A szerkezete és tulajdonságai öntöttvas
Öntöttvas úgynevezett vas-szén ötvözet, amely több, mint 2,14% szenet tartalmaz. A mérnöki, a vas egyik fő öntött anyag, ami elsősorban annak köszönhető, hogy jó öntvény és szilárdsági tulajdonságokkal. Nem volt nyomás alá kezelést. A fő tényező, ami meghatározza a tulajdonságokat és a vizsgáló-de és köre vas annak szerkezetét, amely változó lehet.
Szerint a szerkezet az öntöttvas oszlik fehér, szürke, alakítható és képlékeny.
9.1. Fehér öntöttvas.
Ez úgynevezett fehér öntöttvas, ahol az összes szénatom van egy kémiailag kötött állapotban formájában cementit Fe3 C, amely kölcsönöz megtörés vas fehér színű fényes színt.
Fázis változások ezeken vasaló folyamatábra szerinti a metastabil Fe - Fe3 C (Lásd ábra23.). Szerkezete szerint a fehér öntöttvasak vannak osztva:
a) hypoeutectic tartalmazó 2,14-4,3 C. Ők alkotják a perlit, cementit ledeburite és másodlagos kibocsátott ausztenit a hőmérséklet-tartományban 1147 ° (EK vonal) 727 ° (line SK). Másodlagos cementit egyesül cementit ledeburite, és lehet nem látható microsection önálló szerkezeti elem (ábra 51 a.);
b) eutektikus tartalmazó 4,3% S. Ez egy eutektikus -ledeburita, amely egy mechanikus keverékét, cementit és a perlit (ábra 51 b) .;
c) a hipereu tartalmazó 4,3% -ról 6,67% C. Ezek közé tartozik a primer cementit felszabaduló formájában nagy lemez és ledeburite (ábra. 51 c).
Ábra. 51.Struktura fehér vas: a) hypoeutectic b) eutektikumnak) hipereu
Mikroszerkezete fehér vas tartalmaz sok cementitet POE, hogy nagyon kemény és törékeny, de jó kopásállóság. Ez szinte lehetetlen, hogy a megmunkálás (kivéve a dörzsölő), úgy, hogy a fehér öntöttvasak nem találják azonnali alkalmazása a gépgyártásban, ezeket használják ritkán, csak gyártására alkatrész-leu, dolgozó feltételek a magas kopásokat (részletek hidraulikus peskometov et al.). Mivel a fő terméket a nagyolvasztó, a nyersvasat az átváltáshoz vmetallurgii acélból (nyersvas). A kis mennyiségű fehér öntöttvas is használják lágyvas.
9.2. Szürke öntöttvas.
Ez az úgynevezett szürke öntöttvas, ahol a szén formájában a fitting határ, amelynek alakja kissé ívelt lemezek vagy pelyhek, vagy elágazó rozetták lemezes szirmok. Mivel a nagy mennyiségű grafit öntöttvas szerkezet a törés szürke színű.
Szilícium hozzájárul a folyamat grafitosítással, csökkenti a zsugorodást, a szilícium egy része a ferrit képező a # 945; vasaló szubsztitúciós szilárd oldat.
Mangán növeli a tendencia, a vas, hogy megóvják a cementitet és ezáltal növeli a keménységet öntöttvas.
Kén - káros szennyeződések vas, ez növeli a keménység és a törékenység 5-6-szor több chemMn és jelentősen rontja az öntvény tulajdonságait.
Foszfor kis mennyiségben hasznos az öntöttvas szennyező (ellentétben az acél), és javítja önthetőség gray Chu Guna, mivel a foszfor képez eutektikus Fe + Fe2 P, amelynek olvadáspontja a hőmérsékleten 983 ° C, ami értékes előállítására vékonyfalú robbanás. A kémiai összetétele szürke vas: 2,5 ... 4% C; 1,0 ... 4,8% Si; 0,5 ... 0,7% Mn; legfeljebb 0,12% S; 0,2 ... 0,5% P.
A fém alapszerkezetét szürke öntöttvas elsősorban osztva a következő csoportok;
1. perlit. A szerkezet a P + PG (grafitlemezek), fém-bázissal - P, és az összeget a rögzített széntartalom (Fe3 C) egyenlő eutektoid koncentráció 0,8% (52. ábra a.).
2. ferrit-perlit. Szerkezet F + P + NG, azok fém szubsztrátum áll P + P, és a szám a Fe3 C hőmérsékleten kevesebb, mint a eutektoid koncentrációt (ábra. 52 b).
3. Ferrit. Szerkezet F + PH. Az alap áll ezek F. és Fe3 C = 0 (ábra. 52 c).
Ris.52.Struktura szürke öntöttvas: a) a perlit b) a ferrit-perlit c) ferrites
Mechanikai tulajdonságai a vas tulajdonságaitól függ a fém szubsztrátum, mennyiségét és méretét a grafit zárványok. Amikor konstrukciókat-Vania gépalkatrészek kell venni, hogy a szürke öntöttvas munka tömörítés jobb, mint a feszültséget. Ezek érzéketlenek a bevágás alatt ciklikus terhelés jól elnyelik a rezgéseket, amikor a rezgések nagy súrlódásmentes tulajdonságai miatt a síkosság grafit. Szürke öntöttvas jól feldolgozott vágással, olcsó és könnyen gyártható. Amellett, hogy ezek a pozitív tulajdonságok, hogy van egy viszonylag alacsony szilárdságú és nagyon alacsony a képlékenység.
Brand öntöttvas betűkből áll, SD (szürke öntvény) és a számok mutatják a csökkentés 10-szer az értéket (a megapascal) szakítószilárdság feszültséget (7. táblázat).
vas tartóssága nagymértékben függ az öntési falvastagság. Az említett bélyegző értéke # 963; megfelel öntvények falvastagsága 15 mm. A növekedést a falvastagság 15-150 mm szilárdsági és keménység öntöttvas csökken majdnem kétszer.
Grafit, megalázó a mechanikai tulajdonságok egyidejűleg ad számos értékes tulajdonságait öntöttvas. Ő őröl a chipek feldolgozása során PE zaniem, nyugtató hatása van, és ennek következtében megnő miatt nosostoykost vas, ez ad nekik egy csillapító képességét. Továbbá, grafit lemez biztosítja az alacsony érzékenység hibák újonnan chugu- felületre. Ennek köszönhetően a fáradtság ellenállás a vas és acél alkatrészek összehasonlíthatók.
GOST 1412-85 készített öntvények szürke öntöttvas a következő fokozat: SCH10, SCH15, SCH18, SCh20, GI25, GI30, SCH35. A számok megfelelnek a márka megjelölés minimális szakítószilárdság ( # 963; c. kgf / mm 2). Öntöttvas SCH10 - ferrit, és mivel GI25 és több - perlit, közbenső - ferrit-perlit.
Mivel ferrites öntöttvas gyártják többnyire nem kritikus részek, amelyekre a követelmények elsősorban a jó megmunkálhatóság, nem erő, például lemez, áruk vályú, fedelek, burkolatok, stb
Mivel ferrites-perlites öntöttvas gyártják autóipari forgattyúsház, fékdob, burkolatok, dugattyúk, dugattyúgyűrűk, nagy, fogaskerekek és mások.
Mivel perlites -. Hengerblokkok, hüvelyek, lendkerekek, stb A szerszámgép szürke öntöttvas a fő szerkezeti anyag (gép ágy, táblázatok és felső szán, Orsószekrények, oszlop, szállítást, stb) A kopásálló szürkeöntvény tárgya fehérített (0h ), amelynek egy vékony felületi réteg fehér vas szerkezetű. használt öntvények gyártása tekercsben, kocsi, kerekek, stb
Az úgynevezett „gömbgrafitos öntöttvas” feltételes, mert készült termékek is, valamint minden egyéb öntöttvas nem tett kovácsolás és öntés. A név „képlékeny” vas ennek volt köszönhető, hogy a magasabb, míg a szürke öntöttvas műanyag tulajdonságait.
Sematikus ábrája a technológia alkatrészek gyártásához készült gömbgrafitos öntöttvasból két műveleteket. Először, öntéssel fehér öntöttvas hypoeutectic megkapja a tételeket (ajánlott kémiai összetétele az öntött ötvözet formájában: 2.4 2,9% C; 1,0 1,6% Si; 0,3 1,0% Mn; ≤ 0 ... 1% S; ≤ 0,2% P, majd a kapott öntvényt vetjük alá speciális graphitizing hőkezelés (vágy) hőkezelés általában két lépésből áll (ábra. 53) ..
Kezdetben, a casting a fehér vas (általában csomagolt dobozok homokkal) lassan melegítjük 20 óra alatt 25 ° C-950 1050 ° C-on És ezen a hőmérsékleten tartjuk a nagy (10. 15 óra). Az első szakaszban grafitizálással zajlik ebben az időszakban, azaz a bomlása cementit alkotó ledeburite (A + Fe3 C) és létrehozására stabil egyensúlyi ausztenit + grafit.
A szétesési cementit képződött pelyhes grafit (hőkezelés szén).
Fémes vas keret van kialakítva a második lépésben az izzítás egy eutektoid átalakulás. Abban az esetben, folyamatos öntés hűtés (levegőben) a eutektoid (727 ° C) hőmérséklet, az ausztenit bomlik perlit és grafitizációs eljárást nincs ideje, hogy elérje cementit a perlit. Vas veszi szerkezete: + perlit lamelláris grafitlemezek (CG) Azt a nagy keménység, szilárdság és alacsony alakíthatóság (HB 235. 305 # 963 c = 650. 680 MPa # 948; = 3,0. 15%). Hogy javítsa a képlékenység, miközben elegendően nagy szilárdságú végezzük rövid időtartamú (2. 4 óra) expozíciós izoterm vagy lassú hűtésével az öntöttvas hőmérsékleten 690 650 ° C-on Ez a második hőkezelési lépésben, ami ebben az esetben hőkezelés granulált perlit.
Ábra. 53. Graph hőkezelés fehér vas, hogy a gömbgrafitos
A mérnöki széles körben használt ferrites gömbgrafitos öntöttvas, amelynek magas alakíthatóság (# 948; = 10. 12%) és az alacsony szilárdságú relatív -telno (# 963; a = 370-300 MPa). Ferrites vas keret van kialakítva egy nagyon lassú áthaladását 760. Az intervallum 720 ° C-on vagy az alatt az izotermikus hőntartás 720 700 ° C-on Itt az ausztenit és cementit, beleértve a cement és perlit, amikor a perlit is örülnek, lebontja ferritté + grafiipeheHye. Flake grafit formájában egyik fő oka a nagyobb szilárdságú és alakíthatóság a gömbgrafitos öntöttvas képest szürke vas (lásd. 7. táblázat).
A lágyítás időtartama általában 48. 96 óra (az időtartama Stage II körülbelül 1,5-szer nagyobb, mint I). Ahhoz, hogy csökkentsék a hőkezelési időt az olvadékban öntés előtt formák (beadott (módosított) alumínium (kevesebb bór, bizmut, stb), ami további mesterséges grafit kialakulását központok. GOST 1215-79 kiadás következő fokozat lágyvas KCH30-8. KCH35 -10 KCH37-12, KCH45-7, KCH50-5, KCH55-4, KCH60-3, KCH65-3, KCH70-2, KCH80-1,5. az első két számjegy felel meg a minimum határ
szakítószilárdság (# 963, a KGF / mm 2); a kötőjel utáni számjegyek - nyúlás (# 948;.%)
Gömbgrafitos öntöttvas használt alkatrészek mellett működő ütések, vibráció (a hub, fékpofák, főtengelyek, horgok, fogaskerék házak és mások.).
A fő hátránya, hogy a készítmény CN elhúzódó lágyítás öntvények és korlátozza azok falvastagsága (50 mm). A passzív alkatrészek kapott grafitlemezek lassú hűtés a kristályosodás során fordul elő (helyett pelyhesített), ami csökkenti a szilárdság és képlékenység öntöttvas.
7. táblázat mechanikai tulajdonságai öntöttvas.
9.4. Lágyvas.
Gömbgrafitos öntöttvas kapunk módosításával (mikroötvöző megolvasztott vas-magnézium (0,1. 0,5%), vagy cérium (0,2. 0,3%). Ebben az esetben, az intézkedés alapján a magnézium-grafit megszilárdulás folyamán nem vesz igénybe és lamellás gömb alakú. a mikroszerkezet a módosított nyersvas ferrit vagy perlit alapon ábrán látható. 54, b.
Ábra. 54. A szerkezet a gömbgrafitos öntöttvas: a) ferrites b) perlites
A fő oka a nagy mechanikai tulajdonságait gömbgrafitos öntöttvas (fület. 7) egy gömb alakú grafit formájában. Gömb alakú grafit, amelynek minimális felület egy adott térfogatú, jelentősen gyengíti a fém szubsztrátum kevesebb vasat, mint grafitlemezek. Ezzel szemben az utóbbi, akkor nem aktív feszültségkoncentrátorral.
GOST 7293-85, öntvények készült gömbgrafitos öntöttvas a következő fokozat: VCH35, VCH40, VCH45, VCH50, VCH60, VCH70, VCH80, VCH100 (számok megfelelnek a kijelölés minimális szakítószilárdsága # 963; c. kgf / mm 2)
Gömbgrafitos öntöttvas nagy mechanikai tulajdonságokkal, jó casting és feldolgozható. Arra használják, mint egy új anyag, és helyettesíti az acél és a gömbgrafitos öntöttvas szürke lemezes grafit. Összehasonlítva az acélnak nagyobb kopásállóság, jobb súrlódáscsökkentő és korrózióvédő tulajdonságokkal, jobb gépi miatt kisebb sűrűségű öntött acél könnyebb 8. 10% -os. A lágyvas, szemben a képlékeny, lehet öntött részeit bármely keresztmetszet, súly és méret.
Alkalmazási terület: gépi - féknyergek, szerszámtartó, nehéz tarja, orsók, karok, stb.; gördülő és kovácsolás berendezések - hengert, bed hengermű és kovácsoló kalapács, Chabauty, bejárja présgépet; más típusú gépek - dob csigás kotrógépek, főtengelyek, stb
9.5. Ötvözött öntöttvas.
Követelmények ötvözött vasból, a öntvények javított oxidációs ellenállás, korrózióállóság, kopásállóság és a hőállóság szabályozza GOST 7769-82. Brand ötvözött öntöttvas és tulajdonságaik táblázatban mutatjuk be. 8.
Ötvözött öntöttvas hőkezeljük, hogy a kívánt tulajdonságokat és szerkezetét.
Fontos tulajdonsága ötvözött öntöttvas kopásállósága.
Az itt használt súrlódásmentes öntöttvas GOST 1585-85. Ezek előállítására szánt részek működő súrlódó egységek egy kenőanyaggal. A szabvány meghatározza a márka súrlódásmentes vas, azok kémiai összetételét, jellemzőit, jelölése, formája, mérete és eloszlása grafit szórása perlit, a természet a forgalmazása foszfid eutektikus, keménység és a szélsőséges működési módjait részleteit a vasaló. A Ezek alapján a vas, állandó összetevőket,%: C 2,2-4,3; 0,5-4,0 Si; 0,3-12,5 Mn. Elismerte szennyeződések%. 0,1-1 P; 0,03-0,2 S.
Bélyeg súrlódásgátló vas, és azok jellemzői a táblázatban mutatott értékeken. 9.
Bélyeg és tulajdonságait ötvözet öntöttvas (GOST 7769-82)
Öntöttvas, amelynek javított korróziós ellenállást a gáz, levegő és lúgos környezetben szempontjából súrlódást és a kopást, hőálló levegőn, hőmérsékleten 500-700 # 730;. szánt gyártási alkatrészek kohászati termeléshez üveg alakítása formák, kémiai berendezések alkatrészei, és mások.
CHH3T, CHH9N5, CHH22, CHH16M2, CHH28D2
Öntöttvas, amelyek fokozottan ellenállnak az abrazív kopás ellen és kopásálló
Ez öntöttvas jellemzi javított korrózióállóság hőmérsékleten 1000 # 730; C
CHS13, CHS15, CHS17, CHS15MA, CHS17M3
Ellenálló a tömény és hígított savak, lúgok, sók