ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Чугун для работы в условиях абразивного износа из "Материалы в машиностроении Выбор и применение Том 4 " Износостойкость чугуна при абразивном воздействии зависит от его микроструктуры (микротвердости, формы, взаимного расположения и количества структурных составляющих). Основные структурные составляющие чугуна располагаются по возрастанию микротвердости в следующем порядке графит, феррит, перлит, аустенит, мартенсит, цементит, легированный цементит, специальные карбиды хрома, вольфрама, ванадия и других элементов, бориды. Износостойкость находится в сложной зависимости от количественного соотношения и распределения твердой. [c.170] Различные виды износостойкого чугуна, предназначенного для работы в условиях абразивного воздействия, по типу структуры и химическому составу можно разделить на следующие группы серый, отбеленный и белый (нелегированный, низколегированный, никелехромистый мартенситный чугун нихард, высокохромистый). [c.171] В условиях абразивного износа серый чугун находит ограниченное применение из-за низкой износостойкости, которая объясняется присутствием в структуре очень мягкой составляющей — графита, обладающей чрезвычайно низкой прочностью. [c.171] Износостойкость может быть увеличена за счет получения мартенситной структуры — наиболее твердой из возможных состояний металлической основы чугуна, либо за счет получения игольчатой структуры, отличающейся весьма высокой износостойкостью. [c.171] Серый мартенситный чугун (табл. 1) применяют в случаях, когда деталь, подвергающаяся абразивному износу, имеет большой объем сложной механической обработки. Он обрабатывается резанием несравненно легче, чем отбеленный и белый. Образование мартенсита достигается за счет легирования и термической обработки. [c.171] В чугуне 1 (см. табл. 1) мартенсит (микротвердость около 70QHV) образуется в литом состоянии без термообработки, за счет легирования никелем. Чугун 3 в литом состоянии содержит в структуре значительные количества мягкого аустенита и сравнительно легко обрабатывается после механической обработки детали подвергаются отпуску, во время которого аустенит превращается в мартенсит, твердость чугуна повышается до 380—420 НВ, а с ней и износостойкость. [c.171] Получение мартенсита в обычном сером чугуне объемной закалкой в воду для большинства деталей невозможно из-за образования закалочных трещин при резком охлаждении. Легирование чугуна марганцем и молибденом позволяет получать мартенсит при закалке на воздухе, не вызывая в детали значительных напряжений. [c.172] Содержание марганца в зависимости от толщины стенки выбирают по диаграмме (рис. 1) в области между АА и ВВ. В литом состоянии чугун при этом составе имеет перлитную матрицу и легко обрабатывается резанием предел прочности при растяжении около 30 кПмм после закалки на воздухе от 845—870° С предел прочности при растяжении составляет 50 кПмм . Высокая износостойкость может быть получена непосредственно в литье в этом случае содержание марганца должно быть выше линии СС. [c.172] Серый мартенситный чугун применяют для рабочих органов насосов, перекачивающих пульпы с абразивом невысокой твердости (гипс, известняк, торф, зола торфа) [4]. [c.172] Серый чугун с игольчатой структурой является одной из разновидностей износостойкого чугуна с небольшой степенью легирования молибденом и никелем (табл. 2). [c.172] Чугун с игольчатой структурой имеет НВ 260—320 и хорошо обрабатывается. Его применяют для изготовления гильз электродообмазочных прессов, проводок для проволочных станов, штампов, сепараторов для подшипников и др. [c.173] Высококремнистый чугун, известный под названием ферросилид, используют в случаях, когда подвергающаяся износу деталь работает в условиях одновременного воздействия коррозионных реагентов, не обладающих восстановительными свойствами. [c.173] Сравнительно высокая износостойкость ферросилидов обусловливается предельным насыщением а-твердого раствора кремнием и образованием твердых интерметал-лидных фаз — силицидов, в результате чего, несмотря на наличие мягкого графита, твердость ферросилидов составляет 300—460 НВ. Из операций механической обработки этого чугуна доступна лишь шлифовка. При необходимости выполнить отверстие с резьбой, шпонки и другие профили, которые нельзя получить литьем с последующей шлифовкой, в форму заливают вставки из стали или бронзы. [c.173] Этот тип чугуна более известен как коррозионно-стойкий, и подробные данные о химическом составе, физико-механических свойствах приведены на стр. 204. [c.173] Аустенитный серый нержавеющий чугун (никелевый, никель-медистый и никель-медисто-хромистый) отличается повышенной износостойкостью в условиях совместного воздействия повышенных температур и агрессивной среды (например, для гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания). Подробнее о чугуне этого типа см. на стр. 227. [c.173] Химический состав чугуна для отбеленных прокатных валков приведен в табл. 3. В каждой группе различают составы с пониженным (2,8—3,2%), средним (3,2— 3,6%) и повышенным (3,6—3,8%) содержанием углерода. Повышенное содержание углерода увеличивает твердость, износостойкость и чистоту валков, однако при некоторых режимах работы во избежание растрескивания и выкрашивания отбеленного слоя приходится применять составы с пониженным содержанием углерода (кровле- и жестепрокатные валки при высоком нагреве и обжатиях, рифленые валки). Влияние отдельных элементов структуры и состава чугуна на твердость рабочего слоя валков показано на рис. 2—4. [c.173] Химический состав неметаллургических валков с отбеленным рабочим слоем приведен в табл. 4. [c.173] Кроме валков, из отбеленного чугуна изготовляют отливки вагонных колес (с отбеленным ободом) и щеки камнедробилок (табл. 5). [c.173] По сравнению с серым чугуном отбеленный чугун имеет повышенную износостойкость за счет наличия в структуре до 50% цементита, имеющего микротвердость 950—1000 HV. Наибольшее распространение он получил для производства прокатных валков как металлургических, так и мельничных, каландровых валков лакокрасочных бумагоделательных и маслобойных машин. [c.173] Износостойкость валков быстро растет (в 4—6 раз) при переходе от структуры с графитом к структуре со связанным углеродом (рис. 2) [6]. Это достигается в основном снижением содержания кремния и применением при отливке валков холодильников у рабочей поверхности. Глубина отбеленного слоя на валках различных типов составляет 10—40 мм. Количество карбидов в отбеленном слое валков регулируется содержанием углерода — чем выше содержание углерода, тем больше карбидов. [c.173] Вернуться к основной статье