Големина на текста:
Чугуни.Видове, структура и свойства
Чугунът се отличава от стоманата със значително по – високото съдържание на
въглерод, с по – добрите си характеристики при леене и с по – ниските си
пластични свойства .
В процеса на образуване на на чугуна освен свързан въглерод имаме и свободен
под формата на графит. Процесът на графитизация на чугуните се определя от
термодинамичните условия при формирането на желязовъглеродната сплав. При
разпадането на аустенита ( 2,14 % С ) е възможно образуването на циментит
(6,67% С) или графит. По – стабилна е графитната фаза, коета обуславя и
наличието на по – малка свободна енергия в системата. Следователно само
скоростта на термичния дифузионен преход и концентрацията на въглерода в
системата определят възможността от образуването на една или друга фаза.
Образуването на графит от аустенит бавно протичащ процес, при който е
необходимо да се отвеждат и железни атоми, за да изкристализира структурата на
графита. Причината за това явление е, че стопилката на високо – въглеродната
сплав не е практически чиста система. Процесът на хетерогенна кристализация
зависи от центровете, т.е. зародишите около които изкристализира графитът. Ако
се прегрее стопилката зародишите се разтварят в нея и изкристализирането на
графита става още по – трудно.
По – лесно се осъществява преходът циментит – графит, поради по – високата
неустойчивост на циментитната фаза. При нормални условия този процес не
протича, но значително се ускорява с повишение на температурата. Следователно
в резултат на графитизация на циментита се получава и ферит или аустенит.
В зависимост от условията на графитизация се образува графит с различна
форма и тази форма оказва влияние върху свойствата на сивите чугуни.
При бързо охлаждане на стопилката процесът на графитизация е невъзможен и
тогава се получава бял чогун, който съдържа перлит и циментит.
В зависимост от състоянието на въглерода и металната основа различаваме
следните видове чогун :
СИВ ЧУГУН. Това си наименование той е получил по вида на лома. Част от
въглерода в чугуна се намира в свободно състояние и свойствата на тези чогуни се
определят от формата на свободния въглерод. Свободния графит е по-
устойчива фаза от фазите на желязовъглеродната сплав и неговите свойства и
форма определят спецефичните характеристики на сивите чугуни.
Върху структурата на сивите чугуни най – голямо влияние оказва
концентрацията на С, Si, Mn, S и Р. Ако съдържанието на въглерод е в границите
на 3,2%, а Mn и Si са съответно 0,5 и 2,0% е възможно да се формират следните
структури :
ФЕРИТНАТА структура на ЧУГУНА се формира при много бавна
скорост на охлаждане при едрогабаритни детайли. Съдържанието на свързан
въглерод е минимално, така че почти цялото количество С е в свободно
състояние. Различават се две структури ?ферит и графит / фиг. 1 /.
ФЕРИТО – ПЕРЛИТНАТА структура на чугуна се формира при по –
висока скорост на охлаждане, при която се образува и перлит със съдържание
на С 0,5%. Свободният С обикновено се разполага във феритната фаза.
ПЕРЛИТНАТА структура – съответства на структурата на перлитните
стомани, при които в перлита се съдържа 0,8% С . Пластинките на свободния С
се разполагат по цялатаплощ на металната основа. Перлитният чугун
притежава най – високи механични свойства и се използва за изготвяне на
отговорни детайли. Подобна структура се реализира при ускорено охлаждане на
тънкостенни материали.
ПЕРЛИТО ЦИМЕНТИТНА структура. Свободния С е 2,14%.
Металната основа на тези чугуни се състои от перлит с включен циментит.
Циментитните зърна се разполагат на границата между няколко перлитни зърна,
а графитните зърна се разполагат на границата между няколко перлитни зърна, а
графитните зърна се разполагат само в перлитната метална основа. Тази
структура е нестабилна, значително снижава механичните свойства на чугуна и
последният трудно се обработва. Ето защо тя е нежелана и чрез добре подбран
състав на сплавта и температурен режим може да бъде избегната.
При плавно понижение на температурата на загрят сив чугун се създават
дифузионни условия, при които се формират зони на свободен циментит и
отложен графит . Получва се т. нар. Избелен чугун .
Графитът в чугуна може да съществува в 3 форми / фиг. 1 / В обикновеният
сив чугун графитът е под формата на пластини, нишки и др., които могат да са
единични или да образуват по – сложни структури. Тази структура не придава
особени свойства на чугуна, поради това той носи наименованието обикновен
сив чугун.
Различаваме различни марки обикновен чугун : СЧ – 00; СЧ – 12-28; ....СЧ – 21-
40; ....СЧ – 38-60. Първата цифра показва пределната здравина при разтягане, а
втората пределната здравина при огъване в kgf/mm
2
. Твърдостта на тези чугуни
HB е от 143 до 269. Механичните свойства на СЧ – 00 са негарантирани и той с
използва за детайли, подложени на незначителни механични натоварвания.
Ако подложим бял чугун на температурна обработка циментитът може да се
разпадне и образувания графит притежава памукообразна форма. Подобна
структура може да се реализира и чрез предварително закаляване на чугуна, при
което се образува дребнозърнестта структура, създаваща множество центрове на
графитизация. Тази структура и форма на графита подобрява пластичността и
ковкостта на чугуна, поради което той носи наименованието ковък чугун.
Както всички чугуни и КЧ се разделя на марки: КЧ 45-6; .....КЧ 56-4; ......КЧ63-2 и
др.
Първата цифра показва якост на опън ?
в
в kgf/mm
2
, a втората относителното
удължение ? в %. Твърдостта на тези чугуни НВ е от 163 до 269. При това
чугуните на феритна основа притежава по-висока пластичност от тези на
перлитна, но стават по-неустойчиви на износване.
Ако в чугуна участва определено количество Mg , при изкристализиране
графитът образува малки сфери, които повишават здравината на структурата
и тези чугуни носят наименованието високоякостни чугуни.
Високоякостните чугуни имат същия начин на означение като КЧ, но тяхната
твърдост е значително по-висока – НВ е от 187 до 197.
Тези чугуни по механически свойства не отстъпват на стоманените при това
чугуните лесно се леят и от тях могат да се получат изделия със сложна
конфигурация. Намират приложение за направата на редуктури, колянови
валове, цилиндри на дизелови двигатели и други.
Бял чугун е този, при който цялото количество С е в състава на сплавта под
формата на карбид в циментита и перлита. Следователно белият чугун е
евтектуиден чугун. Механичната смес от циментит и перлит т.е. ледеборит.
Тя придава изключително високата твърдост на белия чугун и той практически
не се поддава на обработка.
Това си наименование чугунът получава по вида на лома (бял, сребрист). От
него чрез плавно понижение на температурата се получава темперован чугун.
Колкото е по-висока концентрацията на С толкова по-лоши ще са свойствата на
чугуните. При еднакво количчество графит свойствата ще зависят от неговата
форма и металнта основа на чугуна.
Графитът в сравнение с Fe-C сплави притежава ниски механични свойства и
графитните включвания могат да се считат като празноти или пукнатини. Най-
ниски механични свойства притежават чугуните, при които графитните зърна
образуват затворен скелет. Чугуните се характеризират с ниски съпротивления
на развитието на пукнатините,които се зараждат на границата на графитните
включвания.На практика вътрешно надрезно деиствие ги прави обаче по-малко
чуствителни под действието на външни надрези и ги прави приложими при
изработването на машини и съоражения,подложени едновременно на променливи
и ударни натоварвания.
Наличието на свободен графит в структурата подобрява обработваемостта на
чугуните като стружките от режещия инструмент се накъсват и отделят по
лесно.Свободният графит подобрява и вибрационните характеристики на
материала,като те бързо затихват.Поради това чугуните се ползват за направа на
кпрпусите на различни машини и апарати,подложени на вибрационно действие.
Поради високата пластичност на графита чугуните притежават много добри
антифрикционни свойства и се използват за направа на втулки , черупки за
лагери и др. изделия работещи при ниски обороти.
Благодарение на своята специфична структура чугуните притежават и много
добри термични свойства , които се характеризират със стабилност в линейните
размери на материала.
Върху кривите напрежение-деформация при чугуните почти липсва
праволинеен участък (не действа законът Хук) и деформациите престават да
бъдат възвратни и притежават пластичен характер.Втакъв случай връзката
между напрежение и деформация при чугуните се изразява с един модул Е ,който
се нарича деформационен.Ако разтягащите напрежения притежават минимални
стойности , както при натиск механичните свойства на чугуните се оказват
близки до тези на стоманите.
С повишаване на здравината на ,металната оснсва естествено нарастват и
механичните свойства на чугуните. Най – голяма якост подобно на стоманите
притежават перлитните чугуни. При това формата и едрината на перлитните
зърна е от съществено значение. Колкото е по - фин перлитъттолкова по – жисока
е якостта. Това обуслажя и ефиктивността на термичната обработка при
чугуните, която спомага за формирането на дребнозърнеста перлитна структура.
Чугуните са материали които притежават отлични механични и технологични
свойства . Съчетанието на тези свойства със възможността за реголирано

Това е само предварителен преглед

За да разгледате всички страници от този документ натиснете тук.

Чугуни. Видове. Структура и свойства

Материалът е предназначен за студенти от специалност индустриален мениджмънд образователно квалификационна степен бакалавър по предмета Материалознание...
Изпратен от:
Mariq Panaiotova
на 2010-09-14
Добавен в:
Лекции
по Материалознание
Статистика:
198 сваляния
виж още
 
Подобни материали
 

Материалознание и технология на металите

08 май 2010
·
202
·
17
·
2,556
·
387

Разработка за видовете кубични кристални решетки, за томаните и приложението им в определени машини...
 

Материалознание и технология на металите

18 фев 2010
·
258
·
9
·
1,806
·
358

Пластичността може да се определи чрез измервания върху индикаторната диаграма или върху разрушеното пробно тяло. По-често се работи по втория начин. Измерват се дължината на пробата(l) след разрушаване и диаметърът(d )в мястото на разрушаване...
 

Курсова работа по Материалознание

16 юни 2017
·
8
·
9
·
199
·
30

Метод за измерване твърдостта на отделните кристали в поликристала-обосновка; Видове сиви чугуни, според металната им основа; Форма на циментитните частици след високо отвръщане на закалена стомана...
 

Материалознание и технология на металите

24 окт 2014
·
20
·
10
·
1,742
·
67

Структура на металите. Методи на изследването им. Видове “дефекти” в строежа на реалните кристали. Разликата в структурата на белите и сивите чугуни. Видове стомани, употреба...
 

Чугуни - структури и свойства. Означения и приложения.

26 окт 2013
·
37
·
4
·
606
·
83

Чугуните са многокомпонентни желязо-въглеродни сплави, със съдържание на въглерод над 2,14%, характеризиращи се с наличие на евтектикум в структурата си...
1 2 3 4 5 »
 
Онлайн тестове по Материалознание
Тест по материалознание
изпитен тест по Материалознание за Студенти от 1 курс
Тест по материалознание за изпит по материалознание в Русенския университет. Въпросите са с един верен отговор.
(Труден)
42
340
1
05.09.2012
Тест по текстилно материалознание
класно тест по Материалознание за Ученици от 9 клас
Тест за контролна проверка на знанията по Текстилно материалознание в края на І срок (9клас). Въпросите са само с един верен отговор.
(Лесен)
15
29
1
2 мин
07.08.2012
» виж всички онлайн тестове по материалознание

Чугуни. Видове. Структура и свойства

Материал № 546469, от 14 сеп 2010
Свален: 198 пъти
Прегледан: 365 пъти
Предмет: Материалознание, Технически науки
Тип: Лекция
Брой страници: 6
Брой думи: 2,258
Брой символи: 13,525

Потърси помощ за своята домашна:

Имаш домашна за "Чугуни. Видове. Структура и свойства"?
Намери бързо решение, с помощтта на потребители на Pomagalo.com:

Намери частен учител

Диана Николова
преподава по Материалознание
в град София
1 375 53

виж още преподаватели...
Последно видяха материала