ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основные сведения о металлах из "Холодная штамповка Издание 3 " Металлы и сплавы являются основными материалами в современном машиностроении. Большинство из них обладают достаточной прочностью и твердостью, высокой электро- и теплопроводностью. Большинство металлов и сплавов пластичны, т. е. обладают способностью необратимо, не разрушаясь, изменять свою форму под действием внешних сил. [c.22] В твердом состоянии металлы и сплавы имеют кристаллическое строение. Их атомы расположены в определенном порядке и образуют элементарные ячейки различной формы. Расстояния между атомами очень малы и измеряются десятимиллионными долями миллиметра. [c.22] В машиностроении чистые металлы почти не применяют, а используют главным образом их сплавы. Металлы и сплавы подразделяют на черные (например, сталь, чугун) и цветные (медь, алюминий, цинк, свинец, олово и др.). [c.22] Чугун — это сплав железа с углеродом, которого в сплаве содержится от 2,14 до 4,3%, иногда до 6,7%. Кроме углерода, чугун содержит кремний 51 (0,5—4,5%), марганец Мп (0,5—3,5%) и вредные примеси — фосфор Р (0,1—0,2%) и серу 5 (до 0,08%). Сера и фосфор попадают в чугун из руд и во время выплавки чугуна их удалить полностью не удается. [c.22] Чугун выплавляют из железных руд в доменных печах. Этим способом получают передельные чугуны, которые затем переплавляют в сталь в сталеплавильных печах, и литейные чугуны, которые разливают в формы и получают чугунные чушки. Они служат исходным материалом для литья чугунных деталей в литейных цехах. [c.22] По структуре, т. е. в зависимости от того, в каком состоянии 4,оляется углерод, различают белые, серые и ковкие чугуны. [c.23] Белые чугуны вследствие наличия в их структуре цементита (карбида железа РезС) отличаются большой твердостью, износостойкостью на истирание и хрупкостью. Их применяют для изготовления износостойких деталей (тормозных колодок и др.). [c.23] Серые чугуны содержат углерод в виде мелких пластин г рафита. Механические свойства графита низки, поэтому чем крупнее пластины графита в сером чугуне, тем ниже его механические свойства. Серые чугуны обладают высокими литейными свойствами, хорошо обрабатываются резанием механические свойства у них значительно хуже, нежели у стали. Серые чугуны применяют для изготовления станин, корпусов, стоек и других деталей. [c.23] Для улучшения механических свойств чугун модифицируют, то есть за несколько минут до заливки его в форму в ковш вводят примерно 1% модификатора, например ферросилиция или алюминия. Модификатор обеспечивает измельчение пластин графита, что повышает механические свойства чугуна. Легирование, то есть добавление хрома, марганца, никеля, молибдена также повышает прочность серого чугуна. [c.23] Ковкий чугун получается при продолжительном отжиге белого чугуна, во время которого цементит РезС разлагается, образуя феррит и углерод отжига. Такой углерод имеет форму хлопьев и обладает большой пластичностью. Ковкий чугун по сравнению с серым чугуном отличается повышенной прочностью на растяжение и более высоким сопротивлением ударным нагрузкам. Однако ковать его нельзя. Его используют главным образом для получения мелких фасонных отливок. [c.23] Ковкий чугун обозначается буквами КЧ с указанием предела прочности при растяжении и относительного удлинения. Например, КЧ 37—12 — ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 37 кГ1мм (370 Мн1м ) и относительным удлинением 12%. [c.23] Из серого модифицированного чугуна отливают плиты штампов, крупные детали некоторых прессов (ползуны, станины и др.). Отдельные мелкие детали прессов (например, рукоятки, маховички) отливают из ковкого чугуна. [c.23] Выплавка стали из чугуна заключается в выжигании (окислении) избытка углерода, серы, фосфора и других элементов. Окисление осуществляется кислородом. Получающиеся окислы связываются между собой непосредственно или с помощью флюсов и образуют шлак, который всплывает на поверхность расплавленного металла и удаляется. Часть продуктов окисления в виде газов удаляется в атмосферу. [c.24] В качестве флюсов применяют известняк, кварцевый песок п другие материалы. Для придания повышенной прочности, пластичности, вязкости и других свойств при плавке в сталь добавляют легирующие элементы хром, вольфрам, никель и др. [c.24] Основные способы получения стали. К основным способам получения стали относятся конверторный, мартеновский, электрометаллургический. [c.24] Конверторный способ выплавки стали наиболее производителен. Его широко применяют в современной металлургии. Конверторный процесс может быть кислым и основным. В том и в друго.м случае чугун заливается в вертикальную печь — конвертор, имеющую сверху коническую часть. Туда же вводят легирующие добавки, флюсы и др. В конвертор сверху по специальной трубе подают кислород. При этом происходит выжигание из чугуна части углерода и вредных примесей. Кроме того, частично выгорают и легирующие элементы. Продукты сгорания и окисления связываются флюсами и образуют шлак. [c.24] Применяют кислый и основной способы плавки стали, которые различаются составом флюсов и огнеупорной футеровки (внутренней кладки конвертора или мартеновской печи). [c.24] При мартеновском способе сталь выплавляют в печи-йанне, которая нагревается пламенем сжигаемого газа или мазута. Исходными материалами служат чушковый или жидкий чугун, а также чугунный и стальной лом — скрап, флюсы и легирующие присадки. Этими материалами загружают ванну печи, над которой обычно сжигают газ. Температура в ванне достигает 1700—1800°С. Этот процесс менее производителен по сравнению с конверторным, но сталь получается с более точным химическим составом. [c.24] По назначению стали делят на конструкционные, инструментальные и специальные (нержавеющие, жаропрочные и др.). [c.25] Вернуться к основной статье