A szürkeöntvények szerkezete, tulajdonságai, besorolása és jelölése
Az öntöttvas szerkezetek vizsgálata során arra lehet következtetni, hogy fémes alapjuk hasonlít az eutektoid vagy pre-eutectoid acél szerkezetére vagy a műszaki vasra. Az acéltól csak a grafit-zárványok jelenléte különbözik, amelyek meghatározzák az öntöttvasak különleges tulajdonságait.
Attól függően, hogy a grafit formájában és annak kialakulását feltételek alábbi csoportok vas: Szürke - lemezes grafit, nagy szilárdságú - gömbgrafitos, képlékeny - grafitlemezek.
Az öntöttvas mikroszerkezetei a fém alapanyagtól és a grafit-zárványok alakjától függően az 1. ábrán láthatók. 11.3
Ábra. 11.3. A fém alapanyagtól és a grafit zárványoktól függő öntöttvas mikroszerkezetek sémái
Az öntöttvas összetételének hatása a grafitizálás folyamatára.
A grafit hatása az öntvények mechanikai tulajdonságaira.
A grafit-zárványok az öntvény megfelelő struktúrájának tekinthetők. Az ilyen hibák mellett a stressz koncentrálódik, amelynek értéke nagyobb, annál súlyosabb a hiba. Ebből következik, hogy a lemez alakú grafit-zárványok maximalizálják a fém gyengülését. A flocculens forma kedvezőbb, és a grafit gömb alakja optimális. A plaszticitás ugyanúgy függ a formától. A szürkeöntvény relatív nyúlása () a 0,5%. a könnyű - 10% -ig. nagy szilárdságú - akár 15%.
A grafit jelenléte a legsúlyosabb módon csökkenti az ellenállást a súlyos rakodási módokban: ütközés; a különbség. A tömörítéssel szembeni ellenállás kicsit csökken.
A grafit jelenlétének pozitív oldala.
a grafit javítja a megmunkálhatóságot vágással, mivel törékeny forgácsokat képeznek;
az öntöttvas jobb súrlódási tulajdonságokkal rendelkezik, mint az acél, mivel a grafit jelenléte további súrlódási felületek kenését eredményezi;
a grafittal töltött mikrotesztek miatt az öntöttvas jól csillapítja a rezgéseket és fokozza a ciklikus viszkozitást;
Az öntöttvas alkatrészek nem érzékenyek a külső feszültségkoncentrátorokra (mélyedések, lyukak, keresztmetszetek szakaszokban);
az öntöttvas sokkal olcsóbb, mint az acél;
az öntöttvas termékek gyártása olcsóbb, mint az acéllemezek gyártási termékei vágással, valamint fröccsöntéssel és feldolgozással későbbi megmunkálással.
A szerkezet nem befolyásolja a duktilitást, rendkívül alacsony marad. De ez befolyásolja a keménységet. A mechanikai szilárdságot elsősorban a grafit-zárványok mennyisége, alakja és mérete határozza meg. A grafit pelyhek finom, vortikális formái csökkenti az erőt. Ezt az űrlapot módosítja. Alumíniumot, szilikokalciumot és ferrosilikont használnak módosítóként.
A szürkeöntvényt széles körben használják a gépgyártásban, mivel könnyen feldolgozható és jó tulajdonságokkal rendelkezik.
A szilárdságtól függően a szürkeöntvény 10 fokozatú (GOST 1412).
A kis szakítószilárdságú, szürke vas elég nagy nyomószilárdsággal rendelkezik.
A szürke öntöttvas szén - 3,2 ... 3,5%; szilícium -1,9 ... 2,5%; mangán -0,5 ... 0,8%; foszfor -0,1 ... 0,3%; kén -<0,12 % .
A fém alapanyag szerkezete a szén és a szilícium mennyiségétől függ. A szén és a szilícium tartalmának növekedésével a grafitizálás mértéke és a fémalap ferritszerkezetének növekedési hajlama nő. Ez az öntöttvas gyengüléséhez vezet, anélkül, hogy növelné a plaszticitást. A Perlite szürkeöntvénynek a legjobb szilárdsága és kopásállósága van.
Tekintettel arra, hogy az öntöttvas öntvények alacsony ellenállóképességgel rendelkeznek a húzó- és ütőterhelésekhez képest, ezt az anyagot olyan alkatrészekhez kell használni, amelyek nyomó vagy hajlító terheléseknek vannak kitéve. A szerszámgépiparban ezek alapvetőek, testrészek, konzolok, fogaskerekek, útmutatók; az autóiparban - hengerblokkok, dugattyúgyűrűk, vezérműtengelyek, tengelykapcsoló lemezek. A szürkeöntvényből készült öntvényeket elektromos gépgyártásban is használják, fogyasztási cikkek előállításához.
Az MF index (szürkeöntvény) indexe és egy olyan szám, amely a szakítószilárdság értékét mutatja az MF 15-gyel megszorozva.
Nagy szilárdságú öntöttvas csomós grafit.
A nagy szilárdságú öntöttvas (GOST 7293) ferrites (HF 35), ferrit-pearlit (HF45) és pearlitikus (HF 80) fém alapanyag lehet. Ezek az öntöttvas szürke, magnéziummal vagy cériummal történő módosítás eredményeként keletkeznek (az öntvény tömegének 0,03 ... 0,07% -a kerül hozzáadásra). A szürke öntöttvashoz képest a mechanikai tulajdonságok megnövekednek, ez a grafit gömb alakjának köszönhetően a feszültségek egyenetlen eloszlása miatt következett be.
A gyöngyötvözetből készült öntöttvas nagy szilárdságú, alacsonyabb plaszticitással rendelkezik. Ellentétes a ferrites öntöttvas plaszticitásának és szilárdságának aránya.
A nagy szilárdságú öntöttvas magas hozamú szilárdságú,
,
amely magasabb, mint az acélöntvények szilárdsága. Szintén elegendő nagy ütőszilárdsággal és fáradási szilárdsággal jellemezhető,
,
gyöngyház alapon.
A nagy szilárdságú öntöttvas tartalmaz: szén - 3,2 ... 3,8%, szilícium -1,9 ... 2,6%. mangán -0,6 ... 0,8%. foszfor - 0,12% -ig. kén - 0,3% -ig.
Ezek az öntöttvasok nagy folyékonyságúak, lineáris zsugorodással - kb. 1%. Az öntés öntödeihez képest valamivel magasabb, mint a szürkeöntvény esetében. A rugalmasság nagy rugalmassági modulusa miatt nagy forgácsolhatóság elegendő. Megfelelő hegeszthetőséggel rendelkezzen.
Készült gömbgrafitos vasöntvény, vékony falú (dugattyú gyűrű), Chabauty kovácsolás kalapácsok, keret és keret prések és hengerművek, kokilla, szerszámtartók, az előlap.
Öntvények főtengelyek súlya a 2..3 m helyett kovácsolt acél tengelyek nagyobb ciklikus viszkozitása érzéketlen a külső stressz sűrítők, jobb csúszási tulajdonságokkal rendelkezik, és sokkal olcsóbb.
A HF index (nagy szilárdságú öntöttvas) és egy olyan szám, amely a szakítószilárdság értékét HF 100 szorozva jelzi.
Ezt fehér pre-eutektikus öntöttvas lágyításával nyerik.
A gömbgrafitos öntöttvas tartalmaz: szén - 2,4 ... 3,0%. szilícium-0,8 ... 1,4%. mangán -0,3 ... 1,0%. foszfor - 0,2% -ig. kén - akár 0,1%.
A végső szerkezet és az öntvények tulajdonságainak kialakulása a hőkezelés során történik, amelynek sémáját az 1. ábrán mutatjuk be. 11.4.
Ábra. 11.4. A temperöntvény öntése.
Az öntvényeket a kemencében 950 ... 1000 ° C hőmérsékleten 15 ... 20 órán keresztül tartják. A cementit bomlása:.
Az öregedést követő szerkezet az ausztenit és a grafit (szén-dioxid-lágyítás). Lassú hűtés esetén 760 ... 720 ° C között. a perlit részét képező cementit bomlása megtörténik, és a hegesztés után a szerkezet ferritből és szén-karbonizálásból áll (ferrites temperöntvény öntöttvas).
Viszonylag gyors hűtés esetén (b mód, 11.3 ábra) a második fokozat teljesen megszűnik, és perlit-temperöntvényt kapunk.
A c rendszer szerint hegesztett öntöttvas szerkezete perlit, ferrit és grafit hegesztésből áll (ferrit-pearlit alakítható öntöttvas)
A hegesztés hosszú, 70-80 óra, és drága művelet. Nemrégiben a fejlesztések eredményeképpen az időtartam 40 órára csökkent.
7 márkájú, temperöntvény öntvény van: három ferrites (KC 30-6) és négy gyöngy (KC 65-3) alapon (GOST 1215).
Mechanikai és technikai tulajdonságai szerint a temperöntvény öntöttvas közbeeső helyzetben van a szürkeöntvény és az acél között. A hőálló öntöttvas hátránya a nagy szilárdságú öntöttvashoz képest az öntés falvastagságának korlátozása és a hőkezelés szükségessége.
A temperöntvényből készült öntvényeket olyan alkatrészekhez használják, amelyek rázkódás és vibráció terhelés alatt dolgoznak.
Ferrites öntöttvasból készült hajtóművek, hubok, horgok, kapcsok, bilincsek, csatlakozók, karimák készülnek.
A perlit hegesztett vasból, amelyet nagy szilárdság jellemez, elegendő plaszticitással, kardántengelyek, kötőelemek és görgők láncok, fékbetétek.
A KCH index (nagy szilárdságú öntöttvas) indexe és két számjegye, amelyek közül az első mutatja a szakítószilárdság értékét szorozva, a második pedig a relatív megnyúlást - KC 30-6.
Fehérített és más öntöttvas
Bélelt öntvények, amelyek felülete fehér öntöttvasból áll, belseje szürke vagy nagyszilárdságú öntöttvas.
Nagy felületi keménységük (950 ... 1000 HB) és nagyon magas kopásállóságuk van. Felhasznált gördülő tengelyek gyártásához, fehérített keréktárcsákkal ellátott kerekek, golyósmalmok golyói.
A csiszoló kopásnál használt alkatrészek gyártásához króm, króm és mangán, króm és nikkel ötvözött fehér öntvényt használnak. Az ilyen öntöttvas öntvényeket nagy keménység és kopásállóság jellemzi.
A nagy króm és a króm-nikkel öntött öntvények magas hőmérsékletű kopási körülmények között működnek. A hőállóságot ötvözött öntöttvas szilíciummal (5 ... 6%) és alumíniummal (1 ... 2%) ötvözi. A korrózióállóságot növeli a króm, nikkel, szilícium ötvözésével.
Öntöttvas esetén hőkezelés alkalmazható.