В зависимости от состояния углерода в чугуне, различают: белые, серые, высокопрочные, ковкие чугуны и чугуны с вермикулярным графитом.
Белыми называют чугуны, в которых весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита (карбид железа).
В остальных видах чугунов (серые, высокопрочные, ковкие, с вермикулярным графитом) углеродв значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в виде графита.
В серых чугунах – в пластинчатой или червеобразной форме; в высокопрочных – вшаровидной форме, в ковких – в хлопьевидной форме. Чугуны с вермикулярным графитом имеютдве формы графита – шаровидную (до 40%) и вермикулярную (в виде мелких тонких прожилок).
Чугуны маркируют двумя буквами, обозначающих разновидность чугуна, и двумя цифрами, соответствующими минимальному значению временного сопротивления σв при растяжении в МПа·10-1. Серый чугун обозначают буквами "СЧ" (ГОСТ 1412-85), высокопрочный - "ВЧ" (ГОСТ 7293-85), ковкий - "КЧ" (ГОСТ 1215-85), чугун с вермикулярным графитом – ЧВГ (ГОСТ 28384 -89):
|
|
СЧ 10 - серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа;
ВЧ 70 - высокопрочный чугун с пределом прочности при растяжении 700 МПа;
КЧ 35 - ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 350 МПа;
ЧВГ 40 – чугун с вермикулярным графитом с пределом прочности при растяжении 400 МПа.
Различают еще чугуны с особыми свойствами:
1) антифрикционные чугуны (ГОСТ 1585-85) – обозначаются первыми буквами АЧ и порядковым номером, например,
АЧС-1 – антифрикционный серый чугун с порядковым номером марки 1;
АЧВ-2 – антифрикционный высокопрочный чугун с порядковым номером марки 2;
АЧК-2 – антифрикционный ковкий чугун с порядковым номером марки 2;
2) жаростойкие чугуны (ГОСТ 7769 – 82) – обозначаются буквами ЖЧ, после которых идет буквенное обозначение легирующих элементов (Н – никель, Д – медь и др., аналогично обозначению легирующих элементов в стали) и цифры, указывающие концентрацию элементов в %%; например,
ЖЧХ-2,5 – жаростойкий чугун хромистый с содержанием хрома 2,5%;
ЖЧС-5,5 – жаростойкий чугун, легированный кремнием с содержанием 5,5%;
2. Назначение конструкционных материалов.
Рассмотренные конструкционные материалы используются во многих отраслях нефтегазовой, химической и автомобильной промышленности. Примерное назначение приведено в таблице 2.
Таблица 2 – назначение конструкционных материалов.
Наименование | Примеры марок | Назначение |
1 | 2 | 3 |
Стали | ||
Углеродистые конструкционные обыкновенного качества | Ст0-Ст6, Ст2кп, Ст3сп, ВСт3пс2 | Используется в строительстве, в машиностроении в виде поковок, листов, проволоки, метизов и т.п. |
Продолжение таблицы 2.
|
|
1 | 2 | 3 |
Углеродистые конструкционные качественные | 05кп, 05, 08кп, 15, 25 | Кронштейны, гайки, шурупы, пальцы, оси, болты, валы, шпильки и т.д. |
Автоматные углеродистые | А11, А12, А20, А30 | Предназначены для изготовления деталей массового производства на станках автоматах: винты, гайки, оси, валики, шестерни и т.д. |
Подшипниковые | ШХ15, ШХ15СГ | Кольца шарико- и роликоподшипников, клапаны, подшипники нефтяного оборудования, работающие в воде и т.д. |
Рессорно-пружинные | 65, 65Г, 70Г, 80 | Пружины различных механизмов и машин |
Стали для северных регионов | 09Г2С, 10Г2С, 14Г2АФД | Детали машин и механизмов, работающие в условиях низких температур Несущие элементы конструкций. |
Инструментальные для режущего, измерительного, для штампов | У7, У7А У12, У12А | Зубила, отвертки, молотки, кувалды, центры токарных станков, резцы для твердых металлов, для сверл, напильников, фрез, метчиков и др. Штангенциркули, линейки. Штампы. |
Чугуны | ||
Белый | - | Для отливок, не требующих механической обработки и работающих в условиях абразивного износа и сухого трения (шары мельниц, дробилок, валки прокатных станов) |
Серый | СЧ10, СЧ15, СЧ20 и т.д. | Детали станин металлообрабатывающих станков, дизелей, зубчатые колеса, крупные коленчатые валы и т.д. |
Ковкий | КЧ35, КЧ60, КЧ80 и т.д. | Тормозные колодки, ступицы, шестерни и т.д. |
Высокопрочный | ВЧ40, ВЧ45, ВЧ60, ВЧ100 и т.д. | Крупные коленчатые валы, шестерни, прокатные валки, поршни, лопатки паровых турбин и т.д. |
Чугуны с вермикулярным графитом | ЧВГ30,ЧВГ35, ЧВГ40, ЧВГ45 | Для изготовления отливок, поршневых колец, коленчатых и распределительных валов и т.д. |
3. Задание.
1. Изучите и законспектируйте теоретический материал.
2. Расшифруйте марки конструкционных материалов, приведенные в таблице 3.
3. Укажите примерное назначение материала.
4. Напишите вывод о проделанной работе.
5. Ответьте на контрольные вопросы.
6. Вариант выдается преподавателем.
Таблица 3 – Марки конструкционных материалов.
№ варианта | Марки конструкционных материалов |
1 | 2 |
1 | ВСт3кп2, 08Х20Н14С2, Р9, СЧ25, ВЧ60, У7А |
2 | 11Х11Н2В2МФ, ШХ30, У11, ВЧ45, СЧ11, 25 |
3 | 25ХГСА, Р6М5Ф2К8, 50, КЧ50, А6, 08кп |
4 | 45ХН3МФА, ШХ9, 20пс, У10, ЧВГ30, СЧ10 |
5 | 10Х17Н13М2Т, А20, Ст6, СЧ25, ШХ30, У11 |
6 | Ст5Гпс3, 25Х13Н2, 15кп, КЧ80, СЧ15, 65 |
7 | 16Х11Н2ВМФ, А40Г, ШХ15, СЧ10, 70Г, ВЧ40 |
8 | 45Х22Н4М3, У13, БСт2пс2, ВЧ100, ШХ30, 15кп |
9 | 31Х19Н9М8ВТ, Р9, 45, ЧВГ45, Ст6, У7А |
10 | 12Х18Н9Т, ШХ15ГС, А20, Р12, Ст3, ШХ15СГ |
11 | ВСт3пс, 20Х, Р12, СЧ25, Ст5, У7А |
12 | 15Х6СЮ, Р6М5, У13А, Ст6, СЧ25, ВЧ45 |
13 | 38Х2МЮА, ВСт4пс2, 50Г, СЧ25, Р12, Ст2кп |
14 | 36Х18Н25С2, А30, ВСт2кп6, КЧ60, СЧ25, У7А |
15 | 40ХМФА, Р6М3Ф2, А30, ВЧ80, У7А, Ст2кп |
16 | Ст0, 30Х13, ШХ6, СЧ15, Р12, ШХ15СГ |
17 | 09Х16Н4Б, БСт3Г, ШХ6, СЧ18, А20, ВЧ45 |
18 | 45ХН3МФ-Ш, У11, А11, ЧВГ30, Ст3, У7А |
19 | 14Г2АФ, Р6М2Ф3, ВСт5сп, СЧ24, А20, ВЧ45 |
20 | 15Х7Н2Т-Ш, Р6М5Ф2К8, ШХ9, КЧ63, Ст6, А11, |
21 | БСт1, 50ХГ, Р6М3Ф2, Р12, СЧ25, ВЧ45 |
22 | 08Х18Т1, У10А, 30пс, ВЧ40, СЧ25, А12, |
23 | Р12, 13Х14НВ2ФР, Ст5пс3, СЧ20, ШХ30, Ст6, |
24 | У9, 07Х25Н13, ШХ15, Р12 СЧ25, А20, |
25 | А11, 20Х12ВНМФ, 25пс, ВЧ80, А7, СЧ25 |
Ответьте на контрольные вопросы.
1. Чем отличается чугун от стали.
2. Как классифицируются, стали по химическому составу, качеству и назначению?
3. В чем отличие серого чугуна от белого.
Литература.
1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3-х т. Т.1. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.:Машиностроение, 2001.-920 с., ил.
|
|
2. Журавлев В.Н., Николаев О.И. Машиностроительные стали. Справочник.- 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1992, 480с., ил.
3. ГОСТ 380-88, ГОСТ 493-79, ГОСТ 613-79, ГОСТ 859-78, ГОСТ 1050-75, ГОСТ 1215-85, ГОСТ 1585-85, ГОСТ 1412-85, ГОСТ 2685-75, ГОСТ 2856-79, ГОСТ 4543-71, ГОСТ 4784-74, ГОСТ 5017-74, ГОСТ 5632-72, ГОСТ 7293-85, ГОСТ 7769 – 82, ГОСТ 11069-74, ГОСТ 14113-78, ГОСТ 14957-76, ГОСТ 14959-79, ГОСТ 15527-70, ГОСТ 17711-80, ГОСТ 18175-78, ГОСТ 19807-74, ГОСТ 28384 -89.
Лабораторное занятие №2.
Определение физических, химических, механических и технологических свойств цветных металлов и сплавов.
Цель занятия: Выявить влияние углерода и легирующих элементов на свойства металлов и сплавов. Отработать практическое умение расшифровывать марки цветных металлов и сплавов.
Оборудование: титановые ГОСТ 14957-76, алюминиевые ГОСТ 11069-74, деформируемые ГОСТ 4784-74, литейные ГОСТ 2685-75, медные ГОСТ 859-78, бронзовые ГОСТ 493-79, латунные ГОСТ 15527-70.
Ход работы
Теоретическая часть.
Классификация и маркировка цветных металлов и сплавов.