* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

23 ЖЕЛЕЗА СПЛАВЫ 24 Во многих случаях углеродистая сталь используется в м а ш и н о с т р о е н и и без с п е ц и а л ь н о й т е р м и н , о б р а б о т к и в т . н а з . «сыром» виде — после г о р я ч е й п р о к а т к и . М е х а н и ч . свойства т а к о й с т а л и в с и л ь н о й степени «Г /«« АкГм/см з а в и с я т от с о д е р ж а н и я S00120 60 24 у г л е р о д а , к а к это в и д н о и з р и с . 2. Л и т а я с т а л ь 50 20 обладает более н и з к и м и механич. свойствами. Го­ 200 ВО 40 16 рячекатаная сталь ши­ роко используется для производства р а з н ы х ма­ 30 12 ш и н , с т а н к о в , строите­ льных металлоконструк­ ЮО 40 20 8 ц и й , предметов домаш­ него о б и х о д а и т. д. Д л я повышения прочно­ сти о т д е л ь н ы х наиболее ответственных деталей ма­ 0&. OA 0? Q.-81.0 Ы U % С шин и механизмов угле­ Рис. 2. Влияние углерода на ме­ р о д и с т ы е с т а л и , иду­ ханические свойства стали. щ и е н а и х и з г о т о в л е н и е , Н — твердость по Бринеллю, о — предел прочности, -ф — от- п о д в е р г а ю т т е р м и ч е с к о й носительное сужение, 6 — отно- о б р а б о т к е — з а к а л к е и сительное удлинение, а — удар- п о с л е д у ю щ е м у отпуску, ная вязкость. в т а б л . 5 п р и в е д е н ы ме­ х а н и ч . свойства с т а л и 45 в т е р м и ч е с к и о б р а б о т а н н о м с о с т о я н и и (в г о р я ч е к а т а ­ н о м с о с т о я н и и ее свойства д а н ы в т а б л . 4). 2 2 стинок. К о в к и й ч у г у н так ж е , к а к и серый, с о д е р ж и т г р а ф и т , н о г р а ф и т о в ы е в к л ю ч е н и я имеют сферич. форму, ч т о п о в ы ш а е т п л а с т и ч н о с т ь и п р о ч ­ ность чугуна. Во всех марках чугуна содержится Si, Мп, S и Р , т . е. те ж е п р и м е с и , что и в у г л е р о д и с т ы х с т а л я х , н о в б о л ь ш и х к о л и ч е с т в а х . К р о м е того, в ч у г у н ч а с т о в в о д я т Сг, N i , Си, W , Мо и д р . элементы. Такие чугуны наз. легированными. Особенно с и л ь н о в л и я е т н а п р о ц е с с г р а ф и т и з а ц и и кремний. Ч е м больше кремния в чугуне, тем полнее р а с п а д цементита. С о д е р ж а н и е к р е м н и я в ч у г у н а х к о л е б л е т с я от 0,3—0,5% до 3—5%. Фосфор н е в л и я е т на процесс графитизации, но улучшает жидкотекучесть ч у г у н а , ч т о о б ъ я с н я е т с я о б р а з о в а н и е м л е г к о ­ п л а в к о й фосфидной э в т е к т и к и с т. п л . 950°. Ч у г у н ы , с о д е р ж а щ и е фосфор, легче п л а в я т с я , м е д л е н н о осты­ вают и х о р о ш о з а п о л н я ю т самые м е л к и е и з г и б ы ф о р м ы . П о э т о м у повышенное с о д е р ж а н и е фосфора имеют чугуны, применяющиеся д л я художественного литья. " Х р о м и с т ы й ч у г у н (26—30 % Сг) обладает повы­ шенной прочностью ( т = 60 кГ/мм*) и стойкостью в агрессив­ ных средах. Применяется в химич. аппаратостроении. М е д и с т ы й ч у г у н (2—2,5% Си) обладает повышен­ ной прочностью (<* 50—55 кГ/мм ), используется для из­ готовления коленчатых валов, маховиков и станин. Т и т а н о в ы й ч у г у н (ок. 0,7% T i ) обладает анти­ фрикционными свойствами в паре с другими металлами. При­ меняется как антифрикционный сплав. Алюминиевый чугун (20—24% А1) обладает высокой стойкостью к газовой коррозии при повышенных темп-рах (до 1000°). Используется для изготовления печной арматуры. Высококремнистый чугун (5—6% Si) об­ ладает высоким сопротивлением ползучести до 900°. Приме­ няется в нагревательных системах. В ы с о к о м а р г а н ц о в ы й чугун (7—12% Мп) обладает малой магнитной проницаемостью и высоким электро­ сопротивлением. Применяется в электротехнике. Х р о м о н и к е л е в ы й ч у г у н (0,2—1,5% Сг, 0,2— 4 % Ni) обладает высокой прочностью, износостойкостью и стойкостью к газовой коррозии. Применяется в двигателях внутреннего сгорания, локомотивах и т. д. е й 0 в в н Таблица 5 Термич. обработка темп-ра охлаждаю­ закалки, щая среда С С Механич. свойства темп-ра ««, отпуска, 6, % Ф. % кГ/мм кГ/мм °С а 2 850 850 850 850 вода » » 450 500 550 600 100 85 80 75 85 75 65 60 10 12 16 25 40 45 50 55 Углеродистые стали применяются также д л я изго­ товления режущего инструмента. Д л я этих целей используются стали с высоким содержанием углерода от 0,7 д о 1,4% ( м а р к и с т а л и от У 7 А до У 1 3 А ) . После з а к а л к и стали У7А, У 8 А и У 9 А приобретают струк­ т у р у м а р т е н с и т а , а с т а л и У 1 0 А , У 1 1 А, У 1 2 А и У13А" — с т р у к т у р у мартенсит ^ - ц е м е н т и т . Н а л и ч и е м а р т е н ­ сита в ы з ы в а е т п о в ы ш е н н у ю х р у п к о с т ь и з - з а з н а ч и ­ тельных и с к а ж е н и й решетки, поэтому после з а к а л к и н е о б х о д и м о т п у с к , темп-ра к - р о г о о п р е д е л я е т с я в е л и ­ чиной твердости, к-рой должен обладать инструмент. I I I . Ч у г у н ы — с п л а в ы Fe, с о д е р ж а щ и е больше 2,0% С (обычно от 2 д о 4 % ) . У г л е р о д в ч у г у н а х м о ж е т н а х о д и т ь с я в с в я з а н н о м с о с т о я н и и в виде цементита и л и в с т р у к т у р н о - с в о б о д н о м с о с т о я н и и в виде г р а ф и т а . О с н о в н ы м о т л и ч и е м ч у г у н о в от с т а л е й я в л я е т с я н а л и ­ чие в н и х л е д е б у р и т а и свободного г р а ф и т а . Сущест­ в у ю т две т о ч к и з р е н и я н а п р о ц е с с о б р а з о в а н и я г р а ф и т а в ч у г у н е : 1) г р а ф и т в ы д е л я е т с я непосредственно из жидкого чугуна во время кристаллизации и п р и рас­ п а д е а у с т е н и т а ; 2) о б р а з о в а н и ю г р а ф и т а п р е д ш е с т в у е т процесс выделения из жидкого чугуна и аустенита цементита, к-рый в дальнейшем распадается на ж е л е з о и г р а ф и т . В к р и с т а л л о х и м и и , о т н о ш е н и и вто­ р а я т о ч к а з р е н и я более о б о с н о в а н а . S, N i , A l , C u n T i у с к о р я ю т п р о ц е с с г р а ф и т и з а ц и и ; Сг, Мп, W , Mo, S и 0 , наоборот, затрудняют его. Различают белый, серый и ковкий чугун. Б е л ы й ч у г у н п р и обычной темп-ре с о д е р ж и т п е р л и т и ц е м е н т и т . В е с ь у г л е р о д в белом ч у г у н е н а х о д и т с я в связанном состоянии. С е р ы й ч у г у н содержит г р а ф и т , в к л ю ч е н и я к-рого имеют ф о р м у т о н к и х п л а ­ 2 В м а ш и н о с т р о е н и и д е т а л и со с п л о ш н о й с т р у к т у р о й белого ч у г у н а не и с п о л ь з у ю т с я ; обычно п р и м е н я ю т с я д е т а л и , у к - р ы х п о в е р х н о с т ь имеет с т р у к т у р у белого ч у г у н а , а с е р д ц е в и н а — серого, ч т о д о с т и г а е т с я спе­ ц и а л ь н о й т е р м и ч . о б р а б о т к о й . В ы с о к а я твердость отбеленной п о в е р х н о с т и (350—400 Нв) п р и д а е т изде­ л и я м большую стойкость против износа. Такие чугуны с о т б е л е н н о й п о в е р х н о с т ь ю и с п о л ь з у ю т с я д л я изготов­ ления колес товарных вагонов, прокатных валков, в о л о ч и л ь н ы х досок, п л у ж н ы х л е м е х о в и т. д . Серый и ковкий чугуны получили широкое распространение в а в т о с т р о е н и и , в а г о н о с т р о е н и и , п р и п р о и з - в е стан­ к о в , с . - х . м а ш и н и т. д . Таблица 6 Сорт чугуна Серый чугун с 3,0—3,5% С: Ферритно-графитный с тонким графитом Перлитно-графитный с тонким графитом Ковкий чугун с 2,0—2,7% С Термически обработанный сорбитный Ч у г у н с шаровидным сферич. графитом к Г/мм& кГ/мм* 12--18 10--15 12--20 28--38 20--32 30--45 До 60 и вы ше 50--80 100--120 100--120 100--200 180--220 180--2^0 110--140 250--300 150--300 Б о л ь ш а я ч а с т ь белого ч у г у н а , п о л у ч а е м о г о домен­ ной плавкой, предназначается д л я передела в сталь, а н е к - р а я часть — д л я п о л у ч е н и я к о в к о г о ч у г у н а . С е р ы й ч у г у н б л а г о д а р я в ы с о к и м л и т е й н ы м свойствам ( н и з к а я темп-ра к р и с т а л л и з а ц и и , ж и д к о т е к у ч е с т ь , ма­ л а я у с а д к а и д р . ) я в л я е т с я основным Ж . с. д л я л и т ь я и широко применяется в машиностроении. Механич. свойства с е р ы х ч у г у н о в з а в и с я т от и х с т р у к т у р н ы х с о с т а в л я ю щ и х , к о л и ч е с т в а и формы в ы д е л е н и й г р а -