Чугун Механические свойства при высоких температурах

Для жаростойкого чугуна, работаюш,его при повышенных температурах, механические свойства при комнатной температуре не отражают реальной прочности материала в условиях эксплуатации. Поэтому в тех случаях, когда чугун, помимо воздействия высоких температур, испытывает определенные нагрузки, необходимо проводить испытания на длительную прочность и ползучесть. Для сравнительной оценки механических свойств жаростойкого чугуна при повышенных температурах чаще всего пользуются данными кратковременных испытаний (табл. 35). [c.200]

Механические свойства при высокой и низкой температуре. Общая закономерность влияния повышенных температур на механические свойства серого чугуна проявляется в уменьшении прочности, твердости и упругости с одновременным повышением до определенного значения предела пластичности и вязкости (табл. 3.2.25). [c.439]

Рис. 34. Механические свойства серого чугуна при высоких температурах 1 — предел прочности при растяжении 2 — твердость по Бринелю 3 — предел прочности на растяжение при длительном испытании 4 — предел выносливости при изгибе [2]

Хром является наиболее сильным замедлителем процесса графитизации ковкого чугуна. Его содержание обычно ограничивают 0,06—0,08%. Повышение количества хрома до 0,1—0,12% приводит к необходимости прибегать к специальным мерам для получения ферритного ковкого чугуна (удлинять отжиг, производить предварительную закалку отливок и др.). Трудности получения ферритного ковкого чугуна при повышенном содержании хрома связаны с образованием сложных карбидов, устойчивых при высоких температурах, и замедлением диффузионных процессов в металлической основе [39). Широкое использование металлолома, содержащего легированную сталь, при производстве ковкого чугуна приводит к увеличению концентрации хрома в шихте и требует изыскания методов нейтрализации его влияния на процесс графитизации. Так, совместное модифицирование ковкого чугуна алюминием, бором и сурьмой [24, 28] или ферротитаном [Й] позволяет получать феррит-ный и перлитный ковкий чугун, содержащий до 0,2% хрома, с высокими механическими свойствами без удлинения цикла отжига. [c.117]

Механические свойства хромистого чугуна при высоких температурах [c.217]

Чистое железо в промышленности и строительстве почти не применяется из-за низкой прочности и твердости. Углерод, даже в небольшом количестве присутствующий в железе, резко изменяет механические свойства последнего. Одним из существенных преимуществ сплавов железа с углеродом является их способность в широких пределах менять свои свойства. Сплавы железа с углеродом, содержащие до 2% углерода, называются сталью, а более 2%—чугуном. Кроме углерода в. стали и чугуне имеются вредные (сера и фосфор) и полезные (например, марганец) примеси. Сера и фосфор придают стали и чугуну хрупкость, сера при высоких, фосфор при низких температурах. В соответствии со стандартами в стали не должно быть более 0,04— 0,08% серы и фосфора (каждого элемента в отдельности).. Марганец, взаимодействуя с серой, частично удаляет ее в шлак и восстанавливает железо путем соеди- [c.8]

Немаловажное значение для процесса шлифования имеют и физико-механические свойства материала — теплопроводность и теплостойкость, прочность и вязкость. Так, обработка сплавов с низкой теплопроводностью проходит при высоких температурах, что делает их труднообрабатываемыми. Высокая прочность в сочетании с большой вязкостью также затрудняет процессы шлифования. Например, серый чугун обрабатывается значительно легче, чем отбеленный или легированный. [c.240]

Фиг. 140. Механические свойства хромистого чугуна Х28 при высоких температурах.

Высокопрочным называют серый чугун, модифицированный магнием. Чугун отличается высокими механическими свойствами, сохраняющимися до температуры 500° С. При температуре 700—800° С он куется. Механические свойства чугуна приведены в табл. 2. [c.5]

Значительно развивается область применения новых материалов в машиностроении и их термическая обработка. Создаются многие новые марки жаропрочных сталей. Все более широкое применение получают титановые сплавы для деталей, работающих при высоких температурах. Эти новые материалы могут легко отливаться, коваться и свариваться. Растет применение сталей повышенных прочностей, а это сокращает веса и объемы деталей, что, в свою очередь, сокращает время их изготовления. Все более растет применение чугуна повышенных механических свойств с временным сопротивлением разрыву 50 кг мм-, а в отдельных опытных отливках — и с более высоким сопротивлением. [c.537]

На рис. 3.5.42 приведены результаты исследования механических свойств после деформирования при высокой температуре серого чугуна с пластинчатым графитом при разном содержании кремния и фосфора. При содержании кремния более 2,5 % или фосфора более 0,5 % снижаются осадка /Ш1Н) и временное сопротивление при сжатии. Динамическое деформирование ковкой дает на 10 % более высокие характеристики чем статическое осаживание прессованием. [c.674]

Кремнемолибденовый чугун. Несмотря на высокую коррозионную стойкость ферросилида в указанных средах он является нестойким материалом в соляной кислоте при повышенной температуре (выше 30° С). Для повышения стойкости ферросилида в соляной кислоте последний дополнительно легируют молибденом в количестве до 4%. Такой сплав известен под названием антихлор. Состав сплава, согласно ГОСТу 203—41, следующий (в %) 0,5—0,6 С 15—16 Si 3,5—4 Мо 0,3—0,5 Мп S и Р по 0,1 (не более). Добавка до 2,5% Ni улучшает коррозионную стойкость антихлора в соляной кислоте. На рис. 28 показана коррозионная стойкость сплава в соляной кислоте, нагретой до 80° С, в зависимости от содержания в нем никеля, а на рис. 29 — коррозионная стойкость антихлора в концентрированной соляной кислоте в зависимости от содержания никеля и молибдена. По физическим и механическим свойствам антихлор близок к ферросилиду. [c.225]

Корпуса арматуры, корпуса насосов и другие детали сложной формы часто изготавливают путем литья в земляные формы. Металл, идущий на изготовление отливок, должен обладать хорошей жидкотекучестью и малой усадкой. Для изготовления отливок часто используют серый чугун. Он хорошо заполняет форму, дешев, но отливки, изготовленные из него, имеют низкую ударную вязкость. Под воздействием высокой температуры со временем размеры чугунных деталей увеличиваются, а механические свойства ухудшаются. Поэтому серый чугун редко используют при изготовлении объектов котлонадзора. [c.165]

Высокая температура перегрева и повышенное содержание кремния (Si 2%) улучшают жидкотекучесть жидкого чугуна и исключают отбел отливок, но при этом образуется тонкая феррито-перлитная эвтектика, которая резко снижает механические свойства отливки. В этом случае в структуре отливки появляется свободный феррит. Опыты показали, что такая структура образуется главным образом в поверхностном слое и в тонкостенных отливках, поэтому тонкая феррито-перлитная эвтектика, обладающая низкими механическими свойствами, на многих заводах страны удаляется путем механической обработки. [c.62]

Производство поршневых колец. Такие кольца работают при температурах до 250-450 °С, в условиях граничного трения, при высоких напряжениях. Для увеличения срока службы литых поршневых колец, а следовательно, и самих двигателей применяют различные технологические приемы пористое хромирование, легирование чугуна, азотирование, изготовление колец из чугуна со сфероидальным графитом и из литой графитизированной стали. Установлено, что структура металла кольца должна представлять собой мелкопластинчатый или сорбитообразный перлит допускается феррит в виде отдельных зерен в количестве не более 5 % поля зрения на шлифе, а структурно-свободный цементит не допускается. Именно такая структура обеспечивает поршневым кольцам высокие механические свойства (необходимые для сохранения формы кольца при надевании его на поршень), достаточную упругость, высокие антифрикционные свойства и сопротивление износу при работе в паре со стенкой цилиндра. Производство литых колец из чугуна с последуюш,ей механической обработкой требует более десяти машинных операций, во время которых до 90% металла теряется в стружку. [c.21]

Различие в концентрации хотя бы одного из основных элементов (в частности, кремния) приводит к появлению положительного эффекта смешивания Но в полной мере модифицирующий эффект появляется при смешивании жидких чугунов с различным содержанием кремния и углерода, когда температура белого чугуна выше, чем температура серого чугуна Модифицированный белый чугун затвердевает, как серый, количество связанного углерода находится в пределах перлитной области, механические свойства литого чугуна относительно высокие Таким образом, жидкое модифицирование может быть с успехом применено при одновременной работе нескольких тигель- [c.147]

Развитие современной техники требует постоянного улучшения физико-механических и специальных свойств конструкционных материалов, синтеза новых сплавов, обладающих высокими эксплуатационными характеристиками. Наиболее широко в промышленности используется чугун, доля отливок из которого в общем потреблении металла в СССР составляет 23%- Подавляющая часть отливок (около 70%) производится в машиностроении, где широко используются ценные конструкционные и эксплуатационные свойства чугуна — уникальная циклическая вязкость, высокая износостойкость, прочность чугунов высококачественных марок, сопоставимая с прочностью сталей, хорошая обрабатываемость. Такие технологические свойства чугуна, как высокая жидкотекучесть, ограниченные температуры расплава, малая усадка, обеспечивают благоприятные условия для эффективного применения его в производстве деталей машин, независимо от сложности, размеров и веса этих деталей. В то же время основной объем выплавляемого в СССР конструкционного литого чугуна характеризуется низкими показателями, что в значительной мере обусловлено несовершенством плавильного оборудования, плохим качеством доменных чушковых чугунов и литейного кокса. При этом наблюдается тенденция к дальнейшему ухудшению рабочих характеристик исходных шихтовых материалов. Прочностные показатели серых чугунов обычных марок во многих случаях не удовлетворяют условиям работы деталей машин, качество которых в общей массе остается ниже уровня мировых стандартов. Замена чугунных деталей стальными, как правило, неэкономична и сопровождается потерей ценных технологических свойств чугуна. Ь настоящее время удельный вес низкомарочного чугуна в общем выпуске отливок исключительно высок [c.3]

Окалиностойкость и ростоустойчивость. Свойство чугуна сопротивляться окислению (окалиностойкость) и к ростоустойчиво-сти, а также сохранять достаточно высокий уровень физико-механических характеристик при высоких температурах определяется содержанием и соотношением в нем основных элементов. [c.154]

Испытания аустенитного чугуна В2М с шаровидным графитом показали, что он имеет высокие механические свойства при пониженных температурах (это позволяет уменьшить толш,ину стенок и вес отливок), хорошие литейные качества, высокие антифрикционные свойства, легко обрабатывается [61 ]. После термической обработки (выдержка в течение 2 ч при 1200 К и охлаждение на воздухе) чугун можно применять при температуре до 77 К. Ударная вязкость чугуна В2М составляет 217 кДж/м при 77 К и 135 кДж/м при 20 К. Чугуном 02М успешно заменяют хромоникелевую сталь 18-8 при изготовлении сложных и крупных отливок, особенно в тех случаях, когда требуется последующая длительная механическая обработка деталей. [c.33]

Сплавы, занимающие область на диаграмме состояния до 2,14 % С, называются сталью, более 2,14 С — чугуном. Указанная граница 2,14 % С относится только к двойным Ре—С-сплавам или сплавам, содержащим сравнительно небольшое число примесей. Для высоколегированных Ре—С-сплавов она может смещаться в ту иля иную сторону (например, сталь яеде-буритного класса содержит 2—2,3 % С, высококремнистый чугун содержит 1,6—2,5 % С). Граница 2,14 % С принята не произольно. Она разделяет систему Ре—С на две части, отличающиеся друг от друга по структуре. У всех сплавов, содержащих менее 2,14 % С, в результате первичной кристаллизации получается структура аустенита сплавы, содержащие 2,14% С, имеют в структуре эвтектику. Это различие в структуре при высокой температуре создает существенную разницу в свойствах сплавов (технологических, механических и др.). Чугун благодаря наличию эвтектики не ковок, однако более низкая температура его плавления обеспечи- [c.359]

Материалы для колец. Материалы для поршневых колец должны обладать высокими механическими свойствами и упругими качествами, антифрикционностью, способностью работать при высоких температурах без остаточных деформаций и т. п. Этим требованиям лучше всего отвечает чугунное литьё перлитной группысвеличиной =9000- 12000 кг мм Попытки изготовлять кольца и из других материалов — алюминиевых сплавов, биметалла в комбинации бронзы с чугуном и т. п. — не получили распространения,и о работе их достоверных данных нет. В ограниченном числе случаев (обычно в насосах) применяют кольца из кованой бронзы для достижения коррозие-устойчивости. [c.824]

Марка ЧН20Д2Ш. Этот чугун обладает высокими механическими свойствами при температурах до 173 К и высокой ударной вязкостью (не менее 3 Дж/см ) на образцах с острым надрезом, [c.166]

Легированные чугуны подвергают термической обработке для обеспечения необходимых свойств и структуры. ГОСТ 7769-82 предусматривает отдельные виды термической обработки, регламентирует температурный режим, выдержку, способ охлаждения, показатели прочности при растяжении жаростойких чугунов при повышенных температурах, механические свойства и модуль нормальной упругости чугунов с шаровидным графитом при 873 К, значения длительной прочности и ползучести при высоких температурах чугунов марок ЧН19ХЗШ, ЧН11Г7Ш и ЧЮ22Ш. [c.167]

ЧН20Д2Ш Высокие механические свойства при температуре до 173 К. Чугун имеет высокую ударную вязкость K V > 3,0 Дж/ м и может быть пластически деформирован в холодном состоянии Насосы и другие детали нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности и детали топливной арматуры [c.429]

Белый (или предельный) чугун имеет в изломе белый оттенак и мелкозернистую структуру. Он отличается высокой твердостьк и хрупкостью, что затрудняет его обработку и ограничивает область применения. Белый чугун перерабатывают (переделывают) в сталь и ковкий чугун. Ковкий чугун получают в результате томления (длительного нагрева и выдержки при высокой температуре) белого чугуна, вследствие чего изменяется его структура и повышается пластичность. Название ковкий чугун является условным ковать его нельзя. По механическим свойствам он занимает промежуточное положение между серым чугуном и стальным литьем и допускает некоторое изменение формы изделия в холодном состоянии. [c.75]

Механические свойства чугуна ЖЧНДХ-15-7-2 при высоких температурах [c.700]

Жаростойкость ВЧШГ выше, чем у СЧ, вследствие меньшего окисления металла по границам разобщенных включений графита и уменьшения роста, что особенно заметно при высоких температурах. При температурах до 400—500° С явление роста в ВЧШГ практически не наблюдается, а механические свойства чугуна при этих температурах снижаются незначительно. [c.75]

Рис. 35.41. Зависимость механических свойств чугуна с шаровцоным графитом, деформированного при высокой температуре, от содержания углерода

Дуговая сварка может применяться также при ремонте деталей из ковкого и Бьхскопрочного чугуна. Ковкий чугун получают из белого чугуна путем длительной термообработки в печах при высокой температуре (томления). По механическим свойствам ковкий чугун близок к стали и способен выдерживать ударные нагрузки. Для сварки деталей из ковкого чугуна применяют электроды из белого чугуна или угольные, а деталь перед сваркой нагревают до 200— 400 . Затем сваренную деталь подвергают томлению. Если чугун сваривают после томления, то применяют электроды с обмазкой УОНИ-13/55 или из монель-металла. После сварки детали, подлежащие механической обработке, отжигают при 650—750 . [c.258]

Чугунные элементы обладают такими положительными свойствами, как дешевизна, легкость отливки, хорошая акку.муляция тепла на поверхностях трения, меньшее расширение при нагреве и, следовательно, меньшие искажения геометрических размеров, высокая температура. плавления, излучательная способность и износостойкость самого чугуна и меньшее изнашивание фрикционного материала. В некоторых отраслях машиностроения применение чугунных элементов было ограничено опасностью разрыва его центробежными силами. Однако в связи с успехами, достигнутыми в металлургии чугуна в отношении повышения его механических свойств, а также в связи с развитием средств дефектоскопии чугун в настоящее время приобретает все большее распространение, постепенно вытесняя сталь. Чем выше теплоемкость металлического элемента, тем лучше тепло аккумулируется в нем и быстрее рассеивается в окружающей среде. Поэтому было бы желательно делать металлические элементы из сплавов меди, алюминия и магния, обладающих большей теплоемкостью. Но эти сплавы по своей механической прочности и низкой износоустойчивости не могут служить металлическим элементом. Поэтому в последнее время [c.571]

Металлическими элементами трущейся пары, сочетающими хорошие фрикционные свойства с высокой теплопроводностью и достаточной механической прочностью, являются хромистые бронзы типа Бр.Х0,8. В отношении износоустойчивости эта бронза в паре с материалом Ретинакс несколько уступает паре Ретинакс — ЧНМХ [190]. Однако вследствие более высокой теплопроводности бронзы (превышающей теплопроводность чугуна в 5 раз) температуры на поверхности трения оказываются более низкими и кривая и.зменения тормозного момента в процессе торможения не имеет характерного пикового возрастания к концу торможения, как это наблюдается при трении пара Ретинакс —ЧНМХ, что способствует увеличению плавности торможения. Максимальное значение коэффициента трения материала Ретинкс ФК-16Л по этой бронзе при температуре около 400° С было равно 0,45, а минимальное значение — 0,2. Для металлокерамики ФМК-8 соответственные значения коэффициента трения были 0,6 и 0,25. Поверхность трения бронзы после многократных торможений в паре с материалом Ретинакс покрывается /580 [c.580]

Плавка чугуна нирезист производится в пламенных печах или в вагранках. По коррозио-стойкости и механическим свойствам (см. табл. 64 — 66) отливки близки к латуням и бронзам и превышают последние по износостойкости. Благодаря аустенито-графитной структуре в сплаве удачно сочетаются коррозиостойкость с жароупорностью и сохраняются прочность и плотность при длительных нагревах до высоких температур (при температуре 450° С предел прочности при растяжении падает всего на 3 кг мм , при 700° С — примерно на 50%). [c.56]

Аустенитный чугун с шаровидным графитом имеет при комнатной температуре относительно высокие показатели механических свойств. Предел прочности при растяжении составляет 44—50 кГ/мм , предел текучести 30—35 кГ/мм , относительное удлинение 2,5—15%, ударная вязкость 2—9 кГм1см . Частичная замена никеля марганцем приводит к некоторому повышению механических свойств чугуна как при комнатной, так и при повышенных температурах (табл. 77). [c.228]

Рост чугуна происходит следующим образом при длительном воздействии на чугунную отливку высокой температуры происходит распад карбида железа Feg на составляющие — феррит и графит, которые выделяются в структурно свободном виде. Так как карбид железа имеет удельный вес 7,82, железо 7,85 и графит 1,8, то распад карбида сопровождается изменением (увеличением) объема детали. Выделяющийся в результате распада карбида графит частично скопляется в местах распада, частично проникает путем диффузии к поверхностям имеющихся в чугуне первичных графитовых включений и отлагается на них. Таким образом, распад карбида сопровождается увеличением в чугуне количества и размеров графитовых включений. Структура чугуна при этом разрыхляется. Понятно, что механические свойства чугуна в результате процесса роста понижаются. [c.70]

Английская фирма Федерайдед Фаундрис [12] штампует из жидкого чугуна химического состава С —3,3%, 51 — 2,6%, Мп — 0,5%, Р —0,8% и 5 — 0,1% (максимум) желоба диаметром около 500 мм, длиной около 1500 мм при толщине стенок 30—32 мм. Благодаря строго отработанному режиму выдержки металла под давлением и последующему (после извлечения заготовки из пресс-формы) отжигу при температуре 920—950°С в чугуне не наблюдается отбела. Механические свойства металла являются высокими. Предел прочности на разрыв 23—34 Г/лtлi , твердость по Бри-неллю от. 253 до 263 НВ. Обычный серый чугун по механическим свойствам не уступает ковкому чугуну. [c.252]

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]

Параметры жидкого состояния сплава являются од ним из решающих факторов кристаллизации графита в шаровидной форме В синтетическом чугуне можно по лучить шаровидный графит без применения сфероидизи руюш,их добавок В результате плавки металла под наводимыми в печи основными и нейтральными шлаками при определенных температурах и интенсивности элек тромагнитного перемешивания жидкий чугун приобретает физико механические свойства, необходимые для образования в нем шаровидного графита высокое значение величины поверхностного (межфазного) натяжения, низкий уровень газонасыщенности и достаточную степень переохлаждения при последующей кристаллизации в форме Шлаковым режимом можно регулировать также характер металлической основы чугуна в литом состоя НИИ (преобладание в ней ферритной или перлитной со ставляющей) [48] [c.151]

Серые, модифицированные, высокопрочные, ковкие и особенно легированные чугуны можно подвергать термической обработке, так же как и стали. Наиболее известными методами этой обработки являются закалка и отпуск. Чугунные отливки нагревают до температуры не выше 850—880° С и закаливают в масле. Закалку в воде следует применять лишь к деталям простой конфигурации и при низкой температуре нагрева — порядка 800—820° С — из-за возможности образования высоких напряжений и грещин. Отпуск производится при 200—550° С в зависимости от требуемой твердости, которая может быть в пределах НВ 270—650. Отпуск при 200—220° С снимает внутренние напряжения и позволяет сохранить высокую твердость и износостойкость отливок. Наилучшие механические свойства (статическая и ударная прочность) получаются при отпуске 350—450° С. Отпуск до 550° С обеспечивает хорошую обрабатываемость отливок, которые вместе с тем обладают достаточной твердостью. , [c.251]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...