ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.04.2024
Просмотров: 65
Скачиваний: 0
2, Выбор чугуна
Для деталей конструкций используют, как правило, хорошо обрабатываемый резанием серый, высокопроч ный и ковкий чугун.
Серый чугун применяют для плотных, но хрупких от ливок любых размеров и формы с пределом прочности на растяжение до 38 кг/мм2, на сжатие — до 140 кг!мм2 и на изгиб — до 60 кг/мм2.
Отливки серого чугуна маркируются буквами СЧ и
числами: первое — предел |
прочности чугуна в |
отливке |
(в кг1мм2) на растяжение, |
второе — на изгиб. |
Пример: |
СЧ12-28. |
|
|
Выбор марки серого чугуна производят в зависимо сти от назначения отливки в соответствии с данными табл. 5.
Прочные нехрупкие отливки, мелкие и средние, из готовляют из ковкого чугуна, а крупные, с толщиной
. стенки больше 10 мм, — из высокопрочного и маркируют двумя буквами (КЧ, ВЧ) и двумя числами: первое — это предел прочности на растяжение (в кг/мм2), второе — относительное удлинение при растяжении (в %!). При меры: КЧ37-12, ВЧ45-5.
Ковкий и высокопрочный чугун с повышенной пла стичностью и пониженной твёрдостью, марок КЧЗО-6, КЧЗЗ-8, КЧ25-10, КЧ37-12 и ВЧ40-10, применяют для деталей, не работающих на истирание (рычаги, вилки, крестовины, фланцы, фитинги и др.), а с повышенной твердостью, марок КЧ45-5, КЧ50-4, КЧ56-4, КЧ60-3, КЧ63-2 и ВЧ45-5, ВЧ50-1, ВЧ60-2, — для трущихся дета лей (коленчатые и кулачковые валы, кулачки, муфты, тормозные барабаны и диски, гильзы, детали штампов и др.).
' 5 8
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
Выбор |
марки |
серого чугуна |
|
||
Назначение и характер отливки |
Толщина, мм |
Марка чугуна |
||||||
(не менее) |
||||||||
Толстостенные |
малонагру- |
20 |
СЧ0-0, |
СЧ12-28 |
||||
женные отливки: грузы, стойки, |
|
|
|
|||||
плиты и др. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Тонкостенные малонагружен- |
5 |
СЧ12-28, |
СЧ 15-32 |
|||||
ные |
отливки: сантехнические |
|
|
|
||||
(батареи водяного отопления, |
|
|
|
|||||
ванны, раковины и др.), сельско |
|
|
|
|||||
хозяйственные, |
бытовые и др. |
|
|
|
||||
Средненагруженные |
фасон |
5 |
СЧ12-28, СЧ15-32, |
|||||
ные |
машиностроительные |
от |
|
СЧ 18-36 |
||||
ливки: корпуса, станины, крон |
|
|
|
|||||
штейны, |
кожухи, |
крышки, |
|
|
|
|||
фланцы, фитинги, корпуса вен |
|
|
|
|||||
тилей |
и др. |
|
|
|
|
|
|
|
Ответственные нагруженные |
4 |
СЧ21-40, СЧ24-44, |
||||||
машиностроительные |
отливки: |
|
СЧ28-48 |
|||||
маховики, цилиндры, зубчатые |
|
|
|
|||||
колеса, кулачки, муфты, порш |
|
|
|
|||||
ни, поршневые кольца, гильзы, |
|
|
|
|||||
диски и др. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Особо ответственные высоко- |
10 |
СЧ32-52, СЧ35-56, |
||||||
нагруженные отливки, подвер |
|
СЧ38-60 |
||||||
гающиеся |
вибрации, |
сухому |
|
|
|
|||
трению при повышенных тем |
|
|
|
|||||
пературах |
и |
др., например |
|
|
|
|||
штампы |
|
|
|
|
|
|
|
59
Марку ковкого и высокопрочного чугуна берут тем выше, чем выше расчетные напряжения, требуемая на дежность и возможные погрешности расчета.
Чугунные детали толщиной 4 мм и более, трущиеся по стали (втулки, подшипники, кольца, поршни и др.), выполняют из антифрикционного чугуна (ГОСТ 1585-57), причем при трении по закаленной стали — из чугуна по вышенной твердости, а по незакаленной — из более мягкого. Требуемая структура чугуна (с измельченным графитом) обеспечивается легированием его добавками хрома, никеля, меди и титана. При повышенных нагруз ках применяют медистый чугун, содержащий до 2%' ме
ди, |
а при трении в условиях повышенных температур и |
в |
коррозионных средах — высоколегированный жаро |
прочный нержавеющий чугун ЖЧНДХ 15-7-2, легиро ванный 15%' никеля, 7% меди и 2% хрома. Марки и предельные режимы работы антифрикционного чугуна приведены в табл. 6.
При сухом трении антифрикционный чугун исполь зуют в качестве фрикционного материала. Для повыше ния фрикционных свойств чугуна его иногда дополни тельно легируют 0,2—0,5% молибдена.
В большинстве случаев серый, ковкий и высокопроч ный чугун применяют в отожженном состоянии, но для повышения твердости и износостойкости его можно под вергнуть нормализации, закалке и отпуску.
Закалке и отпуску обычно подвергают легированный чугун, содержащий хром, никель, медь и другие добавки, так как из-за хрупкости чугуна охлаждение его в воде неприменимо, а получение структур закалки при охла ждении в масле или горячнх средах (изотермическая закалка) возможно лишь при достаточно большой прока ливаемое™, характерной для легированной металличе ской основы. Поцерхностной закалке для повышения
60
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 6 |
|
|
Выбор |
марки антифрикционного |
чугуна |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Предельные режимы трения |
||||
|
|
|
Твердость |
V* |
|
|
С» |
|
|
|
|
«и |
« О |
0) |
|||
Тип чугуна |
Марка |
Трение по стали |
НВ, |
О |
|
|||
|
^ g |
|
ъ; о> |
|||||
|
|
|
кг1мма |
и |
и |
в- |
||
|
|
|
<s>о |
О |
||||
|
|
|
|
<0 |
* |
0) |
<гз |
О) |
|
|
|
|
Е |
|
Е |
||
|
|
|
|
& |
i s |
е. |
£ 3 |
|
Серый |
АСЧ-1 |
Закаленной |
180—229 |
2 |
0,5 |
90 |
0,2 |
|
я |
АСЧ-2 |
„ |
190—229 |
3 |
|
1 • |
60 |
0,75 |
я |
АСЧ-3 |
Сырой |
160— 190 |
3 |
|
1 |
60 |
0,75 |
Серый медистый |
ЧМ-1,8 |
Закаленной |
207—262 |
25 |
|
5 |
200 |
1 |
Ковкий |
АКЧ-1 |
|
197—217 |
5 |
|
5 |
120 |
1 |
я |
АКЧ-2 |
Сырой |
167— 197 |
5 |
|
5 |
120 |
1 |
Ковкий медистый |
ЧМ-1,2 |
Закаленной |
187—262 |
25 |
|
5 |
200 |
1 |
Высокопрочный |
АВЧ-1 |
|
210—260 |
6 |
|
5 |
120 |
1 |
я |
АВЧ-2 |
Сырой |
167— 197 |
5 |
|
5 |
120 |
1 |
Жаростойкий |
ЖЧНДХ |
Сырой и |
120— 197 |
20 |
25 |
|
|
|
высоколегиро |
15-7-2 |
закаленной |
|
|
|
|
|
|
ванный |
|
|
|
|
|
|
|
|
Выбор специального чугуна
Легирующие Название Марка 'элемент^ в %
по весу
Ж а р о с т о й к и й :
хромистый
кремнистый с пластинчатым графитом
то же, с шаровидным графитом
алюминиевый с пластинчатым графитом
то же, с шаровидным графитом
нирезист
Литейные коррозионностойкие ферросплавы
ЖЧХ 0,9 |
Сг 0,7— 1,1 |
|
ЖЧХ 1,5 |
Сг 1,2—1,9 |
|
ЖЧХ 2,5 |
Сг 2—2,7 |
|
ЖЧХ |
30 |
Сг 28—32 |
ЖЧС |
5,5 |
Si 5—6 |
ЖЧСШ 5,5—0,1 Si 5—6; Mg 0,08
ЖЧЮ 22 |
А1 20—24 |
|
ЖЧЮШ 22 |
А1 20—24; |
|
|
Mg 0,08 |
|
ЖЧНДХ 15-7-2 |
Ni |
14— 17; |
|
Си 6—8,5; |
|
|
Сг 1,5—2,5 |
|
Ф15 |
Si |
14,5— 16 |
Ф17 |
Si |
16— 18 |
Х28Л |
. Сг 26—30 |
|
Х34Л |
Сг 32—26 |
|
МФ15 |
Si |
14,5—16; |
|
Mo 3,5—4 |
|
|
Таблица 7 |
(литейного |
ферросплава) |
|
°ь |
НВ |
Применение |
|
к г / м м 2 |
______________________________________________________________________ |
18 207—286
15207—286
—228—364
30370—550
10.140—255
22228—321
—140—286
25 |
|
241—375 |
21—27 |
|
130— 150 |
17—25 |
|
350—400 |
14— 16 |
1 |
400—500 |
35 |
|
220—270 |
40 |
|
220—270 |
17—25 |
|
400—450 |
Отливки с рабочей температурой до
500° |
С |
|
|
То же, |
до 600° С |
||
. |
„ |
до 650° С |
|
„ |
. |
до |
1000° С, нержавеющие |
„ |
„ |
до 800° С, с повышенной стой |
|
костью против коррозии |
|||
То |
же |
|
|
, |
, |
до |
1000° С |
. |
. |
до |
1100° С |
Нержавеющие антифрикционные от ливки, жаростойкие до 800° С
Кислотостойкие (кроме H F ) отливки
То же
»»
я»
я"
62 |
63 |
износостойкости можно подвергать и нелегированный чугун.
Для жаростойких, нержавеющих и других отливок с особыми свойствами применяют высоколегированный чу гун (табл. 7).
3. Выбор легкого сплава
Легкие алюминиевые и магниевые сплавы превосхо дят сталь по удельной прочности, обрабатываемости, тепло- и электропроводности, но уступают ей по твердо сти, жесткости, прочности и теплостойкости. Алюминие вые сплавы более стойки против коррозии, чем сталь, а магниевые — менее стойки; кроме того, магниевые спла вы менее жестки (модуль упругости алюминия 7100— 7200 кг!мм2, магния — 4500 кг!мм2), из-за горючести маг ния сложнее в обработке и используются реже, чем бо лее тяжелые — алюминиевые.
Цена 1 м3 легких сплавов близка цене 1 мг среднеле гированной качественной стали, следовательно, и изде лия из легких сплавов по стоимости примерно равны стальным (среднелегированным) равного объема.
Для штамповок, прутков, поковок, листов, фасонных профилей и труб применяют деформируемые сплавы, а для отливок — литейные.
Деформируемые алюминие'вые сплавы значительно прочнее и пластичнее литейных, а для магниевых спла вов это различие меньше.
Все легкие сплавы маркируются по химическому со ставу, но в обозначении марки сплава состав его не от ражается.
Для легких изделий сложной формы, получаемых глубокой вытяжкой, применяют наиболее мягкие алюми-
64
ниевые сплавы: технически чистый алюминий марок АД-1 и АД или его сплавы с малыми добавками марган ц а — АМц или магния—АМг1.
Для пластичных и коррозионностойких сварных из делий повышенной прочности применяют сплавы с по вышенным содержанием магния марок АМгЗ, АМг5 и АМгб. Для прочных изделий применяют дисперсионнотвердеющие после закалки при 500° алюминиевые спла вы средней и высокой прочности. К ним относятся спла вы марок АД31, АДЗЗ, АВ, АД35, ВД17, Д1, Д16, Д19,
ВАД1, М40, АК2, АК4, АК4-1, АК6, АК6-1, АКД Д20,
ВАД23, В93, ВЭБ, В96. Наименее прочные из них — спла вы АД31, АДЗЗ и АВ — стойки против коррозии, очень пластичны в горячем состоянии и хорошо сварива ются.
Сплавы для нагреваемых до 200° поковок марок АД35, АК6, АК6-1, АК4, АК4-1, ВД17, АК2, В93 и АК8 также пластичны в горячем состоянии, но менее стойки против коррозии и свариваются лишь контактной сваркой. Высо копрочные сплавы ВЭБ, В96, ВАД21, ВАД23, М40, Д16, Д19 и ВАД1 труднее поддаются ковке и идут для сило вых деталей из прессованных и катаных профилей, ли стов и труб.
Из них наиболее прочен сплав В96, но лишь до тем пературы 120°, сплавы ВАД23 и М40 удовлетворительно свариваются всеми способами сварки, а Д20 и ВАД23 выдерживают нагрев до 250°.
Отожженные и свежезакаленные сплавы пластичны и поддаются холодной вытяжке.
Наиболее жаропрочные изделия прессуют и спекают из порошков алюминиевых сплавов марок САП-1, САП-2, САС и др.
Для очень легких изделий, защищаемых от кор розии стойкими покрытиями, применяют пластичные
5 Г. Г. Ростовцев |
65 |
|
сп |
Таблица 8 |
Основные данные деформируемых легких сплавов
Легирующие элементы в % по весу
Марка
Mg Мп Си Si |
прочие |
А л ю м и Н И е в ы е
АД, АД1 Технически чистый алюминий
АМц |
1,2 |
1,5 |
|
|
|
|
АМг1 |
0,6 |
|
0,9 |
|
|
|
АМгЗ |
3,6 |
|
|
|
||
АМг5 |
5,2 |
0,5 |
|
|
V 0,1 или |
|
АМгб |
6,3 |
0,7 |
|
|
Ti |
0,06 |
|
|
Ti |
0,06; |
|||
АД31 |
0,6 |
|
|
0,5 |
Be |
0,002 |
|
|
|
|
|||
АДЗЗ |
1 |
0,3 |
0,3 0,6 |
Cr 0,25 |
||
АВ |
0,7 |
0,4 |
0,8 |
|
|
|
АД35 |
1,1 |
0,7 |
2,2 |
0,8 |
|
|
АК6, АК6-1 |
0,6 |
0,6 |
1 |
|
|
|
АК4, АК4-1 |
1,6 |
0,6 |
2,2 |
0,9 |
Ni |
1,2 |
АК2 |
0,6 |
|
4 |
0,7 |
Ni 2; |
|
ВД17 |
2,2 |
|
3 |
0,6 |
Fe |
0,7 |
0,7 |
|
|
||||
АК8 |
0,7 |
4,4 |
0,9 |
|
|
|
Д1 |
0,6 |
0,6 |
4,3 |
|
|
|
Характеристики при 20° С |
|
Свариваемость |
Обрабатывае давлениеммость |
Коррозионная стойкость |
|||||
|
|
|
|
,-< * |
в |
|
|||
|
|
|
|
CJ |
|
|
|
|
|
®0,2 |
4 |
s, |
|
ii |
О |
О |
|
|
|
|
|
5? |
|
|
|
|
|
||
|
|
% |
|
|
о |
|
|
|
|
KZjMM- |
|
ts> |
’Ч |
о |
й |
|
|
|
|
|
|
„ О |
|
S |
|
|
|
||
3 |
8 |
35 |
2,71 |
0,54 |
22 |
250 |
5 |
5 |
5 |
5 |
13 |
23 |
2,73 |
0,43 |
21,6 |
200 |
5 |
5 |
5 |
5 |
12 |
27 |
2,7 |
0,44 |
24,3 |
200 |
5 |
5 |
5 |
10 |
19 |
23 |
2,67 |
0,35 |
23,5 |
200 |
4 |
4 |
4 |
16 3017 2,65 0,29 |
23 |
150 |
4 |
4 |
4 |
||||
18 |
34 |
18 |
2,64 |
0,28 |
24,3 |
150 |
4 |
4 |
4 |
24 |
27 |
10 |
2,71 |
0,45 |
24,3 |
150 |
4 |
4 |
4 |
27 |
32 |
10 |
2,71 |
0,34 |
24,1 |
150 |
4 |
4 |
4 |
28 |
33 |
16 |
2,70 |
0,37 |
21,8 |
150 |
3 |
4 |
4 |
30 |
36 |
9 |
2,69 |
0,44 |
24 |
150 |
2 |
4 |
4 |
30 |
42 |
13 |
2,75 |
0,42 |
21 |
200 |
2 |
4 |
3 |
28 |
42 |
13 |
2,8 |
0,34 |
19,5 |
250 |
2 |
4 |
3 |
28 |
44 |
9 |
2,8 |
0,37 |
22,3 |
250 |
2 |
4 |
3 |
29 |
43 |
10 |
2,75 |
0,32 |
23,6 |
220 |
2 |
4 |
3 |
38 |
48 |
10 |
2,8 |
0,38 |
25,5 |
150 |
2 |
3 |
3 |
23 |
41 |
12 |
2,8 |
0,28 |
21,8 |
150 |
„ 2 |
3 |
3 |
Д16 |
0,8 |
0,7, |
4,9 |
Ti |
0,06 |
39 |
52 |
9 |
2,78 |
0,29 |
21,8 |
150 |
2 |
3 |
3 |
Д19 |
2 |
0,7 |
4,4 |
29 |
44 |
19 |
2,76 |
0,39 |
20,3 |
200 |
3 |
3 |
3 |
||
Д20 |
0,35 |
0,6 |
6,5 |
Ti 0,15 |
28 |
38 |
8 |
2,84 |
0,33 |
22 |
200 |
2 |
3 |
3 |
|
Д21 |
0,6 |
6,5 |
Li |
1,2; |
29 |
42 |
8 |
2,83 |
0,23 |
24,6 |
200 |
2 |
3 |
3 |
|
ВАД23 |
|
0,6 |
5,4 |
54 |
58 |
4 |
2,72 |
180 |
2 |
3 |
3 |
||||
В93 |
|
|
1 |
Cd 0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,9 |
|
Zn |
7; |
48 |
52 |
10 |
2,84 |
0,39 |
24,1 |
120 |
2 |
4 |
3 |
||
В95 |
|
|
|
Fe |
0,3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,3 |
0,5 |
1,7 |
Zn 6; |
55 |
62 |
6 |
2,85 |
0,37 |
22 |
120 |
2 |
3 |
3 |
||
В96 |
2,8 |
0,35 |
2,5 |
Cr 0,2 |
63 |
67 |
7 |
2,89 |
0,27 |
22,8 |
120 |
2 |
3 |
3 |
|
Ti |
8,1 |
||||||||||||||
САП-2 |
|
|
|
A120 3 11 |
28 |
35 |
6 |
2,75 |
0,34 |
19 |
500 |
2 |
3 |
3 |
|
|
А1 |
Мп |
прочие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
М а г н и е в ы е |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
МА1 |
8,5 |
1,9 |
Zn 0,5 |
|
12 |
26 |
7 |
1,76 |
0,3 |
22,3 |
250 |
4 |
3 |
2 |
|
МА5 |
0,3 |
|
22 |
32 |
12 |
1,82 |
0,16 |
26,1 |
200 |
3 |
3 |
2 |
|||
ВМ65-1 |
|
|
Zn 5,5; |
|
28 |
33 |
10 |
1,8 |
0,28 |
20,9 |
200 |
3 |
3 |
2 |
|
МАЮ |
8,3 |
0,4 |
Zr 0,6 |
|
30 |
43 |
6 |
1,99 |
0,13 |
27,9 |
250 |
3 |
3 |
2 |
|
Ag |
2,2; |
|
|||||||||||||
МАЙ |
|
2 |
Cd 7,8 |
|
14 |
28 |
10 |
1,8 |
0,26 |
25,7 |
300 |
3 |
3 |
3 |
|
|
Nd 3; |
Ni 0,2 |
|||||||||||||
МАТЗ |
|
0,6 |
Th |
2,1 |
|
18 |
24 |
6 |
1,78 |
0,25 |
25,6 |
350 |
3 |
3 |
3 |
ВМД-3 |
|
1,6 |
Zn 3; Zr 0,7; Cd 1,6; |
24 |
30 |
16 |
1,83 |
0,27 |
25,9 |
350 |
3 |
3 |
3 |
||
ВМД-1 |
|
1,6 |
La |
0.7 |
|
25 |
30 |
5 |
1,81 |
0,3 |
26,9 |
350 |
3 |
3 |
3 |
|
Th 3 |
|
П р и м е ч а н и е . В графах „Свариваемость", „Обрабатываемость давлением" и „Коррозион ная стойкость" обозначены: 5 — отличные, 4 —хорошие, 3 —удовлетворительные и 2 —плохие зна чения характеристик.