Контрольная работа: Диаграмма состояния железо–углерод (стабильная) и получение чугунов

💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Министерство образования и науки Украины
Донбасский государственный технический университет
«Диаграмма состояния Fe–C (стабильная) и получение чугунов»
1. Диаграмма состояния железо–углерод (железо–графит) – диаграмма стабильного равновесия

Образование стабильной фазы графита в чугуне может происходить в результате непосредственного выделения его из жидкого (твердого) раствора или вследствие распада предварительно образовавшегося цементита.
Процесс образования в чугуне графита называют графитизацией.
Штриховые линии на диаграмме (рис. 1) соответствуют выделению графита.
Графит образуется при очень малой скорости охлаждения, когда степень переохлаждения жидкой фазы невелика.
Ускоренное охлаждение частично или полностью прекращает кристаллизацию графита и способствует образованию цементита.
Наличие в жидком чугуне включений SiO 2
, Al 2
O 3
, и др., а также введение Si способствует процессу графитизации.
Чугуны по технологическим свойствам обладают лучшими литейными характеристиками, чем стали, но малой способностью к пластической деформации (в обычных условиях не поддаются ковке). Чугун дешевле стали по технологии производства.
Серый чугун получил название по виду излома, который имеет серый цвет (из-за присутствия в структуре сплава свободного углерода – графита).
Наиболее широкое применение получили доэвтектические чугуны, содержащие 2,4 – 3,8% С. Такой чугун обладает хорошими литейными свойствами (С не < 2,4%). Содержание углерода > 3,8% способствует большему образованию графита, что ухудшает его механические свойства.
Серый чугун представляет собой по существу тройной сплав Fe– Si – C, в качестве неизбежных примесей находятся: Mn, Р и S.
Кремний (Si) – содержится в количестве 1,2-3,5% – способствует выделению углерода в виде графита (т.е.влияет на строение, а следовательно на свойства чугунов).
Чем больше в чугуне углерода, тем меньше требуется кремния для получения заданной структуры.
Марганец (Mn) содержится в количестве 1,25 – 1,4 % – препятствует процессу графитизации, повышает способность чугуна к отбеливанию.
Сера (S) – содержится в количесве 0,1 – 0,2 % – способствует отбеливанию чугуна, ухудшает механические и литейные свойства. В чугуне находится в виде сульфатов – FeS, MnS или их твердых растворов (Fe, Mn)S.
Фосфор (Р) – содержится в количестве 0,2 – 0,5% –практически не влияет на процесс графитизации; улучшает литейные свойства (жидкотекучесть). Образует соединение Fe 3
Р, входящее в эвтектику. Способствует повышению твердости, износостойкости, хрупкости.
Рассмотрим кристаллизацию сплава I:
Точка 1 – имеется равновесный набор фазовых и концентрационных флуктуаций.
Точка 2 – объем и размеры фазово-концентрационных флуктуаций увеличивается.
Ниже точки 2 до точки 3 – жидкая фаза насыщается по отношению к аустениту (г-Fe).
Состав аустенита при охлаждении меняется по линии солидус: аЕ’, а состав жидкой фазы: бС’.
В точке 4 жидкая фаза (Ж С
) насыщенна одновременно по отношению к аустениту (А С
’) и углероду (графиту) и ниже точки 4:
При охлаждении от точки 4 до точки 5 происходит обеднение аустенита углеродом по линии E’S’, в результате выделяется графит который наслаивается на эвтектический графит.
Линия Р’S’K’ – линия эвтектоидного равновесия.
Ниже этой линии происходит превращение:
Показать фотографию лепесткового графита и серого чугуна на ферритной основе.
Рисунок 3. Серый чугун на ферритной основе
В серых чугунах графит выделяется в виде пластин, червеобразных прожилок (вермикулярный графит). Длина таких включений больше, чем ширина.
3.Связь структуры чугуна с его свойствами

Механические свойства чугуна обусловлены его структурой, главным образом графитной составляющей.
Чугун можно рассматривать как сталь, пронизанную графитом, который играет роль надрезов, ослабляющих металлическую основу структуры.
Чем меньше графитовых включений, чем они мельче и больше степень изолированности их друг от друга, тем выше прочность чугуна.
Пластинки графита уменьшают сопротивление отрыву, предел прочности, и особенно пластичность чугуна. Относительное удлинение при растяжении серого чугуна практически равно нулю (≤ 0,5%).
Однако графитовые включения мало влияют на снижение предела прочности при сжатии и твердость, величина которых определяется структурой металлической основы чугуна.
Поэтому серые чугуны (СЧ) рекомендуется использовать преимущественно для изделий, работающих на сжатие.
Для серых чугунов характерна зависимость:
Включение графита облегчают обрабатываемость резанием, делают стружку ломкой; повышают износоустойчивость и антифрикционные свойства, благодаря смазывающему действию графита; снижает чувствительность к всевозможным внешним концентраторам напряжений; хорошо гасит вибрации и резонансные колебания.
Применяют при изготовлении деталей машин.
4. Структура и маркировка серого чугуна (СЧ)

В зависимости от скорости охлаждения (V охл
) (рис. 4), количества С и Si и других примесей, серый чугун можно разделить на группы (в соответствии с металлической основой):
1) серый чугун на ферритной основе;
2) серый чугун на феррито-перлитной основе;
3) серый чугун на перлитной основе.
С – серый, Ч – чугун (ГОСТ 1412-79). После букв цифры указывают среднюю величину предела прочности при растяжении – у В
(МПа (кгс/мм 2
)).
Получают такой чугун очень медленным охлаждением, когда успевают произойти все диффузионные процессы, или значительным добавлением Si. Весь углерод находится в виде графита.
Получают при более ускоренном охлаждении или с меньшим содержанием Si.
Т.к., с понижением температуры, т.е. с увеличением V охл
диффузионная подвижность атомов (углерода) уменьшается, то часть углерода 0,1 – 0,7% в серых феррито-перлитных чугунах выделяется в связанном состоянии в виде цементита Fe 3
C.
СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ28, СЧ30, СЧ32, СЧ35, СЧ36, СЧ40, СЧ45;
Получают более быстрым охлаждением, добавляют минимальное количество Si.
Рисунок 4 – Зависимость структуры серого чугуна от режима охлаждения
В этом чугуне 0,7 – 0,8% С находится в виде Fe 3
C, входящего в состав перлита.
Металлическая основа в сером чугуне обеспечивает наибольшую прочность и износостойкость, если она имеет перлитную структуру. Присутствие в структуре – феррита, не увеличивая пластичности и вязкости чугуна, снижает его прочность и износостойкость. Наименьшая прочность у ферритного СЧ.
СЧ10, СЧ15 – малоответственные детали: строительные колонны, фундаментные плиты, малонагруженные детали сельскохозяйственных (с/х) машин, станков, автомобилей, тракторов, арматуры.
СЧ21 … СЧ45 – ответвленные детали: станины мощных станков и механизмов, поршней, цилиндров; деталей, работающих на износ в условиях больших давлений; компрессорное, арматурное, турбинное литье; дизельные цилиндры, блоки двигателей; детали металлургического оборудования.
Сталистые чугуны (СЧ24, СЧ28): при выплавке в шихту добавляют 20-30% стального лома; эти чугуны имеют пониженное содержание углерода (2,4-2,9 (3,3)%), что обеспечивает получение дисперсного перлита с меньшим количеством графитных включений.
Модифицированные чугуны (СЧ32, СЧ36, СЧ40, СЧ44) – перед разливкой добавляют модификаторы (75%-ный ферросилиций, 0,3-0,8% силикокальций и т.д.). Уменьшается количество и происходит измельчение графитовых включений. Содержание углерода – 2,5-3,0%.
Антифрикционные чугуны применяют для изготовления подшипников скольжения, втулок, поршневых колец и др.
Марки: АЧС-1, АЧС-2 – перлитный чугун.
Для снятия литейных напряжений и стабилизации размеров чугунные отливки отжигают (500-570 о
С, 3-10 часов, напряжения снижаются на 80-90%) или проводят естественное старение – выдержка на складе (6-10 месяцев). Напряжение снижается на 40-50%.
Отбеленными называют чугунные отливки, в которых поверхностные слои отливок имеют структуру белого (или половинчатого) чугуна, а сердцевина – серого чугуна (или высокопрочного). Между этими зонами есть переходной слой. Отбел на некоторую глубину (12-30мм) является следствием быстрого охлаждения поверхности.
Твердость поверхностного отбеленного слоя (НВ 400-500) обуславливает хорошую сопротивляемость износу. Из отбеленного чугуна изготавливают прокатные валки листовых станов, колеса, шары для мельниц.
1. Лахтин Ю.М., Леонтьева В.П. Материаловедение. М., 1972, 1980.
2. Гуляев А.П. Металловедение. М., 1986.
3. Антикайн П.А. Металловедение. М., 1972.

Название: Диаграмма состояния железо–углерод (стабильная) и получение чугунов
Раздел: Промышленность, производство
Тип: контрольная работа
Добавлен 01:39:13 16 августа 2009 Похожие работы
Просмотров: 1638
Комментариев: 16
Оценило: 4 человек
Средний балл: 4.5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Контрольная работа: Диаграмма состояния железо–углерод (стабильная) и получение чугунов
Реферат: Цирроз печени. Скачать бесплатно и без регистрации
Контрольная Работа На Тему Поняття Фінансового Інжинірингу
Реферат: Интерфейс приложений DirectX и графическая библиотека OpenGL
Дипломная работа: Технологія виробництва медичного скла
Курсовая Работа Венчурное Финансирование Инновационной Деятельности
Купить Собрание Сочинений Катаева
Сочинение На Тему Есть Ли
Эффективное Поведение На Рынке Труда Реферат
Реферат: Политика понятие и общественный смысл 2
Контрольная работа: Судебные постановления первой инстанции
Курсовая работа: Ассортимент и классификация игрушек
Отчет по практике по теме Организация деятельности торгового предприятия
Контрольная работа: Виды хозяйственных обществ в РФ. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат по теме геополитические перспективы Росии на рубеже веков
Дипломная работа по теме Проявления националистического характера в политической и общественной жизни современной России
Курсовая работа: Громадянство України
Дипломная Работа На Тему Развитие Логического Мышления Учащихся При Решении Задач На Построение
Курсовая работа по теме Разработка измерительной системы уровня и концентрации жидкости
Курсовая работа по теме Кинематический расчет привода
Курсовая работа: Профильное обучение учащихся
Реферат: Особые формы воспалительных заболеваний щитовидной железы
Доклад: Общественно-политические взгляды декабристов
Реферат: Проблемы речевого развития детей на смежных образовательных ступенях:дошкольной и начальной