графит какой формы содержится в сплаве вч 50
С)Чем выше температура нагрева, тем ниже твердость.
D) Твердость не зависит от температуры отпуска.
№ 176. При какой термической обработке углеродистой стали наиболее вероятно образование структуры зернистого сорбита?
А) При нормализации.
В) При улучшении.
С) При закалке на мартенсит и среднем отпуске.
D) При закалке на сорбит.
№ 177. Как называется термическая обработка, состоящая из закалки и высокого отпуска?
А) Нормализация. В) Улучшение. С) Сфероидизация. D) Полная закалка.
№ 178. Как влияет большинство легирующих элементов на превращения в стали при отпуске?
А) Сдерживают процесс мартенситно-перлитного превращения, сдвигая его в область более высоких температур.
В) Не влияют на превращения при отпуске.
C) Сдвигают процесс мартенситно-перлитного превращения в область более низких температур.
D) Ускоряют мартенситно-перлитное превращение.
№ 179. Как называется обработка, состоящая в длительной выдержке закаленного сплава при комнатной температуре или при невысоком нагреве?
А) Рекристаллизация. В) Нормализация. С) Высокий отпуск. D) Старение.
№ 180. Как называется термическая обработка стали, состоящая в нагреве ее выше А3 или Ат, выдержке и последующем охлаждении вместе с печью?
В) Полный отжиг.
С) Рекристаллизационный отжиг.
№ 181. Какой отжиг следует применить для снятия деформационного упрочнения?
А) Рекристаллизационный.
В) Полный (фазовую перекристаллизацию).
№ 182. Какова цель диффузионного отжига?
А) Гомогенизация структуры.
В) Снятие напряжений в кристаллической решетке
С) Улучшение ферритной составляющей структуры. D) Получение зернистой структуры.
№ 183. Как регулируют глубину закаленного слоя при нагреве токами высокой частоты?
В) Интенсивностью охлаждения.
С) Частотой тока.
D)Типом охлаждающей жидкости.
№ 184. Как называется термическая обработка стали, состоящая из нагрева ее до аустенитного состояния и последующего охлаждения на спокойном воздухе?
А) Истинная закалка. В) Улучшение. С) Неполный отжиг. D) Нормализация.
А) ХТО возможна только для систем, образующих механические смеси кристаллов компонентов.
В) Должна быть высокотемпературная область значительной растворимости компонента в металле.
С) ХТО возможна только для систем, образующих непрерывные твердые растворы.
D) В диаграмме должны присутствовать устойчивые химические соединения.
№ 186. Какие из сплавов системы А-В (рис. 44) могут быть подвергнуты химико-термической обработке?
А) Сплавы, лежащие между Е и b, могут быть насыщены компонентом А.
В) Сплавы, лежащие между а и с, могут быть насыщены компонентом В.
С) Все сплавы могут быть насыщены как компонентом А, так и В.
D) Ни один из сплавов не может быть подвергнут ХТО.
№ 187. Как называется обработка, состоящая в насыщении поверхности стали углеродом?
А) Цементация. В) Нормализация. С) Улучшение. D) Цианирование.
№ 188. Какова конечная цель цементации стали?
А) Создание мелкозернистой структуры сердцевины.
В) Повышение содержания углерода в стали.
С) Получение в изделии твердого поверхностного слоя при сохранении вязкой сердцевины.
D) Увеличение пластичности поверхностного слоя.
№ 189. Что такое карбюризатор?
А)Вещество, служащее источником углерода при цементации.
В) Карбиды легирующих элементов.
С) Устройство для получения топливовоздушной среды. D) Смесь углекислых солей.
№ 190. Какова структура диффузионного слоя, полученного в результате цементации стали?
А) цементит + перлит; перлит; перлит + феррит.
В) цементит + феррит; перлит; феррит.
С) перлит + феррит; феррит; феррит + цементит.
D) перлит; перлит + + цементит; цементит + феррит.
№ 191. Чем отличается мартенсит, полученный после закалки цементованного изделия, в сердцевинных участках от мартенсита в наружных слоях?
А) В сердцевине из-за низкой прокаливаемости сталей образуются структуры перлитного типа.
С) В сердцевине мартенсита нет.
№ 192. Как называется обработка, состоящая в насыщении поверхности стали азотом и углеродом в расплавленных солях, содержащих группу CN?
С) Цианирование. D) Модифицирование.
№ 193. Как называется обработка, состоящая в насыщении поверхности стали азотом и углеродом в газовой среде?
А) Цианирование. В) Улучшение. С) Модифицирование. D) Нитроцементация.
№ 194. Какие стали называют цементуемыми?
А) Высокоуглеродистые (более 0,7 % С).
№ 195. В поле микроскопа около четверти площади микрошлифа занято перлитом. Сталь какой марки может находиться под микроскопом?
А) 40. В) 05. С) 10.D)20.
№ 196. Какая из приведенных в ответах сталей относится к заэвтектоидным?
А) Ст1кп. В) У10А. С) 10пс. D) A11.
№ 197. Какой из признаков может характеризовать кипящую сталь?
А) Низкое содержание кремния. В) Высокая плотность отливки. С) Низкая пластичность. D) Низкое содержание марганца.
№ 198. Какую сталь называют кипящей (например, СтЗкп)?
А) Сталь, обладающую повышенной плотностью.
В) Сталь, доведенную до температуры кипения.
С) Сталь, раскисленную марганцем, кремнием и алюминием
D) Сталь, раскисленную только марганцем.
№ 199. Что является основным критерием для разделения сталей по качеству?
А) Степень раскисления стали.
В) Степень легирования стали.
_С) Содержание в стали серы и фосфора.
D) Содержание в стали неметаллических включений.
№ 200. Каково предельное содержание серы и фосфора в высококачественных сталях?
№ 202. К какой категории по качеству принадлежит сталь Стбсп?
А) К высококачественным сталям. В) К особовысококачественным сталям. С) К качественным сталям. D) К сталям обыкновенного качества.
№ 203. К какой категории по качеству принадлежит сталь 05кп?
А) К сталям обыкновенного качества.
B) C качественным сталям.
С) К высококачественным сталям.
D) К особовысококачественным сталям.
№ 204. Содержат ли информацию о химическом составе (содержании углерода) марочные обозначения сталей обыкновенного качества, например, Ст4?
А) Нет. Число 4 характеризует механические свойства стали.
В) Нет.
С) Да. В сплаве Ст4 содержится 0,4 % углерода.
D) Да. В сплаве Ст4 содержится 0,04 % углерода.
№ 205. Какой из сплавов СтЗсп или сталь 30 содержит больше углерода?
В) В обоих сплавах содержание углерода одинаково.
D)) Для ответа на поставленный вопрос следует состав сплава СтЗсп уточнить по ГОСТ 380-94.
№ 206. Изделия какого типа могут изготавливаться из сталей марок 65, 70?
А) Изделия, изготавливаемые глубокой вытяжкой.
В) Пружины, рессоры.
C) Неответственные элементы сварных конструкций. D) Цементуемые изделия.
№ 207. Каков химический состав стали 20ХНЗА?
0,2 % С, не более 1,5 % Сr,
3 % Ni. Сталь высококачественная.
2% С, не более 1,5 % Сг и N,
20 % Сr, не более 1,5 % Ni и около 3 % N.
№ 208. Каков химический состав сплава 5ХНМА?
0,5 % С; не более, чем по 1,5 % Сг, Ni и Мо. Сталь высокого качества.
5 % С; не более, чем по 1,5 % Сг, Ni, Mo и N.
0,05 % С; не более, чем по 1,5 % Сr, Ni и Мо. Сталь высокого качества.
5 % Сr; Ni, Mo и N не более, чем по 1,5 %.
№ 209. Какие стали называют автоматными?
А) Стали, предназначенные для изготовления ответственных пружин, работающих в автоматических устройствах.
В) Стали, длительно работающие при цикловом знакопеременном нагружении.
С) Стали с улучшенной обрабатываемостью резанием, имеющие повышенное содержание серы или дополнительно легированные свинцом, селеном или кальцием.
D) Инструментальные стали, предназначенные для изготовления металлорежущего инструмента, работающего на станках-автоматах.
№ 210. К какой группе материалов относится сплав марки А20?
А) К углеродистым инструментальным сталям.
В) К углеродистым качественным конструкционным сталям.
С) К сталям с высокой обрабатываемостью резанием. D) К сталям обыкновенного качества.
№ 211. К какой группе материалов относится сплав марки АЦ20? Каков его химический состав?
А) Конструкционная сталь, содержащая
0,2 % С и легированная N и Zr.
B) Высококачественная конструкционная сталь, содержащая
C) Автоматная сталь. Содержит
0,2 % С, легирована Са с добавлением РЬ и Те.
D)Алюминиевый сплав, содержащий
№ 212. К какой группе материалов относится сплав марки АС40? Каков его химический состав?
А) Высококачественная конструкционная сталь. Содержит около 0,4 % углерода и около 1 % кремния.
В) Антифрикционный чугун. Химический состав в марке не отражен.
С) Конструкционная сталь, легированная азотом и кремнием. Содержит около 0,4 % углерода.
D)Автоматная сталь. Содержит около 0,4 % углерода, повышенное количество серы, легирована свинцом.
№ 213. Даны две марки сталей: 40Х9С2 и 40X13. Какая из них коррозионно-стойкая (нержавеющая)?
В) 40X13.
С) Ни одна из этих марок сталей не может быть отнесена к коррозионно-стойким (нержавеющим).
D) Обе марки относятся к коррозионно-стойким (нержавеющим) сталям.
№ 214. Какие металлы называют жаростойкими?
А) Металлы, способные сопротивляться часто чередующимся нагреву и охлаждению.
В) Металлы, способные сопротивляться коррозионному воздействию газа при высоких температурах.
С) Металлы, способные сохранять структуру мартенсита при высоких температурах.
D) Металлы, способные длительное время сопротивляться деформированию и разрушению при повышенных температурах.
№ 215. Какие металлы называют жаропрочными?
А) Металлы, способные сохранять структуру мартенсита при высоких температурах.
В) Металлы, способные сопротивляться коррозионному воздействию газа при высоких температурах.
С) Металлы, способные длительное время сопротивляться деформированию и разрушению при повышенных температурах.
D) Металлы, способные сопротивляться часто чередующимся нагреву и охлаждению.
№ 216. Какие стали называют мартенситно-стареющими?
А) Стали, в которых мартенситно-перлитное превращение протекает при естественном старении.
В) Стали, в которых мартенсит образуется как следствие закалки и старения.
С) Безуглеродистые высоколегированные сплавы, упрочняющиеся после закалки и старения вследствие выделения интерметаллидных фаз.
D) Высоколегированные аустенитные стали, упрочняемые закалкой и последующей термомеханической обработкой с большими степенями обжатия.
№ 217. К какой группе материалов относится сплав марки У10А? Каков его химический состав?
А) Высококачественная углеродистая конструкционная сталь. Содержит около 0,1 % С.
В) Высокоуглеродистая сталь. Содержит около 1 % С, легирована N.
С) Титановый сплав. Содержит около 10 % А1.
D)Высококачественная углеродистая инструментальная сталь. Содержит около 1 % С.
№ 218. Какова форма графита в чугуне марки КЧ 35-10?
А) Пластинчатая. В) Хлопьевидная. С) В этом чугуне графита нет. D) Шаровидная.
№ 219. Графит какой формы содержит сплав СЧ 40?
А) Пластинчатой. В) Шаровидной. С) Хлопьевидной. D) В сплаве графита нет.
№ 220. Графит какой формы содержится в сплаве ВЧ 50?
А) Шаровидной. В) Хлопьевидной. С) В сплаве графита нет. D) Пластинчатой.
№ 221. Что означает число 10 в марке сплава КЧ 35-10? А) Относительное удлинение в процентах.
D) Предел текучести в МПа.
№ 222. Что означает число 40 в марке сплава СЧ 40?
А) Предел текучести в МПа.
2.2 Цветные металлы и сплавы
№ 223. Какими из приведенных в ответах свойств характеризуется медь?
А) Низкой tпл (651 °С), низкой теплопроводностью, низкой плотностью (1740 кг/м 3 ).
В) Низкой tпл (327 °С), низкой теплопроводностью, высокой плотностью (11 600 кг/м 3 ).
С) Высокой tпл (1083 °С), высокой теплопроводностью, высокой плотностью (8940 кг/м 3 ).
D) Высокой tпл (1665 °С), низкой теплопроводностью, низкой плотностью (4500 кг/м 3 ).
№ 224. Каков тип кристаллической решетки меди?
А) В модификации а-ГПУ, в модификации β-ОЦК.
В) Кубическая гране-центрированная.
С) Гексагональная плотноупакованная.
D) Кубическая объемно-центрированная.
№ 225. Что такое латунь?
А) Сплав меди с цинком.
В) Сплав железа с никелем.
С) Сплав меди с оловом.
D) Сплав алюминия с кремнием.
№ 226. Каково максимальное содержание цинка в латунях, имеющих практическое значение?
А) 43 %. В) 39 %. С) 52 %. D) 18 %.
№ 227. Как влияет увеличение концентрации цинка на прочность и пластичность а-латуней?
А) Обе характеристики снижаются.
В) Обе характеристики возрастают.
C) Прочность увеличивается, пластичность снижается.
D) Прочность снижается, пластичность растет.
№ 228. Как влияет на прочность и пластичность
(а + β)-латуней увеличение концентрации цинка?
А) Прочность и пластичность снижаются.
В) Прочность и пластичность увеличиваются.
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.
Графит какой формы содержится в сплаве вч 50
ЧУГУН С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ ДЛЯ ОТЛИВОК
Spheroidal graphite iron for castings. Grades
Дата введения 1987-01-01
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 24 сентября 1985 г. N 3008 дата введения установлена 01.01.87
Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 11-95)
ВЗАМЕН ГОСТ 7293-79 в части марок чугуна
Настоящий стандарт распространяется на чугун для отливок, имеющий в структуре графит шаровидной или вермикулярной формы, и устанавливает марки чугуна, определяемые на основе механических свойств.
1. МАРКИ
1.1. Для изготовления отливок предусматриваются следующие марки чугуна ВЧ 35; ВЧ 40; ВЧ 45; ВЧ 50; ВЧ 60; ВЧ 70; ВЧ 80; ВЧ 100.
1.2. Марка чугуна определяется его временным сопротивлением при растяжении и условным пределом текучести.
Пример условного обозначения:
2. МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
2.1. Механические свойства чугуна в литом состоянии или после термической обработки должны соответствовать требованиям, указанным в таблице.
Условный предел текучести
, МПа (кгс/мм )
2.2. Относительное удлинение, твердость и ударная вязкость определяются при наличии требований в нормативно-технической документации и должны соответствовать нормам, приведенным в приложении 1. По согласованию между изготовителем и потребителем допускается устанавливать значения относительного удлинения, твердости и ударной вязкости, отличающиеся от указанных в приложении 1.
2.3. Рекомендуемый химический состав приведен в приложении 2.
3. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
3.1. Испытания на растяжение проводят по ГОСТ 1497-84 на одном образце диаметром 14 мм с расчетной длиной 70 мм (черт.1). Допускается применять образцы других размеров, если это оговорено в нормативно-технической документации или на чертеже отливки.
3.2. Испытание на ударную вязкость KCV проводят на трех образцах шириной 10 мм по ГОСТ 9454-78.
3.3. Определение твердости проводят по ГОСТ 27208-87.
3.4. При получении неудовлетворительных результатов испытаний по одному из требуемых показателей, по нему проводят повторные испытания на удвоенном количестве образцов.
Результаты испытаний считаются удовлетворительными, если они соответствуют требованиям настоящего стандарта для всех испытанных образцов.
3.5. При получении неудовлетворительных результатов испытаний образцов в литом состоянии допускается их термообработка вместе с отливками с последующей проверкой механических свойств в соответствии с пп.3.1 и 3.4 настоящего стандарта.
3.6. Для определения механических свойств чугуна применяют отдельно отлитые заготовки, форма и размеры которых приведены на черт.2, 3.
— в зависимости от размера и количества образцов
Допускается применять приливные заготовки других размеров, если это оговорено в нормативно-технической документации или чертеже отливки. Место вырезки образцов указано на черт.2, 3 штриховкой.
3.7. Условия заливки заготовок для образцов должны соответствовать условиям заливки отливок.
3.8. При применении термической обработки для снятия литейных напряжений в отливках допускается для определения механических свойств использовать заготовки в литом состоянии.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
Относительное удлинение и твердость чугуна
Относительное удлинение,
, %, не менее
Графит какой формы содержится в сплаве вч 50
Марка: ВЧ50 Класс: Чугун с шаровидным графитом
Использование в промышленности: для изделий с высокой прочностью и удовлетворительной пластичностью
Высокопрочный чугун
Чугун, в котором графит имеет шаровидную форму, называется высокопрочным. Этот чугун превосходит по механическим свойствам серый, т.к.шаровидные включения графита в значительно меньшейстепени ослабляют металлическую основу сплава, чем пластинчатые включения.
Высокопрочный чугун получают путем добавления в расплав небольшого количества щелочных или щелочноземельных металлов(магния, церия), способствующих образованию графита шаровидной формы. Чугуны с шаровидным графитом имеют более высокиемеханические свойства, не уступающие литой углеродистой стали, сохраняя при этом хорошие литейные свойства и обрабатываемостьрезанием, способность гасить вибрации, высокую износостойкость ит. д.
Высокопрочные чугуны, так же, как и серые, получают наферритной(рис. 6, а), феррито-перлитной (рис. 6, б), перлитной (рис. 6, в)основах.
Отливки из высокопрочного чугуна широко используют в различных отраслях народного хозяйства: в автостроении и дизелестроении для коленчатых валов, крышек цилиндров и других деталей; в тяжелом машиностроении – для многих деталей прокатных станов; вкузнечно-прессовом оборудовании, например, для шабот-молотов,траверс прессов, прокатных валков; в химической и нефтяной промышленности – для корпусов насосов, вентилей и т. д.Маркируются высокопрочные чугуны буквами ВЧ и цифрой (ГОСТ7293 – 85), характеризующей величину временного сопротивления, например: ВЧ 35 (sв» 350 МПа).
Примерный химический состав высокопрочных чугунов: 2,7 ̧ 3,6 % С;1,6 ̧ 2,7 % Si; 0,5 ̧ 0,6 % Mn; £ 0,10 % P; £ 0,10 % S; 0,03 ̧ 0,07 % Mg.Чугуны ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ 100, ВЧ 120 имеют перлитнуюметаллическую основу, чугуны ВЧ 45 – перлитно-ферритную и ВЧ 38,ВЧ 42 – ферритную.
Чугун с шаровидным графитом
Отличительной особенностью рассматриваемого чугуна является весьма компактная, почти шаровидная форма включений графита, имеющая наименьшее отношение поверхности к объему и в наименьшей степени ослабляющая рабочее сечение отливки. Кроме того, шаровидная форма включений графита не оказывает такого сильного надрезывающего действия на металлическую основу, как пластинчатая форма, и способствует уменьшению концентрации напряжений вокруг включений графита.
Второй отличительной особенностью чугуна с шаровидным графитом является то, что в нем можно в широких пределах изменять структуру металлической основы. Выбирая соответствующий состав исходного чугуна, применяя надлежащую технологию производства и соответствующие методы термической обработки, можно получать чугун с различной структурой металлической матрицы (перлитной, перлито-ферритной, феррито-перлитной, ферритной, сорбитной, мартенситной, аустенитной), а следовательно, и с различными физическими, прочностными, эксплуатационными и технологическими свойствами.
В зависимости от структуры металлической матрицы могут быть получены различные показатели перечисленных свойств. Так, например, перлитная структура характеризуется высокими показателями предела прочности при растяжении и сравнительно низкими показателями по удлинению. Чугун с перлитной структурой обладает высокой износостойкостью. Ферритная структура характеризуется высокими показателями относительного удлинения и несколько пониженными показателями по пределу прочности при растяжении.
Шаровидная форма включений графита и возможность варьировать структурой металлической основы в широких пределах позволили придать чугуну весьма высокие прочностные и эксплуатационные свойства, недостижимые ранее в литом состоянии ни в одном из существующих видов чугуна.
Чугун с шаровидным графитом обладает высокими значениями пределов прочности при растяжении, сжатии и изгибе, четко выраженным пределом текучести, заметным удлинением в литом состоянии и высоким удлинением после отжига, достаточно высокой ударной вязкостью после термической обработки и т. п. Он также обладает весьма удовлетворительными литейными свойствами (хорошей жидкотеку-честью, малой линейной усадкой, незначительной склонностью к образованию горячих трещин и т. п.), хорошо поддается механической обработке, может подвергаться сварке, заварке литейных дефектов, автогенной резке и т. п. Его эксплуатационные свойства также положительны — он обладает высокой износостойкостью, хорошими антифрикционными свойствами, высокой жаростойкостью (при легировании алюминием или кремнием).
Перечисленные положительные свойства чугуна с шаровидным графитом позволяют использовать его для изготовления деталей ответственного назначения в целях повышения качества, надежности и долговечности машин и механизмов.
Конструкционные свойства. Физические свойства. Плотность чугуна вследствие наличия графита значительно меньше (примерно на 8—10%) плотности углеродистой стали.
Плотность чугуна изменяется в зависимости от содержания магния, углерода и кремния (табл. ниже), а также от структуры металлической основы.
Рекомендуемый химический состав чугуна с шаровидным графитом
| Марка чугуна | Толщина стенки отливки в мм | ||||||
| С | Si | Mn | P | S | Mg | ||
| ВЧ 45-0 | До 10 10‒30 30‒60 60‒100 Св. 100 | 3,0-3,2 | 3,3‒3,0 2,9‒2,6 2,5‒2,2 2,1‒1,8 1,7‒1,4 | 0,6-0,8 | не более 0,2 | не более 0,03 | 0,04-0,08 |
| ВЧ 50-1,5 | До 10 10‒30 30‒60 60‒100 Св. 100 | 3,6‒3,3 3,5‒3,2 3,4‒3,1 3,3‒3,0 3,2‒2,9 | 3,3‒3,0 2,9‒2,6 2,5‒2,2 2,1‒1,8 1,7‒1,4 | 0,6-0,8 | До 0,12 | Не более 0,03 | 0,04-0,08 |
| ВЧ 60-2 | |||||||
| ВЧ 45-5 | До 10 10‒30 30‒60 60‒100 Св. 100 | 3,5‒3,4 3,4‒3,3 3,3‒3,2 3,2‒3,1 3,1‒2,7 | 3,5‒3,3 3,2‒3,0 2,9‒2,7 2,6‒2,4 2,3‒2,1 | не более 0,6 | не более 0,1 | не более 0,01 | 0,04-0,08 |
| ВЧ 45-10 |
Титан оказывает отрицательное влияние на образование шаровидного графита, начиная с 0,002%. При содержании титана в чугуне в количестве 0,1—0,15% графит выделяется преимущественно в компактной форме, а при 0,3—0,4% графит выделяется в виде пластинок.
Свинец. При содержании свинца в чугуне в количестве 0,009% он препятствует сфероидизации графита, а в количестве 0,013% влияние его на сфероидизацию становится весьма сильным.
Висмут в количестве 0,003% заметно тормозит сфероидизацию графита, а при содержании 0,005% висмута шаровидный графит вовсе не образуется.
Олово при содержании 0,05% препятствует сфероидизации графита, однако способствует получению перлитной структуры и повышению предела прочности при растяжении. При повышении содержания олова до 0,1—0,2% механические свойства чугуна резко снижаются; поэтому содержание олова в чугуне допустимо до 0,05%.
Мышьяк в количестве до 0,09% не оказывает влияния на образование шаровидного графита. При содержании мышьяка 0,125% в чугуне появляется графит компактной формы.
Медь в количестве более 2% препятствует образованию шаровидного графита и снижает механические свойства чугуна. При наличии никеля содержание меди в чугуне может быть повышено.
Алюминий в количестве более 0,2% препятствует образованию шаровидного графита и снижает механические свойства чугуна. В чугуне, содержащем 0,34% алюминия, графит имел компактную форму и небольшое количество сфероидов неправильной формы. При наличии указанных примесей в чугуне вредное их влияние нейтрализуется церием.
Для полной нейтрализации вредного влияния перечисленных выше элементов в состав чугуна вводят церий, остаточное содержание которого должно быть не ниже 0,005%.
Литейные свойства чугуна с шаровидным графитом значительно отличаются от литейных свойств углеродистой стали, чугуна с пластинчатым графитом и ковкого чугуна.
Жидкотекучесть чугуна хорошая и в этом отношении он не уступает чугуну с пластинчатым графитом.
Из всех железоуглеродистых сплавов чугун обладает наилучшей жидкотеку-честью, что позволяет отливать из него самые тонкостенные детали с ажурными поверхностями, отливка которых из стали связана с большими трудностями. Кроме того, высокая жидкотекучесть чугуна способствует получению отливок без усадочных раковин, усадочной пористости, без газовых раковин и других литейных дефектов.
Жидкотекучесть чугуна зависит главным образом от температуры. С повышением температуры жидкотекучесть чугуна повышается (рис. 10).
На жидкотекучесть чугуна оказывает влияние и его состав. Минимальной жидко-текучестью обладает чугун доэвтектического состава. По мере повышения углеродного эквивалента жидкотекучесть чугуна повышается. Максимальной жидко-текучестью обладает чугун заэвтектического состава (Сэ — 4,7%).
Усадка чугуна происходит при его охлаждении в форме. В результате усадки в отливках могут образоваться раковины, пористость, горячие и холодные трещины, литейные напряжения, а также получится несоответствие размеров отливок, заданных по чертежу. Наибольший объем усадочных раковин наблюдается в чугуне эвтектического состава, а в чугуне доэвтектического состава образуется в большинстве случаев усадочная пористость.
Во избежание образования этих дефектов при выборе состава чугуна и разработке технологического процесса производства отливок необходимо предусматривать соответствующие мероприятия, обеспечивающие получение качественных отливок (создание направленного затвердевания, установка прибылей и т. п.).
Характерной особенностью чугуна является то, что он обладает большим пред-усадочным расширением, что значительно уменьшает склонность его к образованию горячих трещин в отливках.
Общая величина линейной усадки чугуна с шаровидным графитом практически мало отличается от линейной усадки чугуна с пластинчатым графитом. Поэтому модели и стержневые ящики изготовляют с применением тех же усадочных масштабов, что и для серого чугуна. Величина затрудненной линейной усадки, которая учитывается при изготовлении моделей, для чугуна с шаровидным графитом составляет 0,7—1,0% в зависимости от степени торможения предусадочного расширения и до-перлитной части усадки.
Литейные напряжения образуются в отливках вследствие неравномерного остывания отдельных частей или данного сечения отливки и неодинаковой степени торможения линейной усадки. Величина этих напряжений в чугуне с шаровидным графитом значительно превышает величину напряжений в отливках из серого чугуна с пластинчатым графитом. Это объясняется в основном тем, что чугун с шаровидным графитом в сравнении с серым чугуном имеет более высокие значения модуля упругости и более низкую теплопроводность.
Остаточные литейные напряжения образуются в отливках после перехода чугуна из области пластических в область упругих деформаций.
Если после перехода в область упругих деформаций градиент температур в массивных и тонких частях отливки или по сечению отливки отсутствует, то остаточные напряжения не возникают. Однако создать такие условия практически не представляется возможным.
Остаточные напряжения, возникнув в отливке, не остаются постоянными, а изменяются с течением времени за счет протекания пластических деформаций. Переход упругой деформации в пластическую сопровождается снижением уровня литейных напряжений. Это обстоятельство используется для снижения литейных напряжений в отливках путем применения термической обработки до температур перехода упругих деформаций в пластические. Чем выше температура нагрева отливки, тем полнее упругие деформации переходят в пластические и тем больше снижение напряжений при условии, если последующее охлаждение отливок производится медленно и равномерно, т. е. когда не возникают новые напряжения. Для снятия литейных напряжений в отливках из чугуна максимальная температура нагрева не должна превышать 600° С, так как при нагревании до более высоких температур в чугуне могут происходить структурные превращения, которые могут привести к изменению свойств чугуна.
Выдержка при максимальной температуре производится в течение 2—8 ч, в зависимости от толщины стенок отливки; охлаждение отливок осуществляется со скоростью 30° С/ч во избежание образования новых напряжений.
Обрабатываемость чугуна зависит от его прочности и твердости, которые, в свою очередь, зависят от структуры металлической основы. Чугун с ферритной структурой имеет наиболее низкую прочность, сравнительно низкую твердость и наилучшую обрабатываемость.
В сравнении с ним чугун с перлитной структурой металлической основы имеет более высокие прочность и твердость и несколько худшую обрабатываемость. Стойкость резцов при точении ферритного чугуна в 2 раза выше, чем при точении перлитного чугуна.
При механической обработке высокопрочного чугуна с шаровидным графитом усилие резания на 50—60% выше, чем при обработке обычного серого чугуна с пластинчатым графитом той же твердости.
При наличии карбидов в чугуне его обрабатываемость резко ухудшается.
Скорость резания чугуна с ферритной структурой металлической основы достигает 200—300 м/мин. Чистота обработанной поверхности выше, чем у серого чугуна с пластинчатым графитом, и достигает 7-го класса.
Обрабатываемость чугуна с шаровидным графитом при эквивалентной прочности или твердости лучше, чем серого чугуна и стали. Скорости резания при его обработке могут быть на 25% выше.
Результаты исследования стойкости резцов при точении чугуна показали, что в чугуне с перлитной структурой, полученной в литом состоянии и после нормализации, разница в обрабатываемости незначительна.
При обработке чугуна минералокерамические резцы целесообразнее применять при высоких скоростях резания, а твердосплавные резцы (марок CI, СЗ и С8) выгоднее применять при низких скоростях резания.
Наиболее высокую стойкость при точении ферритного чугуна имеют твердосплавные резцы, для которых и30 = 136 м/мин. Соответствующее значение для твердосплавных резцов СЗ и минералокерамических резцов 01 составили 104 и 119 м/мин.
Минералокерамические резцы целесообразно применять при точении ферритного чугуна лишь при скоростях резания >150 м/мин.
Для всех инструментальных материалов стойкость резцов при точении ферритного чугуна значительно выше (до 2 раз), чем при точении чугуна с шаровидным графитом, имеющего перлитную структуру).
Свариваемость чугуна с шаровидным графитом ближе подходит к углеродистой стали, чем к серому чугуну с пластинчатым графитом. Это положительное его свойство успешно используется как для заварки литейных дефектов в отливках, так и для сваривания между собой частей изделий, изготовленных из чугуна с шаровидным графитом, или из чугуна с шаровидным графитом и углеродистой стали.
Для чугуна с шаровидным графитом применяют дуговую сварку с использованием стальных железоникелевых и специальных чугунных электродов, а также газовую сварку с подогревом и без подогрева деталей.
При сварке без подогрева деталей применяют железоникелевые электроды ЦЧ-3 следующего состава (в %): 0,15 С; 50—60 Ni, 0,15 Si; 0,1—0,3 Mn, 0,035 S и 0,045 P. Покрытие таких электродов состоит из 35% доломита, 25% плавикового шпата, 10% черного графита и 30% ферросилиция (Си 75).
При сварке высокопрочного чугуна со сталью без подогрева применяют электроды ЦЧ-4, которые изготовляют из проволоки СВ-08 с покрытием, состоящим из 6% мрамора, 16% плавикового шпата, 70% феррованадия; 4% ферросилиция (Си 75); 4% поташа и 30% жидкого стекла натриевого (в процентах к весу сухой смеси).
Сварку высокопрочного чугуна электродами ЦЧ-4 производят на постоянном токе при прямой полярности или на переменном токе. Электроды ЦЧ-4 обеспечивают хорошую обрабатываемость сварных швов.
При газовой сварке с использованием чугунных присадочных прутков состав их применяют следующий (в %): 3,0—3,5 С; 2,7—3,5 Si; 0,45 Mn; 0,07 Р; 0,05 Сг; 0,07—0,14 Mg. Повышенное содержание магния в присадочных прутках обеспечивает содержание его в сварном шве в количестве не ниже 0,035%, что дает возможность получить шаровидную форму графита а значит, и высокие механические свой ства в сварном шве.
Чугун с шаровидным графитом находит применение в промышленности как новый конструкционный материал, а также как заменитель углеродистой стали, ковкого чугуна и серого чугуна с пластинчатым графитом.
Области применения чугуна с шаровидным графитом определяются его высокими конструкционными, эксплуатационными (служебными) и технологическими свой ствами и во многих случаях хорошим сочетанием этих свойств.
Характерным примером применения чугуна с шаровидным графитом взамен стальных поковок являются коленчатые валы для двигателей крупных дизельных двигателей автомобилей и тракторов. Коленчатые валы, изготовленные из чугуна с шаровидным графитом, не только дешевле стальных кованых, но и превосходят их по эксплуатационным качествам (стойкость их выше стойкости стальных кованых валов).
Чугун с шаровидным графитом получил широкое применение для замены стального литья. Имея аналогичные показатели со сталью по пределу прочности при растяжении, этот чугун имеет более высокие показатели по пределу текучести, что позволяет использовать его для деталей ответственного назначения.
Кроме того, в сравнении со сталью он имеет более высокие эксплуатационные свойства (более высокую износостойкость, лучшие антифрикционные и антикоррозионные свойства, более высокую жаростойкость).
Замене стального литья литьем из высокопрочного чугуна благоприятствует и то обстоятельство, что высокопрочный чугун, при аналогичных показателях механических свойств, имеет гораздо лучшие литейные свойства, в том числе более высокую жидкотекучесть и меньшую склонность к образованию горячих трещин. Хорошая жидкотекучесть чугуна позволяет заливать им очень тонкостенные детали, изготовление которых из стали представляет значительные трудности.
Небольшая склонность чугуна к образованию горячих грещин значительно упрощает технологию производства отливок и резко сокращает брак по этому виду дефектов.
Более низкая температура плавления чугуна значительно облегчает технологию плавки, так как не требуется высокожаростойких огнеупорных материалов для печей и высокожаростойких формовочных материалов.
Более подробно применение чугуна с шаровидным графитом и других типов чугуна рассмотрено в статье применение чугуна.