рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Марки жаростойких алюминиевых чугунов, их основные свойства, области применения

Марки жаростойких алюминиевых чугунов, их основные свойства, области применения - раздел Геология, Курс лекций по специальным чугунам Область применения отливок из специальных чугунов охватывает практически все отрасли экономики – добычу и обогащение полезных ископаемых   Гост 7769 - 82 «Чугун Легированный Для Отливок Со Специ­Альны...

 

ГОСТ 7769 - 82 «Чугун легированный для отливок со специ­альными свойствами» предусматривает пять марок чугуна ле­гированного алюминием. Основным требованием к чугуну каждой марки (табл. 3.1) является химический состав, который определяет микрострук­туру и основные эксплуатационные свойства: жаростойкость, износостойкость. Алюминиевые чугуны применяются главным образом как жаростойкие сплавы в различных газовых средах при повышенных температурах. Механические свойства чугунов представлены в табл. 3.2 и 3.3.

 

Таблица 3.1

Марки и химический состав алюминиевых чугунов

Марка чугуна Содержание элементов, %
С Si Cr Al Mn P S
не более
ЧЮХШ 3,0-3,8 2,0-3,0 0,4-1,0 0,6-1,5 0,5 0,1 0,03
ЧЮ6С5 1,8-2,4 4,5-6,0 - 5,5-7,0 0,8 0,3 0,12
ЧЮ7Х2 2,5-3,0 1,5-3,0 1,5-3,0 5,0-9,0 1,0 0,3 0,12
ЧЮ22Ш 1,6-2,5 1,0-2,0 - 19,0-25,0 0,8 0,2 0,03
ЧЮ30 1,0-1,2 0,0-0,5 - 29,0-31,0 0,7 0,04 0,08

 

Таблица 3.2

Механические свойства алюминиевых чугунов

Марки чугуна sВ, МПа sИЗГ, МПа НВ
ЧЮХШ 187-364
ЧЮ6С5 235-300
ЧЮ7Х2 240-286
ЧЮ22Ш 241-364
ЧЮ30 364-550

 

 

Таблица 3.3

Показатели прочности при растяжении алюминиевых чугунов при повышенных температурах (кратковременные испытания)

Марки чугуна sВ, МПа при температуре, °C
ЧЮХШ -
ЧЮ6С5 -
ЧЮ7Х2 -
ЧЮ22Ш

 

Структура чугуна марки ЧЮХШ состоит из перлита, небольшого количества феррита вокруг графитовых включений и цементитной эвтектики по границам эвтектических колоний. Графит имеет шаровидную форму, которая получается за счет модифицирования чугуна лигатурами ЖКМК или ЖКМ в количестве 2,0 – 2,5 %. Если графит в таком чугуне не шаровидный, а пластинчатой формы, то свойства сплава значительно ниже. Причем, существенно ниже (на 20 % и более) sВ, sИЗГ, в то время как твердость практически не меняется.

С целью увеличения жаростойкости чугуна ЧЮХШ необходимо увеличивать содержание хрома и алюминия, но не более 1,5 % Сr и 3 % Al.

Оксидный слой в хромоалюминиевых чугунах состоит из трех слоев: наружный светлый Fe2O3, средний более темный Fe3O4 и слой, прилегающий к металлу, содержащий оксиды FeO и АlO3. Из-за недостатка алюминия последний не образует сплош­ного слоя, а лишь создает отдельные зоны оксидов, обогащен­ные алюминием. Легирование чугуна хромом и алюминием по­вышает температуру эвтектоидного превращения, что способ­ствует повышению жаростойкости. Температура эвтектоидного превращения чугуна, содержащего 1,5 - 2,0 % Сr и 2,5 - 3,0 % Аl повышается до 850 °С.

Хромоалюминиевый чугун с шаровидным графитом марки ЧЮХШ обладает более высокой окалиностойкостью в сравне­нии с чугуном, такого же химического состава, но с графитом или в форме пластинок или неправильных сильно разветвлен­ных конгломератов. Существенное влияние на окалиностойкость чугуна оказывает плотность металлической основы. Рыхлый пористый чугун имеет пониженную окалиностойкость даже при шаровидной и компактной форме графита. Крупные включения пластинчатого графита, получаемые при модифицирова­нии хромоалюминиевого чугуна ферросилицием, снижают его окалиностойкость.

Чугун марки ЧЮ6С5 содержит 4,5 - 6,0 % Si и 5,5 - 7,0 % Al. Структура чугуна состоит из феррита, перлита, фазы Fe3AlCx и графита пластинчатой формы. Высокая жаростойкость чугуна в воздушной среде и атмосфере топочных газов обеспечивается при суммарном содержании кремния и алюминия не менее 10,5%. Практическое применение этих чугунов сдерживает их низкая прочность и высокая хрупкость.

Чугун марки ЧЮ7Х2 содержит 5,0 - 9,0 % Al и 1,5 - 3,0 % Сr. Структура чугуна состоит из перлита, феррита, карбидов и пластинчатого гра­фита. Механические свойства его аналогичны свойствам чугуна ЧЮ6С5 и довольно низки. Это сдерживает его широкое применение для изготовления жаростойких отливок. Чугун марки ЧЮ7Х2 обладает довольно высокой жаростойкостью в воздушной среде. Благодаря защитному действию оксидов, образующихся в таком чугуне, процесс обезуглероживания в первоначальный период превалирует над процессом окисления. Поэтому при оценке окалиностойкости отмечается уменьшение массы вместо ее увеличения.

Чугун марки ЧЮ22Ш содержит 19 - 25 % Аl. Структура ме­таллической основы чугуна может быть чисто ферритной при содержании 22 - 23 % Аl и 1,5 - 1,8 % Si или ферритной с различным количеством фазы Fe3AlCx (при более низком содержании алюминия и кремния) или карбида Аl4С3 (при повышен­ном содержании алюминия и кремния).

Чугуны, легированные 19 - 25 % Al, сохраняют высокую прочность и твердость при по­вышенных температурах. Разброс значений приведенных величин связан с различной степенью легирования алюминием (19 - 25%), соотно­шением содержания алюминия и кремния, а также различным количеством фазы Fe3AlCx в чу­гуне. Твердость при 900 °С составляет 90 НВ; временное со­противление разрыву при растяжении при 1000 °С – 25 – 68 МПа и 13 МПа при 1200 °С. При этом относительное удли­нение повышается до 30 %. Благодаря стабильности структуры алюминиевого чугуна с шаровидным графитом в области вы­соких температур, прочность его после длительной выдержки при температуре 1000 °С изменяется незначительно (20 %).

Коэффициент линейного расширения алюминиевого чугуна возрастает с увеличением температуры и содержания алюминия. Коэффициент линейного расширения алюминиевого чугуна с шаровидным графитом несколько выше, чем такого же чугуна с пластинчатым графитом.

Теплопроводность алюминиевого чугуна ЧЮ22Ш при нормальной температуре ниже, чем у серого и высокопрочного чугунов. С повышением температуры коэффициент теплопровод­ности алюминиевого чугуна возрастает, в то время как у нелегированных чугунов снижается. В результате при 950 °С коэф­фициент теплопроводности алюминиевого чугуна с шаровидным графитом более чем в два раза выше, чем серого и высокопрочного чугунов.

Окалиностойкость чугуна высокая вплоть до температуры плавления. При повышении темпера­туры интенсивность процесса окисления растет.

Изменение содержания углерода в алюминиевом чугуне практически не влияет на уровень его окалиностойкости. Фос­фор и медь несколько повышают окалиностойкость алюминие­вого чугуна. Изменение содержания марганца от 0,2 до 1,6 % и кремния от 1,0 до 2,7 % практически не сказывается на окалиностойкости алюминиевого чугуна.

Чугун марки ЧЮ30 известен под названием «пирофераль». Весь углерод в нем связан в карбиды Аl4С3. Поэтому чугун обладает высокой твердостью и хрупкостью. Несмотря на низкое содержание (1,0 – 1,2 %) углерода «пирофераль», как и любой чугун, имеет эвтектическое превращение. Наряду с высокой жаростойкостью пирофераль имеет высокую износостойкость при высоких температурах. К недостаткам этого чугуна следует отнести склонность к самопроизвольному распаду при нормальной температуре и плохую обрабатываемость резанием. Основной причиной распада является наличие в структуре чугуна карбида Al4C3, который при обычной температуре, особенно при наличии атмосферной влаги, является нестабильным соединением и разлагается по реакции

Al4C3 + 6H2O = 2Al2O3 + 3CH4.

Склонность пирофераля к распаду зависит от структуры, химического состава и технологического процесса ведения плавки. Чем грубее включения Al4C3, тем выше их склонность к распаду. Крупные включения Al4C3 образуются вследствие перегрева чугуна при выплавке. Перегрев ведёт также к насыщению расплава водородом. Чугуны, в структуре которых включения Al4C3 мелкие и равномерно распределены, более устойчивы к распаду, особенно при эксплуатации в условиях низкой влажности. Процесс распада можно замедлить за счёт введения титана или отжигом отливок при 900 °C. При повышенных температурах карбид Al4C3 является стойким соединением, и отливки из чугуна ЧЮ30 не подвержены распаду.

Прочность пирофераля не снижается после выдержки образцов в окислительной атмосфере при 1000 °C в течение 100 ч, что говорит о стабильности сплава. Пирофераль обладает высокой жаростойкостью при температуре до 1200 °C в воздушной среде, а также в атмосфере чистого кислорода, в восстановительной и окислительной атмосфере продуктов горения.

Из пирофераля отливают тигли для плавки алюминиевых сплавов. Срок службы их почти в 4 раза больше, чем тиглей из обычных серых чугунов. Цементационные ящики по стойкости в 10 раз превосходят стальные.

Алюминиевые чугуны применяются главным образом как жаростойкие сплавы в различных газовых средах при повышенных температурах.

Чугун марки ЧЮХШ жаростоек в воздушной среде до 700 °C, стоек против истирания. Применяется как материал пресс-форм для изготовления стеклянных изделий, для деталей печного оборудования, колосников агломерационных машин и топок котлов, для деталей коксохимического оборудования, для роликов чистовых клетей листопрокатных станов, деталей газовых двигателей и компрессоров, горелок, кокилей.

Чугун марки ЧЮ6С5 жаростоек в воздушной среде, содержащей соединения серы, стоек к резким сменам температуры. Применяется для изготовления деталей топочной аппаратуры, колосников, кокилей, сероуглеродных реторт, деталей турбокомпрессоров, деталей аппаратов химического оборудования, деталей агломерационных машин, арматуры химического машиностроения, деталей цементных печей.

Чугун марки ЧЮ7Х2 жаростойкий в воздушной среде до 1100 °C. Стойкий в среде паров воды, сернистого газа, против истирания. Используется для изготовления деталей химического и нефтеперерабатывающего оборудования, деталей печной арматуры, колосников агломашин и топок котлов, деталей цементных печей.

Чугун марки ЧЮ22Ш жаростойкий в среде, содержащей серу, сернистый газ, окислы ванадия и пары воды. В воздушной среде жаростойкий до 1100 °C. Обладает высокой прочностью при нормальной и повышенной температурах. Он применяется в химической, энергетической, металлургической промышленностях для изготовления деталей печей пылевидного обжига колчедана, колчеданных печей, колосников агломашин, топочной аппаратуры, деталей термических печей, футеровочных плит камер сгорания газотурбинных установок, плавильных тиглей и т. д. Применение чугуна марки ЧЮ22Ш в химической промышленности при производстве серной кислоты показало его эффективность в сравнении с высокохромистыми сталями. Детали колчеданных печей из ЧЮ22Ш имеют стойкость в 1,5-2,0 раза выше, чем из сплава Х28. Продолжительность эксплуатации деталей в колчеданных печах на самых горячих сводах составляют более 100 суток.

Чугун ЧЮ30 жаростойкий в среде, содержащей серу и сернистый газ, в среде топочных газов. Стойкий против износа. Детали из него жаростойки в воздушной среде до температур 1100 °C. Применяется для изготовления деталей термических печей, печей обжига колчедана, тиглей для плавки алюминия.

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Курс лекций по специальным чугунам Область применения отливок из специальных чугунов охватывает практически все отрасли экономики – добычу и обогащение полезных ископаемых

Введение... Диапазон механических и служебных свойств современных типов и марок чугунов весьма широк Серый чугун с пластин чатым...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Марки жаростойких алюминиевых чугунов, их основные свойства, области применения

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Особенности легирования
  Легирование является одним из методов управления процессами образования структуры и формирования свойств чугуна. Оно позволяет измельчать первичные структурные составляющие, получат

Особенности жидкого состояния
  Природа жидкого состояния является одним из наиболее сложных объектов изучения теории агрегатного состояния металлов и сплавов. Среди множества теорий жидкого состояния широкое приз

Первичные фазы и распределение легирующих элементов в чугунах
  Первичной структуре принадлежит решающее влияние в формировании свойств чугунов. Влияние первичной структуры на процесс формирования свойств чугунов не утрачивает своего значения и

Особенности термической обработки
  Высокая эффективность термической обработки применительно к отливкам из легированных специальных чугунов делает её неотъемлемой частью всего технологического цикла изготовления изде

Изотермическая закалка
Изотермическая закалка заключается в последовательном проведении двух основных операций: 1) аустенизации, т. е. нагрева до температуры закалки и выдержки; 2) переохлаждения аустенита с последующим

Нормализация
Нормализация отливок из специальных чугунов заключается в нагреве до температур аустенизации, выдержки при этой температуре и спокойном охлаждении на воздухе. При нормализации легированных

Улучшение
  Улучшение отливок из легированных чугунов представляет собой сочетание полной закалки с высоким отпуском. В практике термической обработки легированных чугунов улучшение ис

Процессы коррозии в чугуне
  Причиной повышенной коррозии отливок из чугуна является образование гальванических пар из его структурных составляющих при контакте с агрессивной средой. При этом графит играет роль

Влияние химического состава на коррозионную стойкость
  Хром относится к самопассивирующимся металлам. При механическом повреждении пассивной плёнки оксидов хрома она легко самопроизвольно восстанавливается. Пассивность хромистых чугунов

Марки хромистых коррозионностойких чугунов, их основные свойства, области применения
  ГОСТ 7769 – 87 предусматривает три марки высокохромистых чугунов, отличающихся прежде всего содержанием хрома, углерода и кремния (табл. 2.2). Таблица 2.2 Химическ

Влияние химического состава на структуру и свойства
В системе сплавов Fe – Si образуются следующие фазы: - γ-фаза – твёрдый раствор кремния в γ- железе (максимальная растворимость кремния в γ- железе достигает 2,15 %);

Марки кремнистых коррозионностойких чугунов, их основные свойства, области применения
  ГОСТ 7769 – 87 предусматривает пять марок кремнистых чугунов, отличающихся прежде всего содержанием кремния, углерода и тем, что в некоторых марках имеется молибден (табл. 2.5).

Общая характеристика
  Обычные низколегированные серый, ковкий, высокопрочный чугуны при нагреве в окислительной среде корродируют, а в ре­зультате графитизации увеличивают объем. Специальные жар

Формирование структуры
Сплавы железа с алюминием, содержащие до 36 % Аl, обра­зуют непрерывный ряд твердых растворов. В системе Fe – Аl - С образуются углеродсодержащие фазы: графит, Fe3AlC

Влияние хрома на жаростойкость чугунов
  Легирование чугуна малыми добавками хрома (до 4 % Cr) повышает устойчивость эвтектического цементита при нагреве и уменьшает рост чугуна. Повышение окалиностойкости низкохромистых ч

Марки жаростойких хромистых чугунов, их основные свойства, области применения
  Для изготовления жаростойких отливок применяются низко- и высокохромистые чугуны, марки которых приведены в ГОСТ 7769-82 (табл. 3.1). Низкохромистые чугуны марок ЧХ1, ЧХ2,

Влияние кремния на структуру и свойства чугунов
  При содержании 5,6 % Si чугун практически имеет однофазную ферритную матрицу и поэтому отличается высокой ростоустойчивостью. Окалиностойкость кремнистого чугуна связана с образован

Марки кремнистых жаростойких чугунов, их основные свойства, области применения
  ГОСТ 7769 - 82 предусматривает две марки жаростойкого кремнистого чугуна ЧС5 и ЧС5Ш. Химический состав чугунов марок ЧС5 и ЧС5Ш и механические свойства жаростойких кремнистых чугуно

Отливки из комплексно-легированных жаростойких чугунов
  Кроме стандартных марок жаростойких чугунов для изготовления жаростойких отливок часто используют комплексно-легированные белые хромистые чугуны, которые одновременно являются жароп

Марки жаропрочных чугунов, их основные свойства, области применения
  Марки и химический состав жаростойких чугунов приведены в ГОСТ 7769-82. Высоконикелевые чугуны, обладают высокой жаропрочностью, немагнитностью, износостойкостью, являются

Процессы абразивного изнашивания
  Реальным условиям работы оборудования и инструмента при аб­разивном изнашивании соответствуют различные схемы внешнего си­лового нагружения. Все эти схемы можно систе­матизировать п

Влияние химического состава на свойства чугунов
  Кремний в износостойких чугунах можно рассматривать как легирующий элемент, распределяющийся при кристаллизации между аустенитом и эвтектическим расплавом. Кремний повыша

Влияние структуры на износостойкость
  Одним из важнейших факторов, определяющих сопротивление металлических сплавов изнашиванию, является их структурное состояние, а также свойства, взаимное расположение, количествен­но

Влияние карбидной фазы
Тип и морфология. В чугунах, содержащих до 7 % Сr, образу­ется легированный хромом цементит (Fe,Cr)3C. Хотя по мере увеличения содержания хрома в чугуне до 7 % микротвердость карб

Влияние металлической основы
  Высокая износостойкость определяется также металлической основой, в которой закреплены карбиды. В настоящее время нет единого мнения, какой должна быть металлическая матриц

Влияние термической обработки
  Повысить механические свойства и износостойкость чугуна можно путем термической обработки. Высокая абразивная износостойкость белых чугунов обеспечивается толь­ко при мартенситной и

Марки износостойких чугунов, их основные свойства, области применения
  ГОСТ 7769-82 «Чугун легированный для отливок со специальными свойствами» предусматривает девять марок белых износостойких чугунов: низколегированный хромистый марки ЧХ3Т, высоколеги

Комплексно-легированные белые износостойкие чугуны
Наибольшей износостойкостью обладают чугуны, соответствующие принципу Шарпи, требующему полной инверсии расположения фаз, т. е. чтобы наиболее твердые структурные составляющие залегали в виде изоли

Общая характеристика
Антифрикционные сплавы, предназначенные для применения в узлах трения со смазкой, должны обеспечивать нормальную работу трущихся деталей как в период приработки, так и при последующей эксплуатации,

Марки антифрикционных чугунов, их основные свойства, области применения
ГОСТ 1585 - 85 устанавливают 10 марок антифрикционного чу­гуна для отливок, работающих в узлах трения со смазкой. Стан­дарт регламентирует иххимический состав (табл. 6.1), микро­структуру и твердос

Применение
  Валки с отбеленным рабочим слоем ЛП и ЛПМ. Эти валки имеют рабочий слой из белого чугуна, переходный слой, состоящий из половинчатого чугуна, и сердцевину из серого чугуна.

Химический состав рабочего слоя валков
Марка валка Химический состав, % C Si Mn Cr Ni S P

Влияние легирующих элементов на свойства рабочего слоя двухслойных валков
Известно, что первичная литая структура оказывает решающее влияние на формирование свойств чугунов в отливках при их охлаждении в форме или во время термической обработки. Первичная кристаллизация

Особенности плавки и заливки форм
  Плавка чугуна осуществляется при высоких температурах и сопровождается сложными физико-химическими процессами взаимодействия расплава, флюсов, шлаков, печных и атмосферных газов, фу

Литейные свойства специальных чугунов
Жидкотекучесть высокохромистых белых чугунов при оптимальных температурах заливки не уступает жидкотекучести обычного серого чугу­на. Линейная усадка белых чугунов составляет 1,8 - 2,2 %,

Особенности технологии формы в зависимости от свойств специальных чугунов
  Технологический процесс изготовления деталей из специальных чугунов, несмотря на разнообразие применяемых составов и большое чис­ло марок, имеет много общих черт. Это сходство опред

Механическая обработка отливок
  Механическая обработка отливок из специальных чугунов очень трудоемкая операция. Наиболее трудно обрабатываются отливки из белых износостойких чугунов. Обрабатываемость бел

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги