Воздействие термической обработки на линейное расширение серого чугуна

• Автор: Старовацкая, Светлана Николаевна
• Шифр специальности: 05.16.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Новокузнецк
• Количество страниц: 221 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

1 Состояние вопроса литературный обзор

1.1 Общие сведения о чугуне.

1.2 Физикомеханические свойства серого чугуна

1.2.1 Физические свойства.

1.2.2 Механические свойства

1.3 Влияние водорода, азота и кислорода на структуру и свойства серого чугуна.

1.3.1 Водород

1.3.2 Азот.

1.3.3 Кислород.

1.3.4 Совместное действие водорода, азота и кислорода
1.4 Общие сведения о линейном расширении чугунов и инваров
1.4.1 Чугуны.
1.4.2 Инвары.
1.5 Виды термической обработки серого чугуна.
1.5.1 Термическая обработка
1.5.2 Термоциклическая обработка.
1.5.3 Химикотермическая обработка.
1.6 Выводы.
2 Материал и методика исследований.
2.1 Материал исследования
2.2 Термическая обработка
2.3 Определение содержания водорода, азота и кислорода.
. . , 2.4 Исследование микроструктуры
2.4.1 Металлографический анализ
2.4.2 Количественный металлографический анализ.
2.5 Определение механических свойств
2.6 Определение коэффициента линейного расширения
2.7 Определение плотности.
3 Влияние низкотемпературной термической обработки на линейное расширение серого чугуна.
3.1. Обработка с нагревом в интервале 0 .
3.2 Обработка с нагревом в интервале 0 0 .
3.3 Обработка с нагревом в интервале 0 3.
3.4 Выводы по главе
4 Влияние высокотемпературной термической обработки на линейное
расширение серого чугуна
4.1 Термоциклическая обработка.
4.1.1 Обработка с нагревом в интервале 0 0 ЯС.
4.1.2 Обработка с нагревом в интервале 0 0 .
4.2 Влияние температуры, времени, среды нагрева и охлаждения в интервале 0
4.2.1 Термоциклическая закалка
4.2.2 Влияние времени нагрева под закалку.
4.2.3 Закалка серого чугуна, предварительно подвергавшегося
. нагреву в среде карбюризатора.
4.3 Влияние нагрева в стекле при 0
4.4 Совместное влияние термоциклической обработки и окончательной закалки
4.5 Влияние нагрева в интервале 0 .
4.5.1 Влияние времени нагрева при 0 ХГ
4.5.2 Термоциклическая обработка в интервале 0 .
4.5.3 Термоциклическая обработка в интервале 0 .
ф 4.6 Выводы
5 Перспективы использования результатов работы
5.1 Об участии водорода, азота и кислорода в формировании
свойств чугуна.
5.2 Сравнение линейного расширения и плотности серого чугуна и
специальных чугунов
5.3 Сравнение линейного расширения серого чугуна и инваров
5.4 Выводы.
Общие выводы
Список использованных источников


В случае перлитных чугунов основным фактором, влияющим на прочность металлической основы, является дисперсность перлита. Поэтому влияние легирующих элементов на повышение прочности перлита в чугуне рассматривают, прежде всего, как результат сорбитизации перлита. Легирование цементита и феррита перлита и соответствующее повышение прочности каждого из них в отдельности имеет подчиненное значение, практически не учитываемое [4]. Не меньшее значение при оценке прочностных свойств чугуна имеет структура графита, играющего роль внутренних надрезов. Чем меньше абсолютные размеры графитных включений и чем меньше их количество, тем выше прочность чугуна. Так, например, несмотря на меньшую прочность феррита по сравнению с перлитом, прочность ферритных ковких и высокопрочных чугунов с шаровидным графитом в среднем выше, чем перлитных серых чугунов с пластинчатым графитом. Рисунок 1. Решающую роль играют не абсолютная величина графитовых пластинок и их кажущаяся степень изолированности в поле шлифа, а размеры эвтектической колонии графитовых лепестков, т. Зависимость между временным сопротивлением при растяжении и числом зерен п на длине 1 см для чугунов с различным содержанием углерода и кремния приведена на рисунке 1. В таблице 1. ГОСТ -, иллюстрирующие влияние толщины стенки отливки на предел прочности твердость серого ф- чугуна. Малой чувствительностью к толщине стенок отличаются также чугуны средней прочности (марок СЧ-, СЧ-), содержащие не менее 3,6 % С при пониженном содержании кремния [4]. Временное сопротивление при изгибе, определенное на литой заготовке диаметром мм, долгое время наравне с временным сопротивлением разрыву при растяжении было показателем механических свойств серого чугуна, а минимально допустимые его значения входили в обозначение марки чугуна по ГОСТ -, - (например, СЧ-, СЧ -). В таблице 1. Таблица 1. Примечание - Значения а« при растяжении и твердости в реальных отливках могут отличаться от приведенных в таблице. Таблица 1. Временное сопротивление при сжатии серого чугуна примерно в 3-4 раза выше, чем а». При изгибе деталей симметричного профиля когда верхние волокна растянуты, а нижние сжаты, нарушается симметричность распределения напряжения. С повышением деформаций и напряжений нейтральная ось будет все больше удаляться от оси симметрии в сторону сжатых волокон. Используя более высокое сопротивление серого чугуна сжимающим напряжениям, чем растягивающим, можно увеличивать прочность изгибаемых конструкций за счет придания ассиметричности их сечениям. Предел прочности при срезе ориентировочно характеризуется зависимостью тср = (0, -5* 1,8) ств- Меньшие значения соответствуют чугуну более высокой прочности. Пластинчатый графит в структуре серого чугуна резко уменьшает его чувствительность к надрезу. Этот серый чугун выгодно отличается от других типов чугунов и стачи. Таблица 1. Марка чугуна а,иг, МПа Стрела прогиба, мм, при расстоянии между опорами, мм аС/К, МПа т<. Наиболее значительной она становится при подведении сжимающих напряжений, уменьшается при изгибе и становиться наименьшей при растяжении. Временное сопротивление разрыву св очень сильно зависит от скорости растяжения. Чем меньше скорость растяжения, тем меньше а». Это обстоятельство очень важно для понимания природы образования включений графита в чугуне [5-8]. Ударная вязкость чугуна зависит от вязкости металлической основы количества и формы графитных включений, а также от скорости приложения нагрузки, формы и размеров испытуемых образцов. С повышением скорости приложения нагрузки ударная вязкость чугуна повышается (рисунок 1. Аналогично влияет и увеличение сечения образцов. Ввиду наличия в сером чугуне большого количества концентраторов напряжения в виде графитовых пластинок, чувствительность серого чугуна к надрезам при испытании на ударную вязкость минимальная и заметно повышается лишь при значительном снижении содержания графита в чугуне, т. Ударная вязкость в целом повышается при снижении содержания углерода в чугуне (рисунок 1. Значительное влияние на ударную вязкость чугуна оказывает структура металлической основы.