Литейные сплавы. Реферат скачать бесплатно.

Фрагменты работы:

Содержание.

Введение. 2

Изготовление отливок из чугуна . 3

Литейные стали. 8

Литература . 13

Введение.

Из различных видов производств, используемых для получения заготовок деталей, в машиностроении важнейшая роль принадлежит литейному производству. Это объясняется тем, что литьём можно получить детали массой от нескольких граммов до сотен тонн с толщиной стенки 0,5…500 мм и более, с размерами от нескольких миллиметров до десятков метров, самой сложной формы, которую нельзя получить другими методами и из различных сплавов (пластичных или хрупких). Литьём можно получить заготовку, максимально приближённую по форме к готовой детали, что значительно сокращает расход металла и объём механической обработки. Несмотря на большую массу литых деталей по сравнению, например, со сварными, их изготовление во многих случаях обходится дешевле и обеспечивает высокое качество.

В литейном производстве основными конструкционными материалами вляяются сплавы, обладающие рядом преимуществ перед чистыми металлами: более прочны; могут изменять свойства с изменением химического состава; имеют более низкую температуру плавления, более высокую жидкотекучесть и меньшую объёмную и линейную усадку. Наиболее высокой жидкотекучестью обладают силумины, бронзы, кремнистая латунь, серый чугун, цинковые и оловянные сплавы; средней – углеродистые и низколегированные стали, белый чугун, латуни (кроме кремнистой), дуралюмины; более низкой – магниевые сплавы, высоколегированные стали. Наибольшей линейной усадкой обладают легированные стали(более 2,5%) , алюминиевые бронзы (1,7…2,5%) , углеродистые стали (около 2%) , деформируемые латуни (1,5…2,0%); средней – литейные латуни (1,5…1,8) , оловянные бронзы (1,4…1,6) , белые чугуны (около 1,5%) , найменьшей – серые чугуны (около 1%) . Все литейные сплавы делят на чёрные и цветные . К чёрным относятся чугуны и стали , а к цветным – сплавы на основе меди(бронзы, латуни) , алюминия (силумины , дурамины) , магния , титана , вольфрама , молибдена , ниобия и др.

Выбирая сплав для отливки , необходимо учитывать его свойства и стоимость . Если принять стоимость отливки из серого чугуна за 100% , то стоимость отливки из ковкого чугуна составит 130 , из стали – 150 , из цветных сплавов – 300…600 % . Поэтому в машиностроении изготавливают 74 % отливок из серого чугуна , 21 – из стали , 3 – из ковкого чугуна и 2 % — из цветных сплавов.

Для получения качественной отливки наряду с механическими , физическими и химическими свойствами литейные сплавы должны обладать определёнными технологическими свойствами , основными из которых являются жидкотекучесть , усадка , склонность к ликвации и газопоглощению.

Изготовление отливок из чугуна .

Из всех литейных сплавов наилучшими литейными свойствами обладает серый обыкновенный чугун ,содержащий 2,7…3,5 % С; 0,5…4,0 % Si ; 0,3…1,5 % Mn; до 0,2 % Р ; 0,15 % S и др. Серый чугун является самым дешёвым из литейных сплавов.

Основным фактором , влияющим на структуру чугуна , является химический состав . Углерод обеспечивает хорошую его жидкотекучесть . Кристализация серого чугуна в форме сопровождается выделением графита (чем больше углерода в чугуне и чем медленнее он охлаждается , тем большее количество выделяется). Кремний повышает жидкотекучесть , способствует процессу графитизации , уменьшая тем самым усадку чугуна и, следовательно, является одним из главных элементов в чугуне, улучшающих его литейные свойства. Марганец отбеливает чугун, увеличивает усадку, не оказывая влияния на жидкотекучесть. Однако марганец нейтрализует вредное влияние серы и несколько повышает механические свойства отливок. Фосфор при содержании более 0,3…0,4 % образует фосфидную легкоплавную эвтектику, повышающую жидкотекучесть чугуна, прекрасно заполняющего тончайшие извилины формы. Поэтому в чугунах для художественного литья содержание фосфора доводят до 1…1,5 %. Ввиду хрупкости и твёрдости фосфидной эвтетики содержание фосфора в отливках, подвергаемых ударным нагрузкам, допускается не более 0,2…0,3 %. Сера сильно ухучшает литейные свойства чугуна, понижая жидкотекучесть, увеличивая усадку, способствуя образо- ванию газовых раковин и трещин в отливках. Допустимое содержание серы в чугуне не более 0,10…0,12%. Чтобы нейтрализовать вредное влияние серы, в чугуне должно быть в 5…7 раз большее количество марганца.

Механические свойства серого чугуна зависят от величины зерна металла, от размеров и характера распределения включений графита, а также от соотношения между общим, связанным и свободным углеродом (графитом). По этой причине серый чугун с пластинчатым графитом обладает низкой прочностью (до 0,3%). Однако наличие графита в чугуне придаёт ему меньшую чувствительность к внешним надрезам. Вследствие этого конструкционную прочность чугунной отливки незначительно снижает наличие острых углов, резких переходов, неметаллических включений, небольших газовых раковин и пор.

Серый чугун обладает способностью рассеивать вибрационные колебания при переменных нагрузках. Это свойство называют циклической вязкостью. Благодаря высокой демпфирующей способности серый чугун является хорошим конструкционным материалом, которым во многих случаях можно заменить более дорогостоящую сталь, например при изготовлении коленчатых валов. Отдельные марки серого чугуна обладают достаточно высокой прочностью и износостойкостью.

Чугунные отливки могут иметь следующие структурные составляющие: феррит, перлит, ледебурит, фосфидную эвтектику и графит.

Рис. «I» Cхемы микроструктур чугуна:

1-перлит; 2-графит; 3-шаровидный графит; 4-феррит; 5-цементит.

По микроструктуре чугуны подразделяют на белый (рис. «I,I» ) , в котором имеется ледебуритный цементит и перлит; серый перлитный чугун с перлитом и гра- фитом (рис. «I» ,»III» ); серый ферритный чугун с ферритом и графитом (рис.» I» ,V ).Кроме основных видов чугуна, применяют чугуны с промежуточными микроструктурами: половинчатый, в котором содержится перлит, ледебурит и графит (рис. . «I» ,»II» ) ; перлитно-ферритный с ферритом , перлитом и графитом (рис. «I» ,»I» V ).

В обычном сером чугуне графит имеет пластинчатое строение (рис.» I» ,V ) , а в высокопрочном чугуне- шаровидную форму (рис. «I» ,»I» V ).

Механические свойства чугуна обусловлены его микроструктурой. По стандарту имеется 11 марок серого чугуна: СЧ 00, СЧ 12-28, СЧ 15-32, СЧ 18-36, СЧ 21-40, СЧ 24-44, СЧ 28-48, СЧ 32-52, СЧ 36-56, СЧ 40-60, СЧ 44-64 (буквы СЧ означают серый чугун, первое число-минимальный предел прочности при растяжении, второе число-минимальный предел прочности при изгибе).

Чугуны СЧ 00 и СЧ 12-28 имеют ферритную структуру; начиная с СЧ 24-44 до СЧ 44-64 –перлитную структуру, а остальные – ферритно-перлитную структуру.

На образование той или иной микроструктуры оказывает влияние химический состав чугуна и скорость охлаждения отливки.

Скорость охлаждения отливки влияет на образование той или иной структуры чугуна. С увеличением скорости охлаждения отливки повышается содержание в чугуне цементита; с уменьшением скорости охлаждения отливки увеличивается содержание в чугуне графита (Fe3C?3Fe+C). Поэтому отливки со стенками разной толщины и с различной скоростью охлаждения при одном и том же химическом составе имеют разную микроструктуру, а следовательно, и механическую прочность. 4

…

Литейные стали.

Сталью считают сплав железа с углеродом (до 2% С). Детали сложной конфигурации , к которым предъявляют повышенные требования по прочности, ударной вязкости или другими свойствам , обычно изготовляют из стали. В машиностроении применяют три группы литейных сталей: конструкционные , инструментальные и со специальными свойствами.

Из конструкционных сталей изготовляют детали , несущие главным образом механические нагрузки (статические , динамические, вибрационные и др.). По химическому составу их подразделяют на углеродистые (низко- и среднеуглеродистые) и легированные, а по структуре на ферритно-перлитного и перлитного классов.

Из инструментальных сталей изготавляют литой инструмент (режущий , мерительный , штамповочный и т.п.). По химическому составу их подразделяют на средне-, высокоуглеродистые и легированные стали перлитного , мартенситного и карбидного классов.

Из сталей со специальными свойствами (коррозийно-стойкие, жаропрочные, кислотоупорные, износостойкие) выполняют литые изделия, подвергающиеся воздействию различных сред, высоких температур и нагрузок; их относят в основном к ферритному и аустенитному классам.

Марки углеродистых сталей обозначают числом и буквой Л (15Л,25Л,30Л,35Л,45Л,50Л,55Л). Буква Л означает, что сталь литейная, а число указывает среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Рис.» I» V.Схема микроструктур углеродистой стали в зависимости от содержания углерода:

а) 0,01% С; б) 0,1% С; в) 0,3% С; г) 0,8% С; д) 1,0% С; е) 1,3% С.

С увеличением количества углерода в стали повышается её прочность , предел текучести и твёрдость, но уменьшается относительное удлинение. Прочность на растяжение сталей 15Л,25Л,35Л,45Л,55Л соответственно составляет 400,450,500,550, 600 МН/м2 , предел текучести 200,240,280,320,350 МН/м2 и относительное удлинение 22,20,18,14,11 %.

Микроструктура углеродистых сталей зависит от содержания углерода. На рис.» I» V. изображена структура углеродистой стали с различным содержанием углерода. При содержании 0,1% С сталь имеет преимущественно ферритную структуру (рис.» I» V,б). С увеличением содержания углерода увеличивается количество перлита, и при 0,8 % С сталь имеет перлитную структуру (рис.» I» V,г), при этом её прочность и твёрдость увеличивается, а пластичность, магнитная проницаемость уменьшаются. При увеличении содержания углерода свыше 0,8 % из сплава выделяется цементит (рис. «I» V,д,е).

Легированные стали маркируют буквами и цифрами. Буквы обозначают химический элемент, а цифра-процентное содержание этого элемента в стали; буква Л указывает на то,что эта сталь литейная.

…

Литература.

Дальский А.М. «Технология конструкционных материалов». М. 1977 .

Прейс Г. А. «Технология конструкционных материалов». К. 1991 .

Работу прислал: Студент.

Также можете посмотреть информацию про:силовой распределительный щит с подробными характеристиками.

Скачать всю работу:

СКАЧАТЬ ТУТ