Улучшение - раздел Геология, Курс лекций по специальным чугунам Область применения отливок из специальных чугунов охватывает практически все отрасли экономики – добычу и обогащение полезных ископаемых
Улучшение Отливок Из Легированных Чугунов Представляет Собой ...
Улучшение отливок из легированных чугунов представляет собой сочетание полной закалки с высоким отпуском.
В практике термической обработки легированных чугунов улучшение используют очень широко как в качестве окончательной операции для придания отливкам необходимых свойств, так и в качестве предварительной для подготовки структуры изделия к поверхностному упрочнению, например, азотированию, поверхностной закалке и др. При этом преследуется цель создания по всему сечению отливки структуры с особо тонким и равномерным распределением карбидной фазы, имеющей сфероидальную форму. Получение такой дисперсной структуры взамен дифференцированной позволяет достигать в железоуглеродистых сплавах наилучшей комбинации прочности и вязкости. Использование же высокого отпуска приводит к практически полному освобождению отливок от остаточных внутренних напряжений.
Особо равномерное распределение карбидной фазы в структуре металлической основы чугунов обеспечивается при отпуске главным образом мартенсита. Действительно, ни нормализация, ни изотермическая закалка с последующим высоким отпуском не позволяют добиться равномерности структурного состояния в сечении. В последнем случае ограничения возникают в связи с относительно низкой прокаливаемостью даже легированных чугунов в условиях изотермической закалки.
Отсюда возникают и повышенные требования к прокаливаемости чугунов. Необходимая прокаливаемость чугунов достигается легированием. Под влиянием легирующих элементов существенно меняется природа карбидной фазы и феррита, что отражается на свойствах термически обрабатываемых отливок. Особенно существенно влияние изменений, происходящих в легированном феррите, поскольку после улучшения эта фаза преобладает в структуре металлической основы чугунов. На рис. 1.13 показано влияние легирующих элементов на прокаливаемость и критическую скорость закалки железоуглеродистых сплавов.
Рис. 1.13. Влияние легирующих элементов в сплавах с 1 % C:
а – на критическую скорость закалки VКР; б – на величину критического диаметра DКР при закалке в воде
За исключением кобальта и кремния, все другие элементы, если они при аустенизации переведены в твёрдый раствор, повышаю прокаливаемость и снижают критическую скорость закалки
Резкое понижение критической скорости закалки происходит под влиянием Mo, Mn, Cr, Ni и W. Так, например, при легировании 0,5 % Mo критическая скорость закалки уменьшается почти в 4 раза. Весьма заметно повышается и прокаливаемость чугуна.
Прокаливаемость находится в обратной зависимости от критической скорости закалки. Поскольку легирование уменьшает критическую скорость закалки, а следовательно, увеличивает прокаливаемость, то представляется возможным использовать при закалке такие относительно мягкие охлаждающие среды как масло и воздух, или даже получать закалочные структуры непосредственно после литья.
Таким образом, для отливок, к условиям эксплуатации которых предъявляют высокие требования к равномерности структурного состояния по сечению деталей, улучшение является наиболее рациональной операцией термической обработки.
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
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
Марки жаростойких алюминиевых чугунов, их основные свойства, области применения
ГОСТ 7769 - 82 «Чугун легированный для отливок со специальными свойствами» предусматривает пять марок чугуна легированного алюминием. Основным требованием к чугуну каждой марки (т
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
Новости и инфо для студентов