Az öntöttvasak osztályozása és tulajdonságai
Munka neve: Öntöttvas osztályozása és tulajdonságai
Szakirány: Termelési és ipari technológiák
Leírás: Lecture 5 osztályozása és tulajdonságai öntöttvas öntöttvas úgynevezett vas-szén ötvözet, amely több, mint 214 szén-diagram és szerinti zhelezotsementit megszilárdulni, hogy eutektikumok. A jó öntési tulajdonságoknak köszönhetően elegendő kopásállóság.
Fájlméret: 137.79 KB
A munkát letöltötték: 37 fő.
Az öntöttvasak osztályozása és tulajdonságai
Az öntöttvas olyan vas-szén-ötvözetekre vonatkozik, amelyek több mint 2,14% szenet tartalmaznak, és a vas-cementit grafikon szerint megszilárdulnak, hogy eutektikusak. A jó öntödei tulajdonságok, a viszonylag alacsony költségig tartó szilárdság, kopásállóság miatt az öntöttvas elterjedt a mérnöki munkában. Az összetett alakú öntvények gyártására használják, mivel az alkatrészek és tömegük nagy követelményeket nem igényelnek.
Öntöttvas a nagyolvasztókban és újrafeldolgozás (fehér), speciális (vasötvözetek) és öntödei (szürke) öntöttvasak. Az ötvözetekben lévő szén formájától függően fehér, szürke, nagy szilárdságú és göndör öntöttvas különböztethető meg. A különböző öntöttvasokban lévő elemek jelenléte a következő határokon belül változik: 2,2-4,0% szén; 1,0-3,0% Si; 0,2-1,5% Mn; 0,02-0,2% S; 0,02-0,3% P.
Ha az összes olyan szén, amely az öntöttvas része, mint a Fe 3 C kémiai összetevője, akkor az ilyen öntöttvas fehér. Szünete fényes, fémes csillogással, ezért a név jön. A fehér öntöttvas szerkezete pre-eutektikus, eutektikus és hipereutektikus. A fehér öntöttvas eutektikus # 150; amely a keletkezéskor ausztenit és cementitumból áll, és 727 ° C alatti hűtéssel # 150; perlit és cementit (1. ábra).
A szerkezetben nagy mennyiségű cementit alkot a fehér öntöttvas 4500-5500 HB keménysége, a kopásállóság, a törékenység. A rendkívül csekély duktilitás és a vágás gyenge megmunkálhatósága miatt a fehér öntöttvas korlátozott mértékben használatos a mérnöki munkában.
A fehér öntöttvas előállításához az öntvény gyors hűtése szükséges minimális mennyiségű szilíciummal és fehérítő elemek jelenlétével # 150; mangán vagy króm. Ilyen körülmények között a grafitkristályok megtelepedése lehetetlenné válik, és az összes szén a cementités kialakulásához vezet.
A palackozott öntvények korlátozott mértékben használhatók # 150; Olyan öntvények, amelyekben a mag szürke öntöttvasszerkezettel rendelkezik, és a felületen fehér öntöttvasból álló réteg van. Így gördülő hengerműket, fékbetéteket, golyókat gördülő kőzetekhez, szántóföldi ekékhez és egyéb részekhez használhat fel, amelyek felületén nagy kopásállóságra van szükség.
A fehér öntöttvas megmunkálhatósága csak akkor lehetséges, ha a cementit megszakítják a grafit és a ferrit. A grafit kisebb keménységet, jó vághatóságot és nagy súrlódási tulajdonságokat eredményez az alacsony súrlódási tényező miatt. De a grafit bevonása csökkenti az ötvözet erősségét és plaszticitását. A szürke, nagy szilárdságú és könnyen olvasható öntvények különböznek a grafit-zárványok kialakulásának körülményei között.
Ábra. 1. A fehér eutektikus (4,3% szén) öntöttvas mikroszerkezete
A szilíciumnak erős grafitizáló hatása van # 150; elősegíti a grafit szabadon bocsátását az öntöttvas kristályosítása és a kicsapódott cementit bomlása során. A mangán megnehezíti az öntöttvas grafitizálását, de javítja a mechanikai tulajdonságokat. kén # 150; ez káros szennyeződés. Lebontja az öntöttvas mechanikai és öntési tulajdonságait, csökkenti a folyékonyságot, növeli a zsugorodást és növeli a repedés hajlamát.
A foszfor kis mennyiségben (legfeljebb 0,3%) feloldódik ferritben. A tartalma magasabb, ez képezi, együtt a szén és a vas-foszfid eutektikum olvad hőmérsékleten 950 0 C, ami növeli a fluiditását a vas, de ez növeli a keménység és a törékenység. Tehát az öntöttvas öntvény öntvényhez 1% foszfort használ.
Az öntöttvas szerkezetét és tulajdonságait erősen befolyásolja a technológiai tényezők, különösen a hűtési sebesség, amely az öntő fal vastagságától függ. Minél nagyobb a falvastagság, annál lassabb az öntvény hűlése, és a grafitizációs folyamat jobban teljesül. A hűtési sebesség növekedésével az elsődleges kristályosodás feltételei keletkeznek: a cementit felszabadítják a folyadékfázisból, és a további hűtésre való bomlása miatt a grafit képződik. Néha a ledeburite nem bomlik, de az öntöttvas szerkezetében marad.
A szürkeöntvény mechanikai tulajdonságai a fém alapanyag tulajdonságaitól függenek, elsősorban a grafit-zárványok mennyiségétől, alakjától és méretétől függően. A grafit az öntöttvas fémtartályában bevágások szerepét játssza. Ezért a bázis szerkezetétől függetlenül a szürke vas nyújtható nyúlása nem haladja meg a 0,5% -ot. A kisebb és jobban elválasztott grafit-zárványok, annál kevésbé negatívan befolyásolják az erőt. Az öntvények megszakításával, keménységével és kopásállóságával szembeni ellenállóképessége nő a perlit mennyiségének növekedésében. Jelentősen gyengébb grafithatás a hajlítás és különösen a tömörítés során.
A nyomószilárdságot és a keménységet főként az öntöttvas fémalapjának szerkezete határozza meg. Ezek közel állnak az acél tulajdonságaihoz, amelyek ugyanolyan szerkezettel és összetételűek, mint az öntöttvas fém alapja. A szürke öntöttvas képes mechanikus rezgések kikapcsolására, nem érzékeny a bemetszésekre, jól feldolgozható vágással. Ebből a részek különböző célokra készültek # 150; több grammtól (motor dugattyús gyűrűje) tíz tonna öntvényekig (gépágy). A nyersvas minőségének megválasztása az adott munkakörülményekhez technológiai és mechanikai tulajdonságok kombinációjával történik. A szürkeöntvényből készült részleteket öntéssel készítik el a későbbi feldolgozással vágással.
A szürkeöntvény jelölését a GOST 1412-85 határozza meg, és MF betűkből és a szakítószilárdság kg / mm 2-ben kifejezett számából áll. Például az MF30.
Az Ч10, СЧ15 ferrites öntöttvas kis- és közepes súlyú alkatrészekhez van tervezve: fedelek, karimák, reduktorházak, fékdobok stb. Az Ч20, СЧ25 ferrit-perlit szürkeöntvényt nagy terhelések alatt használják: hengerblokkok, tengelykapcsoló dobok, fogaskerekek, gépágy stb. (2. ábra).
A perlit-szürke módosított öntöttvas Ч30, СЧ35 a kis grafit-zárványok miatt magasabb mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik. A grafit őrlése úgy érhető el, hogy a megolvasztott vasötvözetet ferrosilikonnal vagy szilikokalciummal az öntöttvas tömegének 0,5% -ának megfelelő mennyiségben módosítják. A módosított öntöttvas nagyobb tulajdonságokkal és jó tömörséggel rendelkezik. A szivattyúk, kompresszorok, hidraulikus hajtások, fék pneumatika stb.
Az emelt hőmérsékleten működő alkatrészekhez ötvözetlen szürkeöntvényeket használnak: hőállóak # 150; továbbá tartalmaznak krómot és alumíniumot, hőállóak # 150; króm, nikkel és molibdén. A szürke öntöttvasból készült öntvényeket hőkezelik a belső feszültségek enyhítésére és a méretek stabilizálására. Ez a fűtés felépül
Ábra. 2. Ferrit-pearlitikus szürkeöntvény mikroszerkezete
A nagy szilárdságot öntöttvasnak nevezik, amelyben a grafit gömb alakú. Ezek a módosítások révén érhetők el # 150; 0,02-0,08% magnéziumot adunk az olvadt vashoz. A magnéziumot az üstbe viszik be, mielőtt a formákba nem tiszta formában öntöttek, hanem ligatúra formájában # 150; nikkel magnézium ötvözet. A magnézium egy felületaktív elem: az olvadékban a magnézium atomok akadályt képeznek a növekvő grafitkristály felületén, növelve a felszíni energiáját. Ezért a legkisebb térfogat-térfogat arányú kristály kialakulása energetikailag előnyös, azaz E. a labdát.
A kémiai összetétele gömbgrafitos öntöttvas nem különbözik a szürke, de gömbgrafitos kevésbé erős feszültség koncentrátort, mint a lemez, így a szilárdság és képlékenység a vas-tartalom nagyobb, mint szürke.
A GOST 7293-85 szerint a nagyszilárdságú öntöttvas minősége a HF betűkből és a szakítószilárdság kg / mm2-ben kifejezett számából áll. Például a HF50.
A fém alapszerkezete szerint a nagy szilárdságú öntöttvas ferrites vagy perlitteres lehet. A ferrites öntöttvas főként ferrit és gömbgrafitos grafitból áll; legfeljebb 2% perlit megengedett. A perlitikus öntöttvas szerkezete szorbitolszerű vagy lamelláris perlit és gömbgrafitos grafit alkot, legfeljebb 20% ferrit megengedett (3. ábra).
Ábra. 3. Ferrit-pearlit magas szilárdságú öntöttvas mikroszerkezete
A nagy szilárdságú öntöttvas az acélt számos termékben és szerkezetben cseréli le. Nagy ciklikus terheléssel és kopási körülmények között dolgozhatnak. Ezek közül a gördülőmalmok, a kovácsoló és préselő berendezések, a gőzturbinák héja, a traktor és az autóipar forgattyús tengelyei, a motorok dugattyúi,
Bizonyos esetekben a hőkezelést az öntöttvasak mechanikai tulajdonságainak javítására használják: lehúzás és temperálás - az erő és az annealing javítása # 150; a duktilitás növelésére.
Ábra. 4. A fehér öntöttvas lágyítása ferrites (1) és perlit (2) alakítható öntöttvas előállítására
A ferrites öntöttvas hegesztését az 1. rendszer (4. ábra) szerint végezzük, amely két lépésben grafitizációt biztosít. A grafitizálás első foka 950 ° C hőmérsékleten a cementite reduktív bomlása. Ez vezet az ausztenites szerkezet kialakulásához és a szén-dioxid-lerakódáshoz. A grafitizálás második fázisa lassú hűtéssel folytatódik az eutektoid hőmérséklet tartományban 720-740 ° C-on. Az öregedés során a perlit-cementit bomlik. Ennek a 60-80 órás hőkezelésnek köszönhetően létrejön egy ferrit- és szén-lágyító szerkezetű szerkezet (5.
A perlit-öntöttvas öntvény a 2. rendszer szerint készül (4. ábra). A grafitizálás időtartama 1000 ° C-kal emelkedik, majd az öntvényeket folyamatosan szobahőmérsékletre hűtjük. A perlit részét képező cementitum grafitizációja nem következik be, ezért az öntöttvas perlit-szerkezetet vesz fel szén-dioxid-lágyítással.
Ábra. 5. Ferrites temperöntvény öntvény mikroszerkezete
A szürkeöntvényből készült lemezgrafittól eltérően a flokkuláló zárványok kevésbé csökkentik a fém alapanyag mechanikai tulajdonságait, ami a hajlékony öntvényt a szürkebbé teszi, bár alacsonyabb a nagy szilárdságú öntöttvasnál.
A "malleable" név feltételes, lehetetlen a gömbgrafitos öntöttvas deformálódása. A temperöntvény öntvény megnevezésénél az első ábra a szakítószilárdság értékét mutatja kg / mm2-ben. A második # 150; Relatív nyúlás% -ban, például KCh45-7.
A gömbgrafitos vasat széles körben használják a mezőgazdasági, gépjárműipari és textilipari gépekben. Ezek közül nagy szilárdságú alkatrészeket állítanak elő, amelyek kopás- és szakadási körülmények között működnek stresszes és váltakozó terhelések alatt. Az eredeti fehér vas fém jó öntési tulajdonságai lehetővé teszik az összetett és kis vastagságú öntvények előállítását. Ezek a hajtókarok, reduktorok, hubok, csatlakozók, hüvelyek, hüvelyek és a szállítószalag láncainak hengerei.
A gömbgrafitos öntöttvas hátránya az elhúzódó hegesztés miatt magasabb költség.