Файл: Вопросы конструирования и технологии производства сельскохозяйственных машин материалы городской конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 50-летию образования СССР сборник статей..pdf

Б.М. П о л о н с к н й ,

А.А. Ш а п и р о

ИССЛЕДОВАНИЕ УДАРНОЙ ВЯЗКОСТИ КОВКОГО ЧУГУНА В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ЕГО ПРОИЗВОЛ

СТВА

Основные силовые детали автомобилей, и большинства сельскохозяйственных машин, в том числе и самоходных комбайнов, изготавливают из ковкого чугуна. ГОСТ 1215-58 на этат материал не предусматривает испытания его удар­ ной вязкости, хотя условия работы названных деталей требу­ ют определенной вязкости прн динамическом приложении нагрузки.

Целью настоящей работы является определение ударной вязкости ковкого чугуна в различных условиях планки мо­ дифицирования и от; сига.

Изучались свойства ненадрезанных литых образцов, се­ чением 10x10 мм. Исследовали три варианта плавки: дуплекспроцесс (вагранка + электроДуговая печь), вагранка и ин­ дукционная . печь на твердой оавалке. Ударная вязкость Чу­ гуна этих вариантов находится в пределах 5-6,4 кгм/см , т.е. практически одинакова.

Высокую ударную вязкость - 8,1 кгм/см^ имеют образ­ цы .чугуна, легированные медью. Лучшую ударную вязкость, равную 7,8-8,3 кгм/см^, имеют образцы без модификатора и без низкотемпературной обработки, отожженные на феррит­ ную структуру.

103

Из группы ферритных чугунов самые низкие показатели у образцов, модифицированных наиболее распространенным и настоящее время комплексным модификатором алюминий— бор-висмут. Средняя ударная вязкость по данному вариан­

характерно для перлитных чугунов с зернистой формой пер­ лита. Образцы с пластинчатым перлнтом, полученным быст­ рым охлаждением после первой н промежуточной стадия 2 графитизаднн.имеют ударную вязкость от 4,2 до 4,4кгм/см . Примерно столько же дают образцы феррито-перлитного чу­ гуна с повышенным содержанием хрома.

Самый низкий показатель ударной вязкости у образцов перлитного чугуна, легированных марганцем и полученных нормализацией после отжига на ферритный чугун,-1,6-1,8

Были проведены дополнительные исследования влияний количества модификатора на исследуемый показатель. Ус­ тановлено, что с увеличением количества алюминия ударная вязкость падает.

Влияние бора изучали при модифицировании с 0,02% алю­ миния. Причем количество бора изменяли, а алюминия - нет. Экстремальное значение ударной вязкости наблюдалось при 0,003% бора. Однако следует отметить, что оно все же ниже чем при отсутствии модификаторов вообще.

Особенно резко снижает ударную вязкость, даже в весьма малых количества, висмут. Его влияние изучали при постоянном количестве алюминия и бора. Количество висму­ та меняли от 0,001 до 0,004%. Введение 0,004% висмута снижает ударную вязкость почти вдвое чо сравнению с об­ разцами без висмута.

Тульский комбайновый завод применяет модификатор М-ТКЗ, состоящий из 40% бора и 60% ферросилиция. Чугун

с 0,4% модификатора М—ТКЗ - (по заводскому техпроцессу) имеет ударную вязкость 5,4-5,6 кгм/см . Этот показатель не меняется прн изменении количества модификатора от ОД до 0,4%.

В результате проведенного и ’следования можно сделать следующие выводы:

104

1)способ плавки не влияет на показатели вязкости-

2)в ферритных чугунах наиболее высокую ударную вяз­ кость имеют образцы не модифицированные и не прошедшие низкотемпературную обработку,

3)с увеличением количества алюминия в составе моди­ фикатора ударная вязкость снижается:,

4)при 0,003% бора наблюдается некоторое увеличение вязкости чугуна;

5)висмут резко снижает ударную вязкость. Такое влия­ ние висмута исключает возможность применения его в ка­ честве модификатора при производстве ковкого чугуна;

0)из перлитных чугунов нанлучшне показатели у чугу

но® с зернистой формой перлита; 7) весьма низкая ударная вязкость наблюдалась у об­

разцов, легированных марганцем и полученных путем ^нормализации ферритного ковкого чугуна.

Для получения оптимальных конструкционных свойств необходимо откорректировать технологию производства ков­ кого чугуна с учетом результатов данного исследования. По нашему мнению, необходимо дополнить ГОСТ 1215-56 Требованиями по получению определенной ударной вязкости так, как это сделано в ГОСТ 7293-70 па высокопрочный чугун, потому что основное количество силовых несущих деталей, работающих в условиях динамического нагружения, изготавливается сейчас и будет изготавливаться в ближай­ шем будущем из ковкого чугуна.

105

Ю.К. Г у Р а, В. В. Р у б а н о в

ИНДУКТОР ДЛЯ НАПЛАВКИ ПОРОШКООБРАЗНЫХ ИЗНОСОСТОЙКИХ МАТЕРИАЛОВ НА НАРУЖНУЮ КОНИ­

ЧЕСКУЮ ПОВЕРХНОСТЬ В ОГНЕУПОРНОМ ТИГЛЕ

По разработанному кафедрой технологии металлов и РостоЕским-на-Дону заводом спешшструмента и технологи­ ческой оснастки способу нанесения износостойких покры­ тии на наружною коническую поверхность с применением порошкообразной шихты наплавку осуществляют в огнеупор­ ном тигле токами высокой частоты. Шахта, состоящая из флюса и порошкообразного твердого сплава, помещенная в зазор между огнеупорным тиглем и наружной поверхно­ стью конуса, расплавляется главным образом в результа­ те теплопередачи от основного металла. Получение высо­ кокачественного наплавленного на коническою поверхность слоя возможно при одновременном расплавлении шихты, для чего температура должна быть одинаковой по всей наплавленной поверхности.

Известно, что довести всю поверхность конуса до тем цературы плавления шихты можно, применив конический многовитковый индуктор с конусностью, меньшей конуса наплавляемой детали, и различным зазором между его виллами; Поскольку аналитически невозможно установить величину зазоров между индуктором и деталью, а также между витками индуктора, для еоеспечения равномерного нагрева наплавляемой поверхности нами изготовлен индук­

109

Ю.В. Т р у б н и к о в , Ю.Н. П о н о м а р е в

ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ. с в о й с т в а , м едньк ГАЗОТЕРЖЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ, НАПЫЛЕННЫХ В СРЕДЕ

АЗОТА И АРГОНА

В условиях замкнутого цикла движения газового по­ тока в герметичной камере скоростной поток распыляю­ щей струи отличается от таковой в открытой атмосфере. Установлено, «то наиболее оптимальное первоначальное давление при диаметре распыляющего сопла '4,5 мм долж­ но составлять 9 ати. Напыление проводилось при напряже­ нии 40 в, токе 100-130 а и расстоянии до напыляемой поверхности 70 мм.

Эти значения были определены |исходя из значения ко­ эффициента регулярности о^уги, полученного путем обработ­ ки осциллограмм тока и напряжения.

Исследование фазового и химического составов пока­ зало, что в медном покрытии, получением на воздухе, содержится 10% окиси меди, В среде азота и аргона окюь меди не обнаружена.

Если структура медного покрытия, полученного на воздухе, представляет собой конгломерат струйчато распо­ ложенных частиц меди, разделенных пленками окислов и достаточно крупными порами, то покрытия, полученные в азоте и аргоне, представляют собой медную матрицу без заметных границ между частицами с наличием небольшого количества мелких пор.

108'