Чугун металлическая матрица

Если приложить внешнее давление, то графитизация может быть прекращена (Po = Pt г>г=0). Такое влияние внешнего давления можно использовать для получения графита шаровидной формы в чугуне с большим значением углеродного эквивалента. Для этого надо подавить процесс графитизации во время кристаллизации отливок, а затем произвести их кратковременный отжиг, длительность которого будет тем меньше, чем больше содержание углерода и кремния в чугуне. При этом внешнее давление при кристаллизации расплава должно быть равным или несколько больше того давления, которое возникает в металлической матрице в связи с ростом включений графита [49]. [c.36]

Заливка расплава чугуна с 3,5% С и 2% Si в металлическую форму и последующее приложение механического давления до 50—60 MH/м приводят к тому, что более 70% включений графита при кристаллизации приобретают округлую форму, а 30% сохраняют прежнюю пластинчатую форму [49]. При давлении 150 МН/м графитизация чугуна почти полностью прекращается, отливки имеют белый излом. При атмосферном же давлении у чугуна указанного состава графит пластинчатый, при литье в кокиль — междендритный, при литье в песчаную форму — неориентированный. Кратковременный отжиг при температуре 900—950°С закристаллизованных под давлением образцов чугуна приводит к феррит-ной структуре металлической матрицы и округлой форме графита. [c.37]

Вместе с тем приложение малых давлений (на порядок меньше критического) также способствует измельчению графитовых включений и металлической матрицы, оказывая при этом существенное влияние на механические свойства чугуна. [c.131]

Большинству особых свойств, принципиально отличающихся от свойств стали, серый чугун обязан наличию графитовых включений. Графит, обладая несоизмеримо меньшей прочностью по сравнению с металлической матрицей, оказывает на металл такое же влияние как надрезы. Действие надреза (рис. 13) зависит от его глубины и геометрии, определяемой радиусом кривизны острия [3]. Теоретически коэ( ициент концентрации напряжений может быть определен по формуле [c.65]

Возникновение остаточных деформаций даже при весьма низких напряжениях является результатом концентрации напряжений па кромках пластинок графита. Эти напряжения превышают предел текучести металлической матрицы и приводят к пластической деформации отдельных микрообъемов металлической основы чугуна. [c.65]

Твердость чугуна с различной металлической матрицей (в кГ/мм ) [c.70]

Твердость серого чугуна с перлитной металлической матрицей зависит прежде всего от степени дисперсности перлита. [c.70]

Соотношения между показателями прочности серого чугуна (коэффициенты эквивалентности) приведены по различным данным в табл. 9 и 10, а механические свойства чугуна в зависимости от структуры металлической матрицы и графита — в табл. 11. [c.71]

Влияние пластин графита на снижение прочности серого чугуна приближенно можно оценивать, сравнивая его прочность с прочностью такой же металлической матрицы, но без графитовых включений, например с катаной сталью в отожженном состоянии. [c.90]

Характерной особенностью поведения чугуна при высоких температурах является его рост, связанный с необратимым увеличением объема. Этот рост особенно увеличивается при термоциклировании — периодическом нагреве и охлаждении. Причинами роста чугуна являются графитизация при нагреве и выделение растворенного углерода на новых центрах графитизации при охлаждении, а также проникновение кислорода во внутрь изделия, приводящее к окислению металлической матрицы чугуна особенно по границам включений графита или по границам зерен. Рост весьма велик, когда имеет место неодновременное Fea z . Fey превращение в различных слоях металла при частых колебаниях температуры. Это приводит к объемным изменениям, создающим сжимающие и растягивающие напряжения, обусловливающие возникновение микротрещин. Микротрещины сами увеличивают объем чугуна и служат добавочными каналами для окисления металлической основы агрессивными газами. [c.123]

Второй отличительной особенностью чугуна с шаровидным графитом является то, что в нем можно в широких пределах изменять структуру металлической основы. Выбирая соответствующий состав исходного чугуна, применяя надлежащую технологию производства и соответствующие методы термической обработки, можно получать чугун с различной структурой металлической матрицы (перлитной, перлито-ферритной, феррито-перлитной, ферритной, сорбитной, мартенситной, аустенитной), а следовательно, и с различными физическими, прочностными, эксплуатационными и технологическими свойствами, [c.137]

В зависимости от структуры металлической матрицы могут быть получены различные показатели перечисленных свойств. Так, например, перлитная структура характеризуется высокими показателями предела прочности при растяжении и сравнительно низкими показателями по удлинению. Чугун с перлитной структурой обладает высокой износостойкостью. Ферритная структура характеризуется высокими показателями относительного удлинения и несколько пониженными показателями по пределу прочности при растяжении. [c.137]

Теплопроводность чугуна изменяется в зависимости от структуры металлической матрицы — чем больше феррита в чугуне, тем выше его теплопроводность. По мере увеличения количества перлита теплопроводность чугуна снижается. [c.139]

Усталостное выкрашивание чугуна в значительной мере отличается от выкрашивания стали. Выходящие на поверхность чугунного образца графитные включения создают очаги нарушения сплошности металла и уже в начальный период испытания под действием нагрузки графит вместе с частицами металлической матрицы выкрашивается. Поэтому за критерий контактной прочности чугуна целесообразно принять уменьшение массы образцов за 7-10 циклов нагружения. При испытании чугуна, так же как и других пористых материалов, ролики перед опытом и после должны тщательно просушиваться при температуре 180°С в течение 30 мин. [c.57]

Результаты механических испытаний образцов опытных плавок были подвергнуты статистической обработке (табл. 34). Принятая прямолинейная зависимость прочностных характеристик от степени эвтектичности оказалась достаточно правомерной. Во всех случаях критерий надежности коэффициента корреляции y достаточно высок. Наименее зависит от степени эвтектичности величина стрелы прогиба и отношение прочности чугуна при изгибе и растяжении, что естественно, так как степень эвтектичности в большей мере характеризует графитную составляющую, а не металлическую матрицу. [c.123]

Совершенствование формы и распределения графита в чугуне лишь позволяет в наибольшей степени реализовать свойства металлической матрицы чугуна. Включения графита при этом как из-за низкой прочности его (прочность графита на растяжение близка к нулю), так и из-за существования усадочных микрозазоров, частично отделяющих каждое включение графита от матрицы, выполняет в чугуне роль пустоты. [c.136]

По структуре металлической матрицы (ГОСТ 3443-87) различают чугуны ферритные, с пластинчатым перлитом (Пт1), с зернистым перлитом (Пт2), трооститные, бей-нитные и мартенситные. [c.140]

Временное сопротивление при растяжении зависит от структуры металлической матрицы и графита, включения которого являются концентраторами напряжений и уменьшают живое сечение матрицы. Прочность чугуна тем выше, чем меньше количество и длина включений графита. [c.142]

Антифрикционные свойства серого чугуна обусловлены достаточной твердостью металлической матрицы, в которой равномерно распределены мягкие включения пластинчатого графита. Обладая смазывающим действием и способностью удерживать смазочный материал на поверхности, графитовые включения обеспечивают низкий коэффициент трения антифрикционного чугуна. [c.144]

При введении в чугун перед разливкой 0,5 % магния или церия графит кристаллизуется в шаровидной или близкой к нему форме (рис. 7.4). Этот процесс называется модифицированием. Шаровидный графит в меньшей степени, чем пластинчатый, ослабляет сечение металлической матрицы и, главное, не является таким сильным концентратором напряжений. Это обстоятельство в сочетании с возможностью формировать необходимую структуру металлической матрицы позволяет придавать чугунам высокую прочность, пластичность и повышенную ударную вязкость. [c.413]

Механические свойства серого чугуна определяются видом графитных включений и строением металлической матрицы. При общей оценке свойств серого чугуна его [c.64]

По структуре металлической матрицы чугуны делятся на ферритные, перлитные, аустенитные, белые и со смешанной структурой — перлитно-ферритные, половинчатые (перлит + цементит), аустенитно-мартенситные и др. [c.143]

Чугуны модифицируют для различных целей различными добавками (рис. 13.10). Например, в серые чугуны вводят ферросилиций (0,1—0,3 % массы жидкого металла) для измельчения включений графита, предотвращения отбела в тонких сечениях отливок, получения чисто перлитной металлической матрицы. В ковкие чугуны вводят висмут и бор для повышения их прокаливаемости и сокращения цикла отжига при переделе белого чугуна в ковкий. В высокопрочные чугуны вводят магний, кальций, иттрий или церий для получения включений графита шаровидной (глобулярной) формы, который обеспечивает чугуну высокую механическую прочность. [c.213]

Металлическая матрица ковкого чугуна формируется при эвтектоидном распаде аустенита. [c.184]

Серые чугуны обладают практически нулевым относительным удлинением при испытаниях на растяжение этот показатель не превышает 1%. Столь низкие пластические свойства объясняются присутствием в структуре пластинок графита, которые действуют как местные концентраторы напряжений и, кроме того, расчленяют металлическую матрицу и не позволяют развиваться в ней скольжению или двойникованию. Прочность и [c.194]

ПЕРЛИТНЫИ ЧУГУН - серый чугун, металлическая часть которого (матрица) имеет структуру перлита. [c.103]

Основная масса материала валка должна обеспечивать общую высокую механическую прочность, что может быть достигнуто технологическими приемами. Важное значение наряду со структурой металлической матрицы чугуна имеют количество графита и его форма. Общая прочность валка будет определяться размерами отбеленного слоя и переходной зоны. При значительном отбеленном слое возрастает опасность поломки таким образом, для увеличения механической прочности желательно уменьшать слой отбела. Но для создания износостойкости поверхность должна быть достаточно твердой. Основное влияние на износостойкость оказывают свойства чугуна в зоне чистого отбела и величина пооеднего. Твердость рабочего слоя с чистым отбелом составляет 58 - 65 HSD. [c.331]

Превращение РезС- -Ре(С)+Срр [здесь Fe( ) — насыщенный раствор углерода в железе] сопровождается при атмосферном давлении увеличением объема и относительно небольшим уменьшением термодинамического потенциала системы. Образующийся при этом распаде цементита углерод оказывает давление на металлическую матрицу сплава," которое обусловлено отставанием релаксационных процессов в металлической матрице от скорости роста графитовых включений, В некоторых случаях происходит рост чугуна под действием внутреннего давления. [c.33]

На щкале толщин стенок отливок при литье в сырые формы (толщина плоской стенки совпадает с эквивалентной толщиной отливки) находим точку 0 мм и ведем от нее горизонтальную и вертикальную линии. Горизонтальная линия сопрягается с изолинией Кгр = onst (вернее с вертикальной линией, опущенной вниз из точки пересечения этой изолинией оси абсцисс диаграммы химических составов) в точке, расположенной внутри поля перлитный чугун . Следовательно, структура металлической матрицы чугуна должна быть перлитной. [c.23]

Распределительные валы (табл. 39). Тенденция к замене стальных распределительных валов литыми чугунными связана с высокими служебными свойствами низколегированного чугуна по сравнению со сталью, которые определяются особенностями структуры. Наличие графита в чугунных кулачках способствует удержанию смазки, что само по себе уменьшает износ кулачков. Меньший модуль упругости чугуна обусловливает и меньшие контактные напряжения в нем. Наилучшей износостойкостью обладают распределительные валы из низколегированного чугуна, в структуре которого содержатся первичные карбиды в виде игл, строчек или ячеек. При этом игольчатая структура карбидов наиболее желательна. Последующая термическая обработка (закалка) кулачков должна обеспечить максимальную твердость, не изменяя структуры первичных карбидов. Недопустимо содержание остаточного аустенита свыше 10%. Металлическая матрица закаленного чугуна состоит из игольчатого мартенсита и обеспечивает надежное удерживание карбидных зерен при воздействии на них циклических нагрузок. Химический состав чугуна должен обеспечить получение оптимальной исходной структуры в отливке и его хорошую прокаливаемость и закаливаемость. Высокая твердость кулачков лЪжет быть получена и в литье (отбеленные кулачки), при этом носки кулачков оформляются кокилем. Следует заметить, что чугунные закаленные распределительные валы более технологичны и обладают более высокими эксплуатационными свойствами. [c.104]

Сравнительные испытания показали, что контактная прочность чугуна, упрочненного ЭМО, в 4 раза выше, чем нормализованного. Повышение износостойкости следует объяснить не только увеличением твердости металлической матрицы до 7700 МПа, но и значительным уменьшением графитных включений на образце, сглаженном ЭМО. Исследование упрочняемости легированных сталей при чистовых режимах ЭМО приведено в работе [49]. [c.57]

Наиболее трудоемкий вид термической обработки — высокотемпературный графитнзирующий отжиг при 850—980 "С, который проводится для усгранения в металлической матрице структурно свободного цементита. Для получения перлитной основы охлаждение проводят на воздухе (нормализация), а для получения ферритной основы дают добавочную выдержку при 680— 750 С для распада эвтектоидного цементита.. Закалка в масле температурой 850—930 С с последующим отпуском и особенно изотермическая закалка на нижний бейнит (температура изотер-лгической выдержки 350—400 X) позволяют получать высокие механические свойства. Чугун со структурой нижнего бейнита имеет о - 15004-1600 МПа, Оо, == 9704-990 МПа, б = 14-2 % и 360—380 НВ. [c.152]

Для обработки черных металлов и материалов, чувствительных к локальным температурным напряжениям и термическим ударам, налажен промышленный выпуск материалов эльбор-Р (композит 01), исмит и гексанит-Р (композит 10), частицы которых крепят в металлических матрицах методами, аналогичными рассмотренным выше например, абразив запрессовывают в порошковую композицию, после чего проводят инфильтрацию жидким металлом. Такие материалы с 1964 г. (эльбор-Р) и с 1972 г. (гексанит-Р) применяют на операциях резания при тонкой, чистовой и получистовой обработке деталей из сталей (в том числе закаленных твердостью HR 60 и более), чугуна, литых постоянных магнитов, ферритов и др. производительность труда увеличивается до 5 раз. Освоен выпуск шлифовальных кругов из эльбора и на основе гексанита-А. [c.147]

Анализ структуры металлической матрицы этих же образцов показал, что во всех образцах имеет место примерно одинаковая степень перлитизации—9,8%, но форма перлита и его структура были различными. В чугуне, полученном из чугунной стружки, пластинки перлита более крупные, несколько разнородные по своему строению, а в синтетическом чугуне структура основы отличается более высокой однородностью как во всем сечении шлифа, так и в пределах одного зерна. Уменьшается протяженность пластинок перлита, дисперсность его несколько выше, особенно при сравнении чугунов эвтектического состава. В чугунах с низкой эвтектичностью различие структур почти неощутимо, хотя при переплавке доменных чугунов матрица сильно расчленена включениями графита. С понижением степени эвтектичности во всех чугунах возрастает дисперсность перлита. В чугуне, полученном из чугунной стружки и ваграночной шихты, различие структуры металлической основы с уменьшением степени эвтектичности проявляется более сильно, чем в синтетических чугунах, хотя можно заметить, что в чугуне из листовой высечки перлит несколько крупнее, чем в чугуне, выплавленном на основе стальной стружки. Границы перлитных зерен в обычном чугуне толстые, хорошо очерченные, в синтетическом чугуне границы зерен улавливаются только по общему изменению направления пластинок составляющих перлита. Характерные Структуры матрицы различных чугунов представлены на рис. 53. [c.119]

Процесс получения отливок из ковкого чугуна включает две стадии изготовление фасонных отливок из белого чугуна и отжиг полученных отливок в целях графитизации цементита. При отжиге происходит разложение цементита белого чугуна с образованием графита хлопьевидной формы. В результате этого хрупкие и твердые отливки становятся пластичными и более мягкими. В зависимости от условий и режима отжига структура чугуна может иметь ферритную (Ф), перлитную (П) и ферритно-перлитную металлическую матрицу. Наибольшее распространение получил пластичный ферритный ковкий чугун. Отжиг ковкого чугуна — весьма продолжительный процесс, занимающий 70-80 ч. Однако его можно ускорить путем закалки отливок из белого чугуна перед гра-фитизацией, а также модифицированием чугуна алюминием, бором, висмутом или титаном. Суш ествуют и другие способы ускорения процесса отжига. Использование указанных способов позволяет сократить продолжительность отжига до 35-40 ч. [c.146]

Большая глубина резкости изображения в РЭМ может быть использована для выявления формы и тонкого строения включений в металлической матрице, которую равномерно стравлршают до глубины 10—20 мкм. Применяя данную методику для изучения фор.м роста графита в чугуне, удалось показать [7], что включения шаровидного графита в заэвтекти-ческом чугуне образованы перекрывающими друг друга чешуйками, а пластинчатые включения также состоят из аналогичных чешуек, смыкающихся в ветви, исходящие из центров, сходных по строению с включениями шаровидного графита. Весьма перспективно применение для исследования металлов в РЭМ селективно действующих травителей. В реактивах, применяемых при травлении микрошлифов для исследования в РЭМ, содержание кислот, как правило, увеличено. [c.69]

Пластины графита с острьи 1и краями уменьшают живое сечение металлической матрицы и, главное, являются внутренними концентраторами напряжений, способствующими зарождению и развитию трепщн. Коэффициент концентраций растягивающих напряжений около пластин графита достигает 7,5. Пластины графита сильно снижают прочность и пластичность чугуна при растяжении. Относительное удлинение серых чугунов с пластинчатым графитом, как правило, не превышает 0,5-1,0 % и стандартом не гарантируется. На прочность при сжатии включения графита влияют значительно слабее, поэтому чугун особенно вьпгодно использовать для изготовления деталей, работающих на сжатие. [c.411]

Прочность и пластичность ковкого чугуна зависят от дисперсности и количества графита, а также от структуры металлической матрицы. Наибольшей прочностью обладает перлитный чугун, наибольпшм относительным удлинением — фер-ритный. Твердость зависит главным образом от строения матрицы и составляет от 100 НВ (КЧ 30-6) до 320 НВ (КЧ 80-1,5). Чугун с матрицей из зернистого перлита отличается сочетанием высокой прочности и повышенной пластичности, а также хорошей обрабатываемостью резанием и высокими антифрикционными свойствами. [c.419]

Другими словами,. металлическая матрица сплавов может иметь феррито-вую, ферритно-перлитовую или ерлитовую структуры. Кроме того, графит может быть чешуйчатым (серый чугун) или шаровидным (в высокопрочном чугуне) или хлопьевидным (в ковком чугуне). Схемы некоторых структур чугуна, отличающиеся по характеру металлической основы или формы графитовых включений, даны на рис. 8. [c.31]

Наиболее удобно иллюстрировать фазовые превращения в чугунах при помощи изотермических и термокинетических диаграмм. На рис. 5 приведена одна из возможных для серых чугунов диаграмма формирования металлической матрицы в условиях изотермического эвтек-тоидного распада аустенита состава . При переох- [c.18]

Роль легирующих элементов в процессах структурообразования металлической матрицы чугуна оценивается с помощью диаграмм распада аустенита в изотермических условиях или тармокинети-ческих диаграмм. [c.129]

При нагреве с целью нормализации происходит аусте-нитизация металлической матрицы (в исходном состоянии ферритная или ферритно-перлитная), растворение в аустените углерода из графита и перлитного цементита. При ускоренном охлаждении на воздухе аустенит превращается в перлит или сорбит. В результате устраняется феррит и увеличивается дисперсность перлита. Твердость чугуна возрастает от НВ 160—180 до НВ 220—250. [c.111]

Процесс графитизации влияет на структуру основной металлической массы чугуна. Под основной металлической массой понимаются структурные составляющие, за исключением графита и различных включений. Степень графитизации определяет количество связанного и свободно выделившегося (в виде графита) углерода из рас-, плава. В зависимости от степени графитизации структура основной металлической массы чугуна, южет быть ферритной, перлитно-ферритной, перлитной, перлитно-цс-ментитной. Структура металлической матрицы, так же как и форма графитовых включений, влияет на свойства чугуна. [c.194]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...