру.
Вследствие чего ВЧШГ по механическим характеристикам много превосходит серый чугун и удачно конкурирует со сталью.

По сравнению с углеродистой сталью высокопрочный чугун имеет следующие преимущества : более низкую температуру плавления, что облегчает технологию плавки и делает ее дешевее ;
добрейшую еврей - котекучесть, что позволяет получать тонкостенные отливки, изготовле¬ние которых из стали затруднено ;
меньшую предрасположенность к образованию горячих трещин, что много упрощает технологию производства отливок и сокращает брак литья ;
меньшую плотность, что позволяет уменьшить массу автомобилей приблизительно на 8 — 10% ;
более высокую износостой¬кость, что увеличивает срок службы деталей автомобилей ;
лучшую обрабаты¬ваемость резанием, что снижает расход режущего инструмента.

Из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом изготавливают отливки развесом от десятых долей килограмма до нескольких десятков тонн.
Свойства ВЧШГ очень различны, поэтому высокопрочный чугун применяется : взамен серого чугуна — для удлинения срока службы отливок ( изложниц, прокатных валков, поршней, поршневых колец и др. ) ;
взамен стали — с целью упрощения и удешевления производства, сокращения числа металла и рационализации конструкции отливок ( коленчатых валов, траверс, шестеренок и др. ) ;
взамен цветных сплавов — целью сокращения расхода дефицитных металлов и снижения стоимости автомобилей.

Особенностями структуры матрицы высокопрочного чугуна с шаровидным графитом являются : а ) расположение феррита преимущественно в виде оторочек вокруг включений шаровидного графита ;
б ) тонче, чем у серого чугуна, строение пластинчатого перлита, часто напоминающее сорбитообразный перлит.
Излом высокопрочного чугуна с шаровидным графитом посветлее и мелкозернистый, чем серого чугуна.
Химический состав является одним из главных параметров при выборе чугуна для конкретной подробности.

Ковкий чугун содержит хлопьевидный графит ( рис.
2, б ).
Его получают из белого чугуна путем графитизирующего отжига ( том­ления ), при котором происходит распад цементита.
Хлопьевидный графит имеет почти равноосную компактную фигуру.
Этот чугун разделяют на марки : КЧЗО - 6, КЧЗЗ - 8, КЧ35 - 10, КЧ37 - 12, КЧ45 - 6, КЧ50 - 4, КЧ60 - 3, КЧ63 - 2.
В обозначение марки входят буквы КЧ ( ковкий чугун ), потом число — минимально допустимый предел крепости при растяжении ( кгс/мм 2 ), второе число — относитель­ное удлинение ( % ).

Рис.
Действие количества перлита в металлической основе на механическиесвойства высокопрочного чугуна В перлитном и ферритном ВЧ совершенно недопустим цементит, т.к.
даже очень жалкое его число понижает ударную вязкость до значения менее 1кгм/см2.
Исследования действия химического состава ВЧ на его механические свойства проводились на чугуне, выплавленном в лабораторных обстановках в индукционной печи, а также в разных производственных механизмах ( вагранки, дуговые электропечи ) на ряде фабрик Урала.
Во целых эпизодах употребляли данные только тех плавок, чугун которых располагал совершенно шаровидный графит и ферритную металлическую основу в литом состоянии или после отжига ( не более 10% перлита ).
Обобщенные итоги изображены на рис.
4, 5, 6, 7.

Да, без сомнений, получение высокопрочного чугуна для предприятий, имеющих в качестве основного плавильного агрегата ваграночные печи с низкой температурой расплава ( не более 1320 С ), а в случаях коксовых вагранок и из-за нестабильного высокого содержания серы, традиционные способы обработки этой задачи не решают.
Поэтому владельцы таких агрегатов даже и не берутся за выполнение заказов на изготовления высокопрочного чугуна и тем паче чугуна с вермикулярной формой графита, так как считают невозможным решение даной задачи без замены вагранок на индукционные печи.
Также многие предприятия применяют дуплекс процесс, используя дуговую печь для повышения тепературы.
Но как правило все же предприятия вынуждены менять ваграночные печи на индукционные, при этом естественно неся крупные инвестиционные затраты.

Сочетание довольно длинных механических характеристик и повышенной теплопроводности делает ЧВГ перспективным материалом для отливок, действующих в условиях термоциклирования при существенном перепаде температур и испыты - вающих большие термические нагрузки, например в дизелестроении, в производстве деталей металлургического оборудования и т.д.
Экономически выгодно применять ЧВГ взамен серого чугуна в деталях общего машиностроения, служащих при повышенных циклических механических нагрузках.
При этом не только значительно ( на 30 - 40% ) снижается металлоёмкость изделий, но и повышается их эксплуатационная надежность.
Особенно важный эффект дает применение ЧВГ для изготовления крупногабаритных деталей тяжелых металлорежущих станков и кузнечно - прессового оборудования.
Хорошие литейные свойства ЧВГ позволяют применить его взамен высокопрочного чугуна с шаровидным графитом при получении сложных низкотехнологичных отливок, в которых трудно предотвратить образование усадочных дефектов.

Включая небольшое сопротивление отливок из серого чугуна растягивающим и ударным нагрузкам, следует использовать сей материал для подробностей, которые подвергаются сжимающим или изгибающим нагрузкам.
В станкостроении это – базовые, корпусные детали, кронштейны, зубчатые колеса, ведущие ;
в автостроении - блоки цилиндров, поршневые кольца, распределительные валы, диски сцепления.
Отливки из серого чугуна также используются в электромашиностроении, для изготовления товаров народного потребления.

Химический состав высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293 - 85.
: C углерод при толщине стены до 50 мм 3, 3 - 3, 8% ;
C углерод при толщине стены от 50 до 100 мм 3, 0 - 3, 5% ;
C углерод при толщине стены более 100 мм 2, 7 - 3, 2% ;
Si кремний при толщине стены до 50 мм 1, 9 - 2, 9% ;
Si кремний при толщине стены от 50 до 100 мм 1, 2 - 1, 7% ;
Si кремний при толщине стены более 100 мм 0, 5 - 1, 5% ;
Mn марганец 0, 2 - 0, 6% ;
ĺ°?
r хром 0, 1% ;
S менее 0, 02% ;
P фосфор менее 0, 1%.
Механические свойства высокопрочного чугуна ВЧ 50 ГОСТ 7293 - 85 : лимит крепости ( временное сопротивление ) σ в ВЧ 40 = 400 Мпа ;

Испытания ЭМ в чугунолитейном производстве ОАО "АВТОВАЗ" проводились с ноября 2007 г. по январь 2008 г. при получении широкой номенклатуры отливок из ВЧШГ.
Целью работы являлось понижение себестоимости операции вторичного графитизирующего модифицирования, а также исключения дефектности отливок по отбелу и нарушению ССГ, владеющим место при использовании брикетов.
Элементы неизменные массой 55 г применялись взамен ФС75л3 кусковой фракции массой 150…200 г или брикетов БрФС65Ба1 массой 170 - 220 г. Технологические условия производства и массовая часть отдельных элементов главной партии ЭМ ( партия №1 ) приведёны в табличке 4.

Нынче есть волеизъявление - ваграночные печи могут служить Вам и для получения сфероидального чугуна и чугуна с вермикулярной формой графита!
Такая возможность прежде всего предоставляется благодаря специальному материалу "чипс - модификаторам", издаваемому в компании НПП.
Из ваграночного чугуна можно получать высокопрочный чугун феррит - перлитной структуры марки ВЧ - 50, а также чугун с вермикулярным графитом.
При этом специальные составы модификаторов в то же самое время работают и над образованием формы графита и выполняют функцию делульфуратора.
Данное свойство "чипс - модификатора" - работа при невысоких температурах было явно специалистами НПП сравнительно недавно, что показывает новейшее перспективное течение и дает многим предприятиям возможность освоение новых изделий из сфероидального чугуна при этом не неся дополнительных затрат на модернизацию плавильных агрегатов.
По всем проблемам вращайтесь в Отдел Внедрения компании НПП egor@npp.ru.


Справочник конструктора - Все что нужно любому конструктору! ©2008-2018