Задание 1.
Верно ли утверждение?
| № п/п | Утверждение | +/- |
| Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% углерода. | ||
| Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие менее 2,14% углерода. | ||
| Белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида, и чугун, в котором углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в виде графита | ||
| серые чугуны - пластинчатая или червеобразная форма графита; | ||
| ковкие - хлопьевидный графит. | ||
| высокопрочные - шаровидный графит; | ||
| серые чугуны - шаровидный графит; | ||
| серые чугуны - хлопьевидный графит. | ||
| Ковкие - пластинчатая или червеобразная форма графита | ||
| ковкие - шаровидный графит; | ||
| Высокопрочные - хлопьевидный графит. | ||
| высокопрочные -пластинчатая или червеобразная форма графита; | ||
| Белый чугун обладает высокой твердостью, хрупкостью и очень плохо обрабатывается. Поэтому для изготовления изделий он не используется, а идет на производство стали. | ||
| По структуре белые чугуны подразделяются на доэвтектические, эвтектические и заэвтектические. | ||
| Серый чугун наиболее широко применяется в машиностроении. | ||
| Наиболее прочным, но в то же время наименее пластичным, является чугун на перлитной основе. | ||
| Высокопрочными называются чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму | ||
| Соотношение пластичности и прочности ферритных чугунов - обратное. | ||
| В легированных и термически обработанных чугунах можно получить мартенсит, аустенит или игольчатый тростит. | ||
| Графитовые включения в чугуне не связаны с металлической основой. |
Если вы ПОЛНОСТЬЮ согласны с утверждением, представленным в таблице, то поставьте знак «+», если не согласны, то – «-».
Задание 2
Дать характеристику по внешнему виду:
Задание 3.
Расшифровать марки чугуна:
СЧ10
ВЧ70
КЧ35
Задание 4.
По диаграмме состояния «Железо-углерод» и теоретическим данным провести анализ
Отбеленные – отливки, поверхность которых состоит из белого чугуна, а внутри серый или высокопрочный чугун.
В составе чугуна 2,8…3,6 % углерода, и пониженное содержание кремния -0,5…0,8 %.
Имеют высокую поверхностную твёрдость (950…1000 НВ) и очень высокую износостойкость. Используются для изготовления прокатных валов, вагонных колёс с отбеленным ободом, шаров для шаровых мельниц.
Для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного износа, используются белые чугуны, легированные хромом, хромом и марганцем, хромом и никелем. Отливки из такого чугуна отличаются высокой твердостью и износостойкостью.
Для деталей, работающих в условиях износа при высоких температурах, используют высокохромистые и хромоникелевые чугуны. Жаростойкость достигается легированием чугунов кремнием (5…6 %) и алюминием (1…2 %). Коррозионная стойкость увеличивается легированием хромом, никелем, кремнием.
Для чугунов можно применять термическую обработку
По механическим и технологическим свойствам ковкий чугун занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. Недостатком ковкого чугуна по сравнению с высокопрочным является ограничение толщины стенок для отливки и необходимость отжига.
Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках.
Из ферритных чугунов изготавливают картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы, хомутики, муфты, фланцы.
Из перлитных чугунов, характеризующихся высокой прочностью, достаточной пластичностью, изготавливают вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, тормозные колодки.
Обозначаются индексом КЧ (высокопрочный чугун) и двумя числами, первое из которых показывает значение предела прочности, умноженное на, а второе – относительное удлинение - КЧ 30 — 6
ЭТАЛОН ОТВЕТА
Задание 1.
| № п/п | Утверждение | +/- |
| Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% углерода. | + | |
| Чугунами называют сплавы железа с углеродом, содержащие менее 2,14% углерода. | - | |
| Белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида, и чугун, в котором углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в виде графита | ||
| серые чугуны - пластинчатая или червеобразная форма графита; | + | |
| ковкие - хлопьевидный графит. | + | |
| высокопрочные - шаровидный графит; | + | |
| серые чугуны - шаровидный графит; | - | |
| серые чугуны - хлопьевидный графит. | - | |
| Ковкие - пластинчатая или червеобразная форма графита | - | |
| ковкие - шаровидный графит; | - | |
| Высокопрочные - хлопьевидный графит. | - | |
| высокопрочные -пластинчатая или червеобразная форма графита; | - | |
| Белый чугун обладает высокой твердостью, хрупкостью и очень плохо обрабатывается. Поэтому для изготовления изделий он не используется, а идет на производство стали. | + | |
| По структуре белые чугуны подразделяются на доэвтектические, эвтектические и заэвтектические. | + | |
| Серый чугун наиболее широко применяется в машиностроении. | + | |
| Наиболее прочным, но в то же время наименее пластичным, является чугун на перлитной основе. | + | |
| Высокопрочными называются чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму | + | |
| Соотношение пластичности и прочности ферритных чугунов - обратное. | + | |
| В легированных и термически обработанных чугунах можно получить мартенсит, аустенит или игольчатый тростит. | + | |
| Графитовые включения в чугуне не связаны с металлической основой. | + |
Задание 2.
Структура высокопрочного чугуна (а – перлитный, б – перлитно –ферритный, в - ферритный).
Для данных чугунов характерна достаточно высокая ударная вязкость и усталостная прочность, при перлитной основе.
Высокопрочные чугуны содержат: углерода – 3,2…3,8 %, кремния – 1,9…2,6 %, марганца – 0,6…0,8 %, фосфора – до 0,12 %, серы – до 0,3 %.
Задание 3.
СЧ10 - серый чугун с пределом прочности при растяжении 100 МПа;
ВЧ70 - высокопрочный чугун с сигма временным при растяжении 700 МПа;
КЧ35 - ковкий чугун с δв растяжением примерно 350 МПа.
Задание 4.
Линии диаграммы находятся выше линий диаграммы «железо – цементит». Температуры эвтектического и эвтектоидного преврашений соответственно 1153ºС и 738ºС. Точки C, E, S – сдвинуты влево и находятся при концентрации углерода 4,24, 2,11 и 0,7 %, соответственно.
При высоких температурах цементит разлагается с выделением графита, поэтому диаграмма состояния «железо – цементит» является метастабильной, а диаграмма «железо – графит» – стабильной. Процесс образования графита в сплавах железа с углеродом называется графитизацией.
Возможны два пути образования графита в чугуне.
- При благоприятных условиях (наличие в жидкой фазе готовых центров кристаллизации графита и очень медленное охлаждение) происходит непосредственное образование графита из жидкой фазы.
- При разложении ранее образовавшегося цементита. При температурах выше 738ºС цементит разлагается на смесь аустенита и графита по схеме.
При температурах ниже 738ºС разложение цементита осуществляется по схеме:.
При малых скоростях охлаждение степень разложения цементита больше.
Графитизацию из жидкой фазы, а также от распада цементита первичного и цементита, входящего в состав эвтектики, называют первичной стадией графитизации.
Выделение вторичного графита из аустенита называют промежуточной стадией графитизации.
Образование эвтектоидного графита, а также графита, образовавшегося в результате цементита, входящего в состав перлита, называют вторичной стадией графитизации.
Структура чугунов зависит от степени графитизации, т.е. от того, сколько углерода находится в связанном состоянии (рис. 11.2).
Рис. 11.2. Схема образования структур при графитизации
Выдержка при температуре больше 738ºС приводит к графитизации избыточного нерастворившегося цементита. Если процесс завершить полностью, то при высокой температуре структура будет состоять из аустенита и графита, а после охлаждения – из перлита и графита.
При незавершенности процесса первичной графитизации выше температуры 738ºС структура состоит из аустенита, графита и цементита, а ниже этой температуры – из перлита, графита и цементита.
При переходе через критическую точку превращения аустенита в перлит и выдержке при температуре ниже критической происходит распад цементита, входящего в состав перлита (вторичная графитизация). Если процесс завершен полностью, то структура состоит из феррита и графита, при незавершенности процесса – из перлита, феррита и графита.
Критерии оценки
Отметка «5» ставится за правильно выполненные 2 задания
отметка «4» ставится за правильно выполненное 1 задание
отметка «3» ставится за правильно выполненное 2 задание
отметка «2» ставится за не правильно выполненные задания
Практическая работа 14. Изучение структуры и свойств порошковых материалов