Где применяется чугун в автомобиле

Применение чугуна с шаровидным графитом в автомобилестроении и сельхозмашиностроении. На многих заводах коленчатые валы автомобилей и тракторов стали изготовлять из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.  [c.163]

В отечественной промышленности ковкий чугун имеет наибольшее применение в автомобилестроении и сельскохозяйственном машиностроении. Более ограничено его применение в станкостроении и строительстве дорожных машин. Применение ковкого чугуна в остальных отраслях машиностроения ничтожно.  [c.46]

Производственный опыт применения режущей керамики в автомобилестроении включает в основном операции чистового точения чугунных деталей, имеющих большие площади обрабатываемой поверхности (гильзы цилиндров, тормозные барабаны, маховики и др.), что позволяет значительно повысить производительность и уменьшить число станков-дублеров.  [c.67]

Справочник включает два раздела В первом разделе содержатся данные о химическом составе, механических, физических и технологических свойствах и области применения в автомобилестроении и авторемонтном производстве сталей, чугунов, цветных металлов и сплавов, а также ремонтных материалов.  [c.2]

Марка чугуна Оц не менее, при Стрела прогиба, мм, при испытании на изгиб и при расстоянии между опорами образца Твердость НВ Применение в автомобилестроении и авторемонтном производстве  [c.14]

В. Высоколегированный серый чугун. Для существенного повышения износостойкости гильз цилиндров автомобильных карбюраторных двигателей часто применяют аустенитный чугун. Широкое применение в отечественном автомобилестроении нашел аустенитный никельмедисто-хромистый чугун типа нирезист. В состав этого чугуна входит до 18% Ni, 8% Си, 3% Сг, 0,6% Р. Ввиду дефицитности и дороговизны нирезиста из него изготавливают втулки, которыми гильзуют верхнюю, наиболее изнашиваемую часть цилиндров (в блоке или гильзе). При этом конструктивно гильзу выполняют комбинированной (предварительно обработанную вставку из нирезиста запрессовывают в предварительно обработанную основную гильзу из серого чугуна) или биметаллической (в гильзе из серого чугуна протачивают поясок шириной 50 мм и глубиной 5 мм гильзу зажимают в патрон, помещают в индуктор и нагревают т. в. ч. до 700—800 С в поясок вращающейся нагретой гильзы помещают дозу флюса, например, буры, а затем заливают дозу расплавленного чугуна — нирезиста залитый металл прочно связывается с металлом основной гильзы). Гильзы со вставкой (или наплавкой) из нирезиста применяют на двигателях ЗИЛ, ГАЗ, МЗМА.  [c.101]

Для обеспечения высоких и стандартных качеств автомобильных деталей и одинаковых условий их обрабатываемости стали, чугуны и цветные металлы должны обладать постоянными механическими и технологическими свойствами, не меняющимися существенно в зависимости от плавки и партии. Поэтому при изготовлении ответственных деталей автомобилей часто применяют углеродистые стали, которых колебание количественного содержания углерода сужено до 0,05% против 0,10% в гостированных сталях. По этой же причине находят применение чугун и цветные металлы заводских марок с несколько измененным процентным содержанием отдельных компонентов по отношению к стандартным маркам. В некоторых случаях для обеспечения высоких механических или технологических качеств, деталей в автомобилестроении находят применение марки легированных сталей и других металлов и сплавов, не предусмотренных ГОСТом.  [c.4]

Применение магниевых сплавов. Эти сплавы весьма перспективны в связи с их высокой удельной прочностью. Применение сплавов магния в технике позволяет снижать вес изделий на 20— 30% по сравнению со сплавами алюминия и на 50—75% по сравнению с чугуном и сталями. Поэтому они находят все большее применение в приборостроении, авиации, судо- и автомобилестроении, строительстве метрополитена, производстве различных агрегатов и двигателей, компрессорных установок, в текстильной, оптической, полиграфической, фото- и киномехани-ческой, радиотехнической, промышленности и т. п.  [c.124]

Ферритный черносердечный ковкий чугун изготовляют следующих марок КЧ 37-12 КЧ 35-10 КЧ 33-8 и КЧ 30-6. В принятой маркировке буквы КЧ означают ковкий чугун, первое число — минимальный предел прочности при растяжении (в кГ мм ), второе числоминимальное относительное удлинение (в %). Ферритный ковкий чугун имеет большое применение в автомобилестроении и сельскохозяйственном машиностроении.  [c.46]

---

Черные металлы в автомобилестроении

К черным металлам (сплавам) относятся чугун и сталь, которые широко применяются в машиностроении.

Чугуны. Материалами для производства чугуна служат железная руда, флюсы и топливо. Чугун, полученный выплавкой в доменной печи, представляет собой сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем, фосфором и серой. Чугун может содержать от 2 до 6,67% углерода.

Выплавляемые в доменных печах чугуны по назначению делятся на литейные (серые), передельные (белые) и специальные (ферросплавы). В литейном чугуне большая часть углерода химически не связана с железом и находится в свободном состоянии в виде графита. Углерод в виде графита придает излому чугуна серый цвет, и чугун поэтому называют серым.

Серый чугун хорошо обрабатывается режущими инструментами, обладает высокой жидкотекучестью, в расплавленном состоянии хорошо заполняя литейные формы. Серые литейные чугуны обладают высокой прочностью на сжатие и малой прочностью на растяжение, а также повышенной хрупкостью. Поэтому их применяют для изготовления деталей автомобилей, где не требуется высокая прочность на растяжение и отсутствуют динамические нагрузки. Из них изготавливают картеры коробок передач, блоки цилиндров двигателей, гильзы, тормозные барабаны, корпуса водяных и масляных насосов и ряд других деталей.

Марки серого чугуна обозначают буквами СЧ и цифрами, которые указывают предел прочности при растяжении и предел прочности при изгибе в кГ/мм2. Например, серый чугун с пределом прочности при растяжении 28 кГ/мм2 и пределом прочности при изгибе 48 кГ/мм2 имеет марку СЧ 28—48.

В передельном чугуне углерод находится в химическом соединении с железом, называемом цементитом (Fe3C). Такой чугун в изломе имеет белый цвет, поэтому его и называют белым. Белые чугуны обладают высокой твердостью, имеют большую хрупкость и с трудом поддаются обработке резцами. Они применяются в основном для переделки на сталь. Часть белого чугуна используют для получения ковкого чугуна.

Ковким называется чугун, полученный при отливке первоначально в виде белого чугуна, в котором путем дальнейшей термической обра-jotkh — отжига цементит разложен на графит, феррит, перлит.

При этом резко изменяются механические свойства. Ковкий чугун п° механическим свойствам занимает промежуточное положение между грым чугуном и сталью. Название ковкий является условным, ковке УгУн не подвергается. Ковкий чугун хорошо обрабатывается и обладает большей вязкостью по сравнению с серым чугуном. Из ковкого чугуна изготавливают картеры редукторов, главных передач и рулевых механизмов, коробки сателлитов, ступицы колес, педали и другие детали.

Обозначение марки ковкого чугуна включает буквы КЧ и стоящие после букв цифры, указывающие предел прочности при растяжении в кГ/мм2 и относительное удлинение (отношение приращения длины образца после разрыва к его исходной длине) в процентах. Например, наиболее распространенный в автомобилестроении ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 35 кГ/мм2 и относительным удлинением 10% имеет марку КЧ 35—10.

Кроме серых и ковких, в автомобилестроении применяют легированные чугуны. Используют также антифрикционные чугуны и чугунные отливки со специальными свойствами (жаростойкие, коррозион-ностойкие, немагнитные и др.). Например, из легированных чугунов изготавливают поршневые кольца, верхние вставки гильз цилиндров, гильзы цилиндров, а чугуны со специальными свойствами идут на получение вставных седел клапанов, наплавку толкателей.

Ответственные детали автомобилей изготовляют из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Высокопрочные чугуны обладают высокой прочностью (70—80% от прочности стали), повышенными пластичностью и ударной вязкостью.

Марки высокопрочного чугуна обозначаются аналогично маркам ковкого чугуна. Наибольшее распространение в автомобилестроении получил высокопрочный чугун ВЧ 50—2. Из него отливают коленчатые валы, гильзы цилиндров, распределительные валы, стойки осей коромысел клапанов.

Стали. Основным сырьем для производства стали служит передельный чугун (главным образом) и стальной лом. Процесс переработки чугуна в сталь сводится к удалению из чугуна избыточного углерода, кремния, марганца, серы и фосфора. Содержание углерода в стали не превышает 2%. Избыточные примеси удаляются при плавке стали, плавку ведут в конверторах (бессемеровский и томасовский процессы), в мартеновских печах и электропечах.

Полученная в результате выплавки сталь отличается от чугуна химическим составом, механическими и технологическими свойствами. По сравнению с чугуном сталь имеет значительно более высокую прочность, пластичность и вязкость, лучше поддается термической и химико-термической обработке, ковке, прокатке, штамповке, сварке и пайке. Из стали получают различные отливки, она легко обрабатывается режущими инструментами.

Стали классифицируют по химическому составу, по способу производства, по назначению. По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные.

По способу производства стали делятся на сталь обыкновенного качества, сталь качественную, сталь высококачественную и сталь особовысококачественную.

По назначению различают стали следующих классов:
класс I — сталь строительная, класс II — сталь машиностроительная

К углеродистым сталям относятся стали, в которых основным элементом, оказывающим большое влияние на их свойства, является углерод. В зависимости от содержания углерода они подразделяются на конструкционные и инструментальные.

Конструкционные углеродистые стали чел яте я на стали обыкновенного качества и качественные.

Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380—71 *) подразделяются на группы: А, Б и В. Стали группы А поставляются по механическим свойствам, группы Б по химическому составу, группы В по механическим свойствам и химическому составу. В зависимости от нормируемых показателей сталь каждой группы подразделяют на категории: группы А — 1, 2, 3, группы Б — 1,2, группы В – 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Сталь изготовляют следующих марок: группы А — СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб; группы Б — БСтО, БСт1, БСт2, БСтЗ, БСт4, БСт5, БСтб; группы В — ВСт2, ВСтЗ, ВСт4, ВСтБ. Сталь всех групп с номерами марок 1, 2, 3 и 4 по степени раскисления изготовляют кипящей (сталь при затвердевании выделяет большое количество газов — «кипит»), спокойной (при застывании спокойной стали не происходит обильного выделения газов) и полуспокойной (занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталью), с номерами 5 и 6 — полуспокойной и спокойной. Полуспокойная сталь с номерами марок 3 и 5 производится с обычным и повышенным содержанием марганца.

Маркировка углеродистых сталей обыкновенного качества — буквенно-цифровая. Буквы Ст означают «сталь», цифры от 0 до 6 — условный номер марки в зависимости от химического состава стали и механических свойств, например: СтО, Ст2, Стб. Буквы Б и В перед обозначением марки обозначают группу стали (группа А в обозначении марки стали не указывается), например: БСтЗ, ВСтЗ, СтЗ.

Для обозначения степени раскисления к обозначению марки стали после номера добавляют индексы: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная, например: СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, БСтЗсп, ВСтЗсп.

Для обозначения категории стали к обозначению марки добавляют в конце номер соответствующей категории, например: СтЗпс2, БСтЗкп2, о^т4пс2. Первую категорию в обозначении марки стали не указывают, например: БСтЗкп, ВСтЗпс.

При заказе стали необходимой категории без указания степени Раскисления в обозначении марки стали номер марки и категорию отделяют друг от друга тире, например: СтЗ—2, БСтЗ—2. Для обозна-ения полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца v °бозначению марки стали после номера марки добавляют букву Г, например: СтЗГпс, ВСтЗГпс, ВСтЗГпсЗ.

Углеродистые стали обыкновенного качества применяют для из-ДеТОвл?ния сравнительно небольшой номенклатуры автомобильных и широко используют в авторемонтном производстве для изготовления конструкций со сварными и резьбовыми соединениями, неответственных или средненагруженных деталей (тяги, оси, валы, шпонки, клинья, пружины) и нормалей, нестандартного оборудования и приспособлений.

Углеродистые качественные стали (ГОСТ 1050—60**) подразделяются на две группы: I — с нормальным содержанием марганца (не более 0,8%), II — с повышенным содержанием марганца (более 0,8%). К группе I относятся стали 05 кп, 08кп, Юкп, 10, 15кп, 15, 20кп, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80,85. К группе II относятся стали 60Г, 65Г, 70Г.

Маркируются углеродистые качественные стали двумя цифрами, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента, буква Г означает повышенное содержание марганца. Марки кипящей стали имеют в конце индекс кп, полуспокойной стали — пс. В сталях с содержанием бора 0,002—0,006% в конце марки дополнительно указывается буква Р, например 20Р.

Качественные углеродистые стали широко применяют для изготовления и восстановления деталей автомобилей на авторемонтных предприятиях. В частности, из углеродистых качественных сталей 05кп, 08кп, 10 (листовой прокат) изготовляют почти все детали, узлы и агрегаты (кабины, кузова, капоты, оперения и др.).

Из стали 20 изготавливают рулевые и карданные валы, поперечины рамы и ряд других деталей; из стали 35 и стали 40 фланцы, вилки карданов, шпильки ступиц колес, болты, гайки, распределительные валы, шатуны и др.

Наиболее широко применяемой для изготовления ответственных деталей является сталь 45, из нее делают коленчатые и распределительные валы, валы масляных насосов и компрессоров, поршневые пальцы, штанги толкателей и др.

Инструментальные углеродистые стали в соответствии с ГОСТ 1435—54* бывают качественные и высококачественные. К качественным инструментальным сталям относятся стали следующих марок: У7, У8, У8Г, У9, У10, У11, У12, У13, к высококачественным: У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А, У13А.

Буква У обозначает — углеродистая, следующие за ней цифры — среднее содержание углерода в десятых долях процента, буква Г — с повышенным содержанием марганца, буква А обозначает группу высококачественной стали. Твердость инструментальных сталей зависит от содержания в них углерода: чем больше в стали углерода, тем выше твердость.

Инструментальные углеродистые стали применяют для изготовления слесарного (зубила, ключи гаечные, бородки и др.) и кузнечного (пуансоны, матрицы, клещи и др.) инструментов, резцов, фрез, разверток и т. п.

Легированные стали. Стали, в которых имеются специальные присадки легирующих элементов, называются легированными. Легирующие элементы существенно изменяют свойства сталей.

Легирующие элементы в марках стали обозначаются следующими буквами: А — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, Е — селен, М — молибден, Н — никель, Р — бор, Т — титан, Ф — ванадий, Ю — алюминий, К — кобальт, X — хром, Ц—цирконий. Цифры перед буквенным обозначением марки стали указывают среднее содержание углерода в сотых пли десятых долях процента. После цифр ставят буквы, обозначающие легирующие элементы, входящие в состав данной стали. Цифры, стоящие после букв, указывают примерное содержание легирующего элемента в целых единицах. Букву А (азот) ставить в конце обозначения марки не допускается.

Легированные стали по назначению разделяются на конструкционные, инструментальные и высоколегированные, коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные.

Конструкционные легированные стали согласно ГОСТ 4543—71 делятся на категории: качественную, высококачественную — А, особовысококачественную — Ш.

К особовысоко-качественной относят сталь электрошлакового переплава.

В зависимости от основных легирующих элементов конструкционные легированные стали делятся на группы: хромистую, марганцовистую, хромомарганцовую, хромокремнистую и др.

Условные обозначения марок высококачественных и особовысоко-качественных легированных сталей отличаются от изложенных выше тем, что в первом случае в конце марки ставится буква А, во втором случае буква Щ через черточку. Например, марка ЗОХГС обозначает качественную хромокремнемарганцовую сталь с 0,30% углерода, 1% хрома, 1% кремния и 1% марганца, марка 30ХГСА обозначает ту же, но только высококачественную сталь, а марка ЗОХГС—III обозначает ту же, но только особовысококачественную сталь.

Для изготовления автомобильных деталей применяют различные марки конструкционных легированных сталей. Например, из хромистых сталей марок 15Х, 20Х, 38ХА, 40Х изготовляют поршневые пальцы, крестовины кардана, крестовины дифференциала, шатунные болты, шатуны, рулевые сошки, поворотные рычаги и др.

Из хромомарганцовистых сталей марок 18ХГТ, 20ХГР, ЗОХГТ изготовляют шестерни и валы коробки передач, главной передачи и шестерни полуосей, сателлиты, крестовины дифференциала.

Легированные конструкционные стали подвергают термической и химико-термической обработке.

Отдельную группу составляет сталь инструментальная быстрорежущая (ГОСТ 9373—60*). Она предназначена для изготовления режущих инструментов высокой производительности с большим сопротивлением изнашиванию, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до температуры 600—700 °С.

Наибольшее применение имеют быстрорежущие легированные стали Р18, Р12 и Р9 с содержанием вольфрама 18, 12 и 9% соответственно, а также Р18Ф2, Р14Ф14, Р10К5Ф5.

Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные обладают особыми свойствами. Согласно ГОСТ 5632—72 к этой группе относятся стали и сплавы на железной, железоникелевой и никелевой основах, предназначенные для работы в коррозионноактивных средах и при высоких температурах. В зависимости от основных свойств эти стали и сплавы подразделяют на группы: первая — коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против различных видов коррозии; вторая — жаростойкие (окалино-стойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температуре выше 550 °С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии; третья — жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.

В автомобилестроении высоколегированные стали используют для изготовления клапанов: стали 40Х9С2, 40Х10С2М применяют для впускных клапанов, а стали 45Х14Н14В2М, 55Х20Г9АН4 — для выпускных клапанов.

Высокопрочный чугун

Изучение микроструктур Чугунов

По химическому составу чугун отличается от стали более высоким содержанием углерода и постоянных примесей.

Чугунами называется железоуглеродистые сплавы с содержанием углерода более 2,14 %.

Свойства чугуна определяются его структурой. По сравнению со сталью чугуны обладают лучшими литейными свойствами, в частности, более низкими температурами плавления, и имеют меньшую осадку, характеризуются малой способностью к пластической деформации (в обычных условиях не поддаются ковке) Это объясняется присутствием в структуре чугунов легкоплавкой эвтектики. Структура и основные свойства чугунов зависят не только от химического состава, но и от процесса выплавки, условий охлаждения отливки ирежима термической обработки. В зависимости от скорости охлаждения, добавочного легирования и последующей термообработки различают следующие типы чугунов: белые, серые, высокопрочные, ковкие и половинчатые.

Белый чугун

Своё название белый чугун получил по виду излома, который имеет матово-белый цвет, что обусловлено присутствием в структуре большого количества цементита.

Белым чугуном называют чугун, у которого весь углерод находится в химически связанном состоянии в виде цементита – Fe₃C.

Получают его при быстром охлаждении. Структура белых чугунов определяется метастабильной диаграммой Fe – Fe₃C (рис. 1). В их структуре при комнатной температуре присутствует эвтектика – ледебурит, которая позволяет микроскопически отличать белые чугуны от углеродистых сталей.

Ледебурит – эвтектическая смесь, образующаяся при температуре 1147 °С из жидкости, содержащей 4.3 %С. В интервале от 1147 до 727 °С ледебурит состоит из аустенита и цементита, а при температуре ниже 727 °С из перлита и цементита.

В соответствии с диаграммой Fe – Fe₃C белые чугуны делятся на доэвтектические, содержащие углерода от 2,14 до 4,3 % С;эвтектические, с содержанием углерода 4,3 %;заэвтектические, содержание углерода в которых от 4,3 до 6,67 %.

Микроструктура белого доэвтектического чугуна при комнатной температуре состоит из перлита, вторичного цементита и ледебурита (рис. 2, а).

Эвтектический белый чугун состоит из одного ледебурита (рис. 2, б).

Заэвтектический белый чугун имеет структуру, состоящую из ледебурита и цементита первичного (рис. 2, в).

Белые чугуны характеризуются высокой хрупкостью, твердостью (практически не поддаются обработке режущим инструментом) и имеют ограниченное применение как конструкционные материалы. Они обычно идут на передел в сталь либо используются для получения ковкого чугуна. В машиностроении белый чугун главным образом применяется для отливки валков прокатных станов, мукомольных валков, которые должны быть твердыми и износостойкими.

В зависимости от назначения передельный чугун выплавляют различных марок: П1 и П2 – для сталеплавильного производства; ПЛ1 и ПЛ2 – для литья отливок. Исходя из содержания примесей, различают передельный фосфористый чугун ПФ1, ПФ2 и ПФЗ и высококачественный – ПВК1, ПВК2 и ПВКЗ. Цифра в марке передельного чугуна дана для условной нумерации; химический состав приведен в ГОСТ 805 – 80; передельный чугун поставляют в чушках.

Серый чугун

Серые чугуны получили такое название по виду излома, который имеет серый цвет.

Отличительным признаком этих чугунов является присутствие в структуре свободного углерода в виде графита (рис. 3, а). Выделению углерода способствуют такие элементы, как кремний, никель, алюминий. Необходимо знать, что получают серые чугуны путем медленного охлаждения при кристаллизации по стабильной диаграмме (пунктирные линии, рис. 1). Графит, образующийся из жидкой фазы, растет из одного центра и, разветвляясь в разные стороны, приобретает форму сильно искривленных лепестков (рис. 3, б). В плоскости шлифа графит имеет вид прямолинейных или завихренных пластинок, которые представляют собой различные сечения графитных лепестков.

Чугун, в структуре которого отсутствует эвтектический цементит, а включения гранита имеют форму пластинок, называется серым.

В зависимости от скорости охлаждения металлическая основа серых чугунов может быть ферритной, феррито-перлитной, перлитной (рис. 4). При весьма медленном охлаждении и большом количестве графитообразующих элементов образуется ферритный серый чугун(рис. 5, а). В этом случае весь углерод находится в виде графита.

Некоторое увеличение скорости охлаждения или наличие элементов (марганца, хрома), тормозящих графитизацию, способствует образовании перлитного цементита. В зависимости от количества образовавшегося перлита может быть подучен феррито-перлитный чугун (рис. 5, б) или перлитный (рис. 5, в).

Графитные включения в сером чугуне можно рассматривать как трещины, поры, нарушающие целостность металлической матрицы. Чем больше графита в структуре чугуна, тем ниже его качество. Серый чугун отличается низкой пластичностью. Относительное удлинение образцов из серого чугуна на ферритной основе при растяжении составит 0,3 ¸ 0,8 %,перлитного – 0,2 ¸ 0,4 %.

Плохо воспринимает серый чугун и динамические нагрузки. Вместе с тем присутствие графитных включений оказывает благоприятное влияние на ряд других свойств чугуна – обрабатываемость, антифрикционные свойства. Прочностные свойства серого чугуна зависят от прочности металлической матрицы. Серый чугун рекомендуется использовать преимущественно для деталей, работающих на сжатие (станины станков, поршни, цилиндры и т.д.).

При сжатии чугун претерпевает значительные деформации, и разрушение имеет характер среза под углом 45°. Разрушающая нагрузка при сжатии, в зависимости от качества чугуна и его структуры, в 3 – 5 раз больше, чем при растяжении. Графит, нарушая сплошность металлической основы, делает чугун малочувствительным к всевозможным внешним концентраторам напряжений (дефектам поверхности, надрезам, выточкам и т. д.). Вследствие этого серый чугун имеет примерно одинаковую конструктивную прочность в отливках простой формы или с ровной поверхностью, и сложной формы с надрезом или плохо обработанной поверхностью. Графит повышает износостойкость и антифрикционные свойства чугуна вследствие собственного «смазывающего» действия и повышения прочности пленки смазки. Очень важно, что графит улучшает обрабатываемость резанием, делает стружку ломкой.

Маркируются серые чугуны буквами СЧ и цифрами (ГОСТ 1412 – 85), характеризующими величину временного сопротивления при испытаниях на растяжение: СЧ 30 (где 30 обозначает s_в = 300 МПа).

Примерный химический состав серых чугунов: 2,9 ¸ 3,6 % С; 1,1 ¸ 3,5 % Si; 0,6 ¸ 1,2 % Mn; £ 0,3 ¸ 0,6 % P; £ 0,15 % S.

Свойства и области применения серых чугунов приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Свойства и применение серых чугунов

Источник

Высокопрочный чугун применение

На машиностроительных заводах производят в основном ферритный ковкий чугун, и в крайне незначительном количестве перлитный, при всем при том, что последний и обладает высокрй прочностью, износостойкостью, хорошо работает в условиях повышенных температур, обладает высокой усталостной прочностью, хорошо гасит вибрации и т.
%

Высокопрочный чугун – это чугун, в котором графит имеет шаровидную фигуру.
Повышение крепости и пластичности чугуна достигается модифицированием, обеспечивающим получение глобулярного (сфероидального ) графита вместо пластинчатого.
Поверхность графита сфероидальной формы имеет меньшее касательство к объему и определяет наибольшую сплошность металлической основы и прочность чугуна.
Такая форма графита получается при присадках в жидкий чугун магния (М) или церия (Се).

Из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом изготавливают отливки развесом от десятых долей килограмма до нескольких десятков тонн.
Свойства ВЧШГ очень различны, поэтому высокопрочный чугун применяется: взамен серого чугуна — для удлинения срока службы отливок (изложниц, прокатных валков, поршней, поршневых колец и др.);
взамен стали — с целью упрощения и удешевления производства, сокращения числа металла и рационализации конструкции отливок (коленчатых валов, траверс, шестеренок и др.);
взамен цветных сплавов — целью сокращения расхода дефицитных металлов и снижения стоимости автомобилей.

Несмотря на то, что серый чугун легче обрабатывается резанием, есть отдельные трудности: при обработке выделяется внушительное количество теплоты.
Именно поэтому на твердосплавные пластины для обработки чугуна наносится достаточно низкое многослойное покрытие (около 20 мкм), содержащее в себя слой оксида алюминия (Al 2 O 3).
Al 2 O 3 отстаивает основу твердосплавной пластины от перегрева, кроме того, оксид алюминия весьма химически стабилен: он не вступает в реакцию с чугуном, что позволяет избежать химического износа пластины.
Твердосплавные пластины с подобным покрытием делают на скоростях резания 300 — 450 м/мин.

Для равномерного распределения нагрузки между раструбом и толкателем вставляется компрессионное тонкое деревянное кольцо из мягких пород дерева, играющее роль подушки.
Труба производится стандартной длины 5 м и располагает средние для данного образа соединений показатели расчетного давления.
При прокладке труба проталкивается толстым краем вперед, что позволяет обломкам породы во время проходки трубы постепенно миновать раструб соединения FASTITE.
Внутреннее цементно — песчаное покрытие является шаблонным для труб МТ™, GS® и неподвижных соединений.
Трубы ВЧШГ поставляются американскими компаниями и с остальными наружными и внутренними покрытиями, соответственными характерным условиям эксплуатации.

По сравнению с металлической основой графит имеет низкую прочность.
Поэтому графитовые включения можно считать нарушениями сплошности (пустотами ) в металлической основе, и чугун можно рассматривать, подобно стали, пронизанную включениями графита, ослабляющими его металлическую основу.
Совместно с тем наличие графита определяет и ряд преимуществ чугуна: хорошая жидкотекучесть и малая усадка;
хорошая обрабатываемость резанием (графит делает стружку ломкой);
высокие демпфирующие свойства;
антифрикционные свойства и др.

Источник

Применение чугуна

На машиностроительных заводах производят в основном ферритный ковкий чугун, и в крайне незначительном количестве перлитный, хотя последний и обладает высокрй прочностью, износостойкостью, хорошо работает в условиях повышенных температур, обладает высокой усталостной прочностью, хорошо гасит вибрации и т. %

Из перлитного ковкого чугуна можно изготовлять такие детали, как коленчатые и распределительные валы, поршни дизельных двигателей, коромысла клапанов, детали сцепления и т. д..

Чугун с шаровидным графитом находит применение в промышленности как новый конструкционный материал, а также как заменитель углеродистой стали, ковкого чугуна и серого чугуна с пластинчатым графитом.

Области применения чугуна с шаровидным графитом определяются его высокими конструкционными, эксплуатационными (служебными) и технологическими свой ствами и во многих случаях хорошим сочетанием этих свойств.

Характерным примером применения чугуна с шаровидным графитом взамен стальных поковок являются коленчатые валы для двигателей крупных дизельных двигателей автомобилей и тракторов. Коленчатые валы, изготовленные из чугуна с шаровидным графитом, не только дешевле стальных кованых, но и превосходят их по эксплуатационным качествам (стойкость их выше стойкости стальных кованых валов).

Чугун с шаровидным графитом получил широкое применение для замены стального литья. Имея аналогичные показатели со сталью по пределу прочности при растяжении, этот чугун имеет более высокие показатели по пределу текучести, что позволяет использовать его для деталей ответственного назначения.

Кроме того, в сравнении со сталью он имеет более высокие эксплуатационные свойства (более высокую износостойкость, лучшие антифрикционные и антикоррозионные свойства, более высокую жаростойкость).

Замене стального литья литьем из высокопрочного чугуна благоприятствует и то обстоятельство, что высокопрочный чугун, при аналогичных показателях механических свойств, имеет гораздо лучшие литейные свойства, в том числе более высокую жидкотекучесть и меньшую склонность к образованию горячих трещин. Хорошая жидкотекучесть чугуна позволяет заливать им очень тонкостенные детали, изготовление которых из стали представляет значительные трудности.

Небольшая склонность чугуна к образованию горячих грещин значительно упрощает технологию производства отливок и резко сокращает брак по этому виду дефектов.

Более низкая температура плавления чугуна значительно облегчает технологию плавки, так как не требуется высокожаростойких огнеупорных материалов для печей и высокожаростойких формовочных материалов

Применение высокопрочного чугуна вместо стали дает возможность снизить вей машин вследствие меньшего удельного веса чугуна (примерно на 8—10%).

При замене стального литья литьем из высокопрочного чугуна себестоимость литья, как правило, снижается (на 20—30 руб. на 1 т литья).

Чугун с шаровидным графитом успешно применяется вместо чугуна с пластинчатым графитом в тех случаях, когда такая замена приводит к повышению срока службы деталей или к значительной экономии металла и уменьшению веса машин.

Характерными примерами успешной замены чугуна с пластинчатым графитом чугуном с шаровидным графитом являются прокатные валки, изложницы и трубы. В результате такой замены стойкость прокатных валков возросла в 2—4 раза, стойкость изложниц повысилась в 2—3 раза, а вес труб уменьшился на 20—30%.

Преимущества чугуна с шаровидным графитом в сравнении с ковким чугуном заключаются в возможности отливать детали любого сечения, веса и размеров и применять детали в ряде случаев без термической обработки, а там, где требуется термическая обработка, —значительно сократить ее цикл. Кроме того, чугун с шаровидным графитом имеет меньшую склонность к образованию горячих трещин и более низкую температуру плавления, чем ковкий чугун.

Правда, опыт замены ковкого чугуна высокопрочным чугуном еще невелик. Однако зарубежные работы показывают возможность такой замены. Так, например, французская фирма «Рено» перевела детали автомобилей из ковкого чугуна на высокопрочный чугун с шаровидным графитом.

Применение чугуна с шаровидным графитом для изготовления деталей, работающих в условиях высоких статических нагрузок. Во многих случаях, там где ранее применяли обыкновенную углеродистую, а иногда и легированную сталь, теперь успешно применяют чугун с шаровидным графитом благодаря высоким значениям предела прочности при растяжении, сжатии и изгибе.

Из этого чугуна изготовляют детали прокатного оборудования (прокатные валки, станины прокатных станов), детали кузнечно-прессового оборудования (шаботы и станины ковочных молотов), детали дробильно-размольного оборудования (валы эксцентриков и корпусы нижних частей конусных дробилок), детали турбин (лопатки направляющего аппарата), детали автомобилей, тепловозов, тракторов, плугов, компрессоров, насосов и многие другие.

Чугун с шаровидным графитом начали применять в станкостроении для многих деталей, как, например, суппортов, резцедержателей, тяжелых планшайб, шпинделей, конических оправок, корпусов токарных патронов, рычагов передачи движения от барабана к суппортам в автоматах, шкивов клиноременных передач, зубчатых колес и т. п.

В вагоностроении чугун с шаровидным графитом применяют для изготовления цилиндров буферов и букс железнодорожных вагонов.

За последние годы чугун с шаровидным графитом начал успешно применяться для изготовления деталей выключателей и рубильников вместо деталей из ковкого чугуна и стали. К числу таких деталей относятся рычаги, звенья, стойки, цоколи, являющиеся частями механизмов управления и рычажных систем рубильников и выключателей.;

Колпачки и фланцы изоляторов, защелки, подшипники, кожухи, крышки, кронштейны, рукоятки, крестовины также изготовляют из чугуна с шаровидным графитом.

Из этого чугуна отливают коробки для автоматических выключателей, устанавливаемых на нефтяных промыслах, нефтеперегонных заводах и других предприятиях с взрывоопасными атмосферами.

При переводе этих коробок на высокопрочный чугун толщина стенок была уменьшена вдвое. Коробки подвергаются гидравлическому испытанию под давлением воды в 24,5 am в течение 1 мин.

Из чугуна с шаровидным графитом отливают шапки высоковольтных изоляторов. Перевод их на высокопрочный чугун снижает вес на 28% и себестоимость 1 т литья на 25—28%.

Применение чугуна с шаровидным графитом для изготовления прокатных валков. Прокатные валки в процессе эксплуатации воспринимают на себя большое давление, подвергаются сильному износу и испытывают переменные тепловые нагрузки. В соответствии с этим они должны иметь высокую общую прочность, высокую термическую стойкость, обладать хорошей износостойкостью, иметь высокую твердость рабочего слоя и хорошую обрабатываемость.

Помимо этого, поверхность прокатных валков должна быть совершенно гладкой, обеспечивающей высокое качество проката, особенно прокатываемых листов.

В связи с высокими требованиями, предъявляемыми к прокатным валкам, наиболее ответственные валки для горячей прокатки изготовлялись из кованой или литой стали и легированного чугуна с пластинчатым графитом.

Однако качество прокатных валков, отливаемых из чугуна с пластинчатым графитом и стали, и стальных кованых валков не удовлетворяет непрерывно возрастающим требованиям прокатного производства.

Как показала длительная эксплуатация прокатных валков, изготовленных из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, стойкость их значительно выше стойкости прокатных валков, изготовленных из серого чугуна и стали, при хорошем качестве проката.

Для изготовления прокатных валков применяют нелегированный и легированный хромом, никелем и молибденом чугун с шаровидным графитом.

В СССР из чугуна с шаровидным графитом отливают прокатные валки с диаметром бочки 150—1400 мм, длиной 300—6000 мм и весом 0,15—36 т для листопрокатных, сортопрокатных и трубопрокатных станов горячей прокатки.

Многолетний опыт эксплуатации прокатных валков, изготовленных из чугуна с шаровидным графитом, показывает, что этот чугун оправдал себя как хороший материал для листопрокатных станов при прокатке толстого, среднего, тонкого листа и жести. При этом применяется высокопрочный чугун, нелегированный и легированный хромом, никелем, ванадием, молибденом, титаном. Легирование чугуна позволяет дополнительно повысить стойкость валков и качество проката.

В результате замены прокатных валков для горячей прокатки тонкого листа и жести, изготовлявшихся из отбеленного чугуна с пластинчатым графитом, валками из чугуна с шаровидным графитом резко сократились поломки валков, а срок службы их повысился в 2—2,5 раза.

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

19 Октября 2021 17:43
Обрушение стального моста на Филиппинах

17 Октября 2021 17:22
Самодельная мини-ГЭС на водяном колесе

Источник

ВЧШГ: высокопрочный чугун с шаровидным графитом, понятие, применение

Главная страница » ВЧШГ: высокопрочный чугун с шаровидным графитом, понятие, применение

Чугун со сфероидальным графитом (магниевый чугун) – такое научное наименование часто встречается по отношению к ковкому «пластичному железу», где в матрице графит представлен формами сфероида, глобул или узелков. Очевидно, высокопрочный чугун с шаровидным графитом называют «пластичным железом» по причине исключительно высокой пластичности (показатель удлинения достигает значений 22% и выше).

Особенности ковкого «пластичного железа»

Стремительный рост производства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом и высокий показатель расхода металла на практике свидетельствуют о выдающихся механических свойствах продукта.

Благодаря термическим обработкам, подобным аустемперингу (austempering), удаётся ещё более усилить свойства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Неудивительно, что высокопрочный чугун с шаровидным графитом находит широкое применение в самых разных сферах народного хозяйства.

«Пластичное железо» позволяет изготавливать сложные детали методом литья, которые впоследствии легко обрабатываются до финишного состояния

После появления продукта — высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, был заменён целый ряд литейных изделий, ранее производимых из серого чугуна и ковкого чугуна. Один из ярких примеров трансформации производства:

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом получают обработкой серого чугуна церием или магнием. Более применяемым из этих компонентов является магний, который практически повсеместно используется для производства «пластичного железа» (ВЧШГ). Использование церия отмечается более ограниченным, так как церий является карбидообразующим элементом (объём карбида превышает 0,01%).

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом — история появления

Впервые об успешном производстве структур сфероидального графита в составе серых чугунов сообщила Британская исследовательская ассоциация. Информация появилась в 1948 году, когда проходил ежегодный конгресс Американского литейного общества.

Экспериментально серо-гипертонический чугун с церием добавлялся в виде мишметалла незадолго до начала процесса литья. Чуть позже исследователи Международной никелевой компании США нашли способ получения структуры сфероидального графита в литом состоянии путём введения одной из двух добавок в железо:

Последний вариант оказался коммерчески жизнеспособным и в настоящее время универсально используется для производства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Разница структурной составляющей: А – серого чугуна; В – ковкого («пластичного») чугуна; 1 – форма графита серого чугуна; 2 – форма графита ковкого пластичного чугуна

Однако механизм образования графитовых узелков до настоящего момента остаётся предметом серьёзных споров учёных. Различные исследовательские группы выдвигали различные теории, но ни одна из выдвигаемых теорий не получила всеобщего признания.

Как правило, высокопрочный чугун с шаровидным графитом производится путём окомкования серого чугуна. Соответственно, расплав серого железа в первую очередь обессеривается. Десульфурацию требуется проводить неизменно, а рекарбюризацию следует выполнять лишь в случае необходимости.

Когда базовое железо требуемого состава готово, структуру соответствующим образом обрабатывают для сфероидизации. После этого проводят последующие инокуляции, расплав без лишних задержек заливают в формы, чтобы избежать эффекта выцветания.

Серый и высокопрочный чугун с шаровидным графитом — различия

В отличие от этого пластичные чугуны имеют предел прочности на разрыв в диапазоне 350 — 1500 Н/мм 2 с хорошим удлинением и высокой ударной вязкостью. В настоящее время на долю таких продуктов приходится около 25% производства чугунных отливок, заменивших стальное литьё, ковку.

Пластичный чугун обеспечил производство уникальных деталей самого разного назначения, которые ранее производились посредством литья из стали или иным образом

Отсюда следует очевидный вывод: самые высокие механические свойства серого чугуна являются отправной точкой для производства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Выраженные свойства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом

Так называемое «пластичное железо» обладает рядом интересных свойств. Эти свойства отмечены ниже:

высокая степень прочности (в некоторых вариациях выше стали),

Как производится «пластичное железо» (ВЧШГ)?

Выбор химической композиции базовых сплавов предпочтителен с целью получения свободной от углерода отлитой структуры. Другие факторы, которые также рассматриваются, это:

На все отмеченные факторы влияет скорость охлаждения.

Присутствие углерода

Содержание углерода в промышленном ковком чугуне составляет 3,0 — 4,0%, но желательны гораздо более узкие пределы диапазона. На количество клубеньков напрямую влияет содержание углерода. Отмечается большее количество сфероидов при более высоком содержании углерода.

Увеличение содержания углерода также увеличивает литейную способность за счёт улучшения текучести и подачи. Уровень содержания углерода должен быть связан с формулой эквивалента углерода:

CE = %C + 1/3 %Si + 1/3 %P

Углеродные эквиваленты значительно превышают параметр 4,3, способствуют развитию и росту графитовых сфероидов. Поскольку графит намного менее плотный, чем расплавленный чугун, эти сфероиды способны становиться плавучими и всплывают к поверхности литья. Такое развитие событий приводит к сильной сегрегации углерода.

Присутствие кремния

Очень сильным активатором, не содержащим карбидов, является кремний. Помимо активации графита и улучшения его распределения, кремний является наиболее мощным полезным элементом для повышения прочности, и до 4% увеличивает пластичность в литом состоянии.

Ассортимент изделий, которые изготовлены на базе пластичного чугуна. Каждая из этих деталей отмечается активным использованием и применением в самых разных конструкциях

Кремний, будучи стабилизатором феррита, увеличивает твёрдость, особенно в отожженном состоянии. Кремний также влияет на распределение графитовых сфероидов. Чем выше содержание кремния, тем больше количество узелков и тем больше содержание феррита.

Однако известно, что более высокое содержание кремния способствует образованию графита массивного типа, что приводит к ухудшению свойств отливок на основе тяжёлого ковкого чугуна. Другими потенциально нежелательными факторами, влияющими на увеличение содержания кремния, являются:

Общий диапазон для коммерческого производства определен в пределах 1,8 — 2,8%.

Присутствие марганца

Единственная цель при выборе процентного содержания марганца – следует избегать в процессе литья образования карбида. Предпочтительно, чтобы такое образование не превышало 0,5%.

Дополнительным преимуществом пониженного содержания марганца является снижение тенденции поглощения водорода и минимизации опасности пробоин. Следует отметить: содержание марганца никогда не следует выбирать с целью контроля структуры матрицы.

Содержание серы

Контроль серы для производства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом видится очень важным моментом. Если базовый металл, используемый при производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, содержит более 0,015% серы, потребуются увеличивать количества магния или других нодулирующих агентов. Кроме того, появляются проблемы контроля дефектов, возрастает объём окалины. Поэтому в процессе литья оптимальным видится содержание серы в пределах 0,01%.

Содержание фосфора

Фосфор снижает пластичность, ударную вязкость и свариваемость, и эти факторы отрицательно сказывается на прочности литья. По этим причинам большинство спецификаций допускают максимум содержания фосфора — 0,03%. Удачной практикой является сохранение содержания фосфора ниже 0,04%. В некоторых случаях, когда требуются:

содержание фосфора следует поддерживать на более высоком уровне.

Содержание магния

Магний добавляют для нодуляризации, как правило, в легированной форме. Технической литературой предусматривалось содержание остаточного магния в образованном высокопрочном чугуне с шаровидным графитом в пределах 0,02 — 0,06%.

Чугун с шаровидным графитом получают обработкой жидкого (расплавленного) чугуна подходящего состава чистым магнием, непосредственно перед началом процесса литья

Указанный выше диапазон обоснован расчётным количеством легированного магния с учётом факторов, таких как:

Разрушительный элемент и нейтрализация

Одной из целей при производстве ковкого чугуна хорошего качества является получение продукта с тонким распределением хорошо сформированных конкреций внутри структуры.

Процесс с нодулярным графитом способен привести к снижению механических свойств. Причём снижение механических свойств зависит от нонодулярного или чешуйчатого графита стандартов «ISO 945» и «ASTM 247».

Небольшое количество элементов:

по отдельности или в комбинации, разрушают магний, обладающий желаемым модульным эффектом, и поэтому эти элементы часто называют разрушительными или губительными элементами. Эффекты разрушительных элементов накапливаются.

Небольшие количества двух или более разрушительных элементов, присутствующих в количествах, которые по отдельности не имеют значительного эффекта, вместе могут неблагоприятно влиять на образование узлового графита.

увеличиваются в объёмах с увеличением размера литого профиля. По этой причине приемлемые уровни не могут быть указаны.

Влияние использования загрузочных материалов печи, контролирующих подрывные элементы, может быть оценено путём определения влияния на графитовые структуры в испытательном стержне или отливке.

Когда элементы присутствуют индивидуально, возможны губительные (разрушительные) эффекты, если к следующим уровням добавляются:

Влияние губительных элементов можно нейтрализовать добавлением небольшого количества церия (0,002 — 0,005%) в дополнение к магнию. Содержание церия выше примерно 0,01% приведёт к уменьшению количества клубеньков и увеличению риска образования карбидов. Поэтому важно выдерживать указанный процентный диапазон.

Практические способы плавления

Отношение практики плавления к типу и количеству используемого сфероидального сплава имеет большое значение для литья и получения физических свойств. Плавка в вагранке является наиболее распространенным методом плавления ковкого чугуна. Причём в ряде литейных цехов используются электрические индукционные печи.

Химическая плавка в вагранке

Использование химических вагранок (купольных печей) требует строгого контроля над загружаемыми материалами и коксом, поскольку полученный кислотный шлак не способен снизить содержание серы в железе.

Это приводит к содержанию серы в количестве от 0,06 — 0,12%. Если не снизить объём серы, потребуется увеличивать количество сфероидизирующего сплава. Однако плавление в химической вагранке позволяет контролировать легко окисляемые элементы загрузки, такие как хром и марганец.

Поскольку это более окисляемый процесс, чем основной процесс купола. По причине умеренного поглощения углерода при плавлении в вагранке с кислотным основанием и желаемой химии основного чугуна, использование возвращаемого чугуна является ограниченным.

Этим ограничивается строгий контроль состава и высокие температуры металла, однако допускается производство без необходимости горячего дутья.

Традиционная плавка в вагранке

Традиционно используемое плавление в вагранке характеризуется определённым преимуществом контроля серы. Среднее содержание серы в основном расплаве перед сферрадизацией составляет 0,025 — 0,035%. Этот пониженный уровень содержания серы в расплаве достигается за счёт:

Плавление электрическим способом

Электрическое плавление обеспечивает чистый и надежный расплав. Эта методика также обеспечивает наибольшую гибкость для плавильных чугунов различных сортов. Установлено, что электродуговые печи менее популярны, чем индукционные.

Пакетный тип операций и шумовое воздействие электродуговых печей отмечаются факторами, снижающими популярность применения оборудования. Электродуговые печи в основном применяются в качестве первичного расплавителя и в качестве дуплексера.

Электрические индукционные печи являются наиболее распространенными плавильными установками для производства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Оборудование подобного типа используется как в симплексном режиме в небольших литейных цехах, так и в виде дуплексных установок.

Одна из конструкций электрической индукционной печи, посредством которой выполняется расплавление металла под литьё ВЧШГ

Тип печей без сердечника используется для первичной плавки, а канальная печь используется для дуплексирования. Установлено, что высокочастотные блоки хорошо подходят для работы, с металлургической точки зрения, но эксплуатация такого оборудования связана с высокими затратами.

Однако когда желательны однотонные мощность печи и скорость плавления, высокая частота является предпочтительной. Практически обнаружено: индукционная печь с частотной линией без сердечника является наилучшим оборудованием из всего возможного для выплавки при производстве чугуна. Низкая частота обеспечивает лучшее перемешивание, что приводит к гомогенизации плавления.

Применение высокопрочного чугуна с шаровидным графитом

Последние годы существования промышленного производства отмечаются значительным ростом применения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом в процессе изготовления конечных изделий. Об этом свидетельствует постоянно расширяющийся список продуктов, где уже стабильно закрепились:

Заключительный штрих

«Пластичное железо» находит широкое инженерное применение благодаря оптимальному сочетанию литейных и механических свойств. «Пластичное железо» обладает хорошими характеристиками, коррозионной стойкостью, износостойкостью и термостойкостью.

Речь идёт о широко распространённом чугуне, обладающем высокой степенью прочности и хорошей пластичностью. Однако не исключаются проблемы, возникающие из-за более низкой температуры плавления и кипения магния, когда используются различные методы обработки магнием.

При помощи информации: SeminarsOnly

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Источник

Обновлено: 17.12.2023

Чугунные сплавы, как и стальные, состоят из железа и углерода. Функция углерода, в данном случае, заключается в придании металлу твердости и прочности. Но в отличие от стали, содержащей не более 2% углерода, чугунные сплавы им более насыщены. Максимальное содержание углерода в чугуне может достигать 6%. Но на практике используются соединения, содержащие 3%-3,5% этого вещества.

Благодаря насыщению углеродом этот сплав обретает высокую прочность и твердость. Но эти же качества придают чугуну хрупкость. Чугунные изделия не выдерживают ударных нагрузок. При ударах они трескаются. Поэтому этот металл не поддается никаким видам обработки, кроме литья. Все изделия, включая детали для машин, посуду и предметы интерьера, отливаются.

Серый чугун

Для машиностроения в основном применяется серый чугун, имеющий в своем составе графит. Детали, изготовленные из такого материала, не реагируют на возникающие напряжения, они поглощают колебания, появляющиеся в случае вибрации механизмов. Из него изготавливают детали ответственного назначения:

В качестве конструкционного материала его стали применять практически на всех предприятиях машиностроительной отрасли. Самыми большими потребителями серого чугуна стали следующие отрасли промышленности:

Детали тракторов, материалом которых стал серый чугун, достигают 20% от всего количества его деталей. Такое использование этого сплава связано с высокой износостойкостью. Он не задирается в случае большого трения и отсутствии смазки, иными словами, обладает демпфирующей способностью. Из него изготавливают:

Для изготовления головки блока различных двигателей, используют низколегированный сплав следующих марок:

Главными требованием, предъявляемыми к СЧ, при производстве гильз, стали:

Для моторов автомобилей любой конструкции используются гильзы цилиндров, изготовленные из специального легированного сплава. В большинстве случаев используется его фосфористая фракция.

Дизельные двигатели при работе создают большую нагрузку на блок цилиндров, поэтому для них используют легированные чугуны. Головки цилиндров изготавливают из высокоуглеродистых легированных марок,

Такие же требования соблюдаются при изготовлении отливок гильз, материалом которых является низколегированный сплав. Химический состав этого материала зависит от нескольких технологических характеристик:

На автомобилях устанавливают чугунные распределительные валы, отличающиеся высокой износостойкостью. Этот параметр достигается благодаря поверхностной закалке, которой подвергают металл.

Когда деталь эксплуатируется на больших скоростях, когда имеет место сухое трение, необходимо чтобы была повышенная износостойкость материала и высокий коэффициент трения. Именно в таких условиях данный сплав просто незаменим.

Тормозные барабаны, работающие в таких условиях, изготавливают из СЧ20. Когда деталь испытывает высокие нагрузки, и возможно появление термических трещин, используют специальный термостойкий сплав с высоким содержанием углерода и высоким уровнем легирования.

Вращение маховика при работе достигает 7000 об/мин. Такая скорость вызывает появление растягивающих напряжений. Вращающаяся поверхность маховика постоянно касается рабочей поверхности другой детали. Такое трение вызывает сильное выделение тепла в результате возникают термические трещины, которые отрицательно влияют на прочность детали.
Чтобы повысить прочность, учитывая большой вес маховика и размер его сечения, он изготавливается из различных марок:
Он должен обеспечивать прочность заготовки выше 250 Н/мм2. Иногда СЧ 35 имеет прочность, которой не хватает для обеспечения нормальной работы маховика. В этом случае используют чугун, куда добавляют шаровидный графит.

Легковые автомобили могут похвастаться чугунными крышками, закрывающими коренные подшипники. Эта конструкция встречается в большинстве случае на машинах с карбюраторным двигателем. Чтобы обеспечить перлитную структуру, а также высокую твердость, превышающую 200 НВ, для изготовления крышек подшипников, применяют СЧ25.

Изготовление коллекторов

В автомобиле на выпускные коллекторы действуют выхлопные газы, температура которых доходит до 90 градусов. Коллекторы под воздействием агрессивной среды окисляются, деформируются и трескаются.

Использование серого чугуна обеспечивает долговечность таким деталям и высокую экономичность. В связи с тем, что толщина стенок коллектора очень мала, менее 7 мм, для их изготовления применяют СЧ15. Чтобы повысить его жаростойкость, проводят легирование чугуна хромом, или никелевыми добавками.

Для изготовления коллекторов, испытывающих большие термические нагрузки, используют:

Все вышеперечисленные материалы обладают высокой термостойкостью и устойчивостью к агрессивным средам, щелочам и окислам.

Станкостроение

Из серого чугуна в станкостроении изготавливается большое количество литых деталей, работающих во всевозможных условиях, масса которых может достигать 100 тонн, при максимальной толщине стенки 200 миллиметров.
Классификация таких литых деталей в станкостроении, в зависимости от конструкций, от создавшихся условий эксплуатации соответствует действующему стандарту.

Для каждой детали подбирается специальная марка чугуна. Она зависит от следующих параметров:

Учитывая специфику многих станкостроительных деталей, которые работают в основном на жесткость, для их изготовления предпочитают использовать чугун, имеющий повышенную твердость, достаточно низкую пластичность.

У таких чугунов химический состав отличается высоким содержанием марганца, и низким количеством углерода. Чтобы получить высокую твердость чугуна, используют легирование и другие технологические процессы.

Заготовки из СЧ нашли широкое применение в металлургическом оборудовании:

Сантехника

Очень много чугунных изделий применяется в сантехнике. Из чугуна изготавливают:

И сегодня остаются востребованными чугунные ванны, которых отличает высокая прочность, долговечность и надежность. Такие изделия можно эксплуатировать десятки лет. Они сохраняют свой первоначальный вид и не требуют замены.

Из чугуна мастера изготавливают художественные шедевры. К примеру, набережные Санкт-Петербурга, украшены чугунными литыми деталями. Гуляя по улицам города можно встретить ажурные ворота, оригинальные чугунные ограждения. В скверах можно увидеть чугунные памятники.

Виды сплавов

Углерод в чугунах может содержаться в двух видах:

• в виде цементита – химического соединения;
• в виде графита – природного минерала, являющегося аналогом углерода.

Цементит придает сплаву белый цвет, а графит – серый. За счет такой особенности выделяют две разновидности чугунов – белый и серый. Серый чугун содержит крупные включения графита, которые значительно повышают его хрупкость.

Применение белой разновидности очень ограничено. Из-за чрезмерной твердости и хрупкости он плохо поддается резке. Поэтому чаще всего его используют для создания поверхностного слоя, требующего повышенной твердости. Также из белого чугунного соединения отливают шары, предназначенные для перемалывания промышленного сырья.

Графит добавляет материалу пластичности. Но серая разновидность содержит больше вредных примесей в виде серы и фосфора, от которых не удается избавиться в процессе производства.

С целью повышения пластичности чугуна и снижения его хрупкости в сплавы добавляют магний и церий. С помощью эти веществ удается изменить форму графита и, соответственно, устранить хрупкость металла. В результате производители получают высокопрочный чугун, качество которого не уступает стали.

Также современные методы производства позволяют получить ковкий чугун и легированный. Название первой модификации не указывает на возможность обработки металла методом ковки. Оно лишь указывает на высокую прочность, пластичность и вязкость сплава.

Какие детали автомобиля изготовлены из чугуна

Все стали в зависимости от химического состава разделяют на углеродистые и легированные. К углеродистым относят те, в которых основным элементом, влияющим на свойства, является углерод. Легированные стали содержат добавки различных цветных металлов и неметаллических веществ (кремний, бор), которые изменяют свойства стали в нужном направлении, придавая ей специальные свойства.

Г1о назначению стали подразделяются на конструкционные, инструментальные и специальные. При производстве и ремонте автомобилей применяют стали углеродистые и легированные всех трех групп, причем сортамент их включает более 250 марок: углеродистые конструкционные обыкновенного качества, углеродистые конструкционные качественные, литейные углеродистые, низколегированные и легированные конструкционные, автоматные, рессорно-пружинные, высоколегированные корро-зионностойкие, жаростойкие и жаропрочные, инструментальные стали и др.

Для обозначения различных марок стали установлена буквенно-цифровая система маркировки сталей.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Углеродистые конструкционные стали обыкновенного качества применяют для автомобильных деталей, изготовленных с помощью сварки и работающих при небольших нагрузках.

В зависимости от гарантируемых характеристик качества стали Делятся на группы А, Б и В. Стали группы А поставляются по механическим свойствам и маркируются СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб. Стали группы Б посталяются по химическому составу и маркируются БСтО — БСтб. Стали группы В поставляются по механическим свойствам и химическому составу и маркируются ВСт1— ВСтб. Во всех марках буквы Ст обозначают «сталь», а цифры — номер стали. Чем выше номер, тем больше в стали углерода и тем выше ее твердость.

Область применения сталей обыкновенного качества: СтО — Lt4 — малонагруженные детали конструкции кузова автомобиля, кРепежа, гнутые профили; Ст5, Стб — средненагруженные оси, малоответственные болты и гайки, клинья, планки, профили и т. д.

При производстве сталей данного назначения получают два рода сталей: полуспокойную и кипящую. Кипящая сталь при застывании в изложнице обильно выделяет газы — кипит. Для отличия этих сталей в марку стали добавляют буквы «кп» или «пс» например, БСт1пс, Ст2кп.

Виды запчастей из чугуна

Главной отличительной чертой чугуна является его применение в изготовлении как небольших деталей, вес которых составляет несколько сот граммов (к примеру, поршневые кольца), так и довольно крупных деталей, вес которых может достигать до 150 гр. Также он подходит для толстостенных (до 10 см) и тонкостенных (от 3 до 5 мм) заготовок.

Чаще всего заказывают следующие литые изделия:

• крышки и корпусные детали для насосов;
• редукторы;
• решетки;
• поддоны и плиты;
• колосники;
• цветное литье;
• тормозные барабаны.

Но это далеко не полный список доступных вещей. При желании вы сможете заказать любую заготовку по вашим чертежам.

«Белый» чугун

Белый чугун – железоуглеродный сплав, в котором весь углерод находится в связанном состоянии (в виде цементита Fe3C). Содержание данного неметалла – до 3,8%. И это значительно изменяет эксплуатационные свойства материала. Других примесей, к слову, практически нет.

Белый чугун характеризуется твёрдостью – и при этом он очень хрупкий. Разрушение или деформация изготовленного из него изделия может произойти вследствие как механических, так и термических внешних факторов. Кроме того, данный сплав практически не обладает важными для производства конечных продуктов качествами.

Так, он не пластичен, плохо поддаётся литью, устойчив к резанию и ковке. Из-за этого изготовить из него предметы сложной геометрии или малых размеров не представляется возможным.

Да и сам по себе «белый материал» практически не используется в производстве. Он служит основой для других сплавов – включая высокопрочный и ковкий. Кроме того, его очень часто переделывают в сталь – соединения железа с углеродом в малых количествах (до 0,6%) и другими постоянными либо легирующими примесями.

Итак, подведём итоги.

Достоинства

• Чистота материала (малое содержание сторонних примесей);
• Прочность, не поддаётся резанию и другим деформирующим воздействиям;
• Износоустойчивость.

Недостатки

• Крайне низкие эксплуатационные качества, практически не поддаётся обработке;
• Малая текучесть, вследствие чего сложен в литье;
• Хрупкость, легко трескается и разрушается даже при незначительных ударных воздействиях.

Все эти недостатки делают белый чугун неподходящим для использования ни в машиностроении, ни в других сферах. Поэтому он практически нигде и не применяется. Зато на его основе с легированием сторонними примесями или, напротив, очисткой получают другие практичные и широко использующими сплавы.

Тема 6: Область применения материалов.

Все материалы по химической основе делятся на две основные группы — металлические и неметаллические. К металлическим относятся металлы и их сплавы. Металлы составляют более 2/3 всех известных химических элементов.

В свою очередь, металлические материалы делятся на черные и цветные.
К черным относятся железо и сплавы на его основе — стали и чугуны. Все остальные металлы относятся к цветным. Чистые металлы обладают низкими механическими свойствами по сравнению со сплавами, и поэтому их применение ограничивается теми случаями, когда необходимо использовать их специальные свойства (например, магнитные или электрические).

Практическое значение различных металлов не одинаково. Наибольшее применение в технике приобрели черные металлы. На осно­ве железа изготавливают более 90% всей металлопродукции. Однако цветные металлы обладают целым рядом ценных физико-химических свойств, которые делают их незаменимыми. Из цветных метал­лов наибольшее промышленное значение имеют алюминий, медь, магний, титан и др.

Кроме металлических, в промышленности значительное место занимают различные неметаллические материалы — пластмассы, керамика, резина и др. Их производство и применение развивается в настоящее время опережающими темпами по сравнению с металлическими материалами. Но использование их в промышленности невелико (до 10%) и предсказание тридцатилетней давности о том, что неметаллические материалы к концу века существенно потеснят металлические, не оправдалось.

Применение чугуна в машиностроении
На машиностроительных заводах по большей части производится ковкий ферритный чугун, и в незначительных количествах перлитный, несмотря на то, что последний отличается более высокой износоустойчивостью, прочностью, отлично работает при высоких температурах, имеет высокую усталостную прочность, глушит вибрации и т. д.
Из ковкого перлитного чугуна изготовляются такие детали, как распределительные и коленчатые валы, поршни дизельных моторов, клапанные коромысла, элементы сцепления и многое другое.

Материал с шаровидным графитом нашел применение в автопромышленности в качестве современного конструкционного чугуна и заменителя углеродистой стали, а также серого и ковкого чугуна.

Области использования такого материала определяются его высокими эксплуатационными, конструкционными и технологическими характеристиками и в большинстве случаев прекрасным сочетанием данных свойств.

Главной отличительной чертой чугуна является его применение в изготовлении как небольших деталей, вес которых составляет несколько сот граммов (к примеру, поршневые кольца), так и довольно крупных деталей, вес которых может достигать до 150 т; как толстостенных (до 10 см), так и тонкостенных (от 3 до 5 мм) деталей. Детали используются не только в литом состоянии, но и после необходимой термической обработки. Все мы прекрасно помним из повседневного быта чугунные ванны, которые отличаются от прочих прекрасными эксплуатационными характеристиками, при этом их вес очень велик. В автомобилестроении же, такой вид чугуна применяют для изготовления блока цилиндров мотора.

Ярким примером использования такого вида чугуна, заменившего стальные поковки, считаются коленчатые валы для моторов крупных дизельных тракторов и автомобилей. Такие чугунные детали кроме того что дешевле кованых стальных, еще и превосходят их по качествам эксплуатации.

Применение сталей в машиностроении
Для изготовления автомобильных деталей применяют многие мар­ки малоуглеродистых и среднеуглеродистых легированных и низколе­гированных сталей, предусмотренных ГОСТ 4543-71 и ГОСТ 19282-73. Иногда применяют также стали, не включенные в настоящее время в ГОСТ и производящиеся по ТУ заводов автомобильной промышленно­сти. В табл. 5 приводятся наиболее распространенные группы и марки легированных сталей (ГОСТ 4543-71), примеры их применения при производстве автомобильных деталей и характерные варианты их терми­ческой обработки. Легированные стали, как правило, под­вергаются термической или химико-термической обработке.

Низколегированные стали (ГОСТ 19282-73) обычно содержат до 0,25 % недефицитных, но достаточно сильно действующих легирующих элементов. Использование этих сталей вместо углеродистых позволяет уменьшить массу и сечение деталей при обеспечении прежних или более высоких механических качеств. По сравнению с качественными углеро­дистыми сталями эти стали отличаются повышенной прочностью, износо­стойкостью, коррозионной стойкостью благодаря увеличенному содер­жанию в них марганца, хрома, меди, других присадок. Вместе с тем они обычно дешевле легированных сталей, поэтому использование их в ав­тостроении с годами увеличивается. Особенно большое применение низколегированные ста­ли получили при изготовлении деталей рам грузовых автомобилей (лон­жеронов и поперечин), дисков и других деталей колес, картеров задних мостов.

Применение цветных металлов и их сплавов в машиностроении
Многие цветные металлы и их сплавы обладают рядом ценных свойств: хорошей пластичностью, вязкостью, высокой электро- и теплопроводностью, коррозионной стойкостью и другими достоинствами. Благодаря этим качествам цветные металлы и их сплавы занимают важное место среди конструкционных материалов.

Из цветных металлов в автомобилестроении в чистом виде и в виде сплавов широко используются алюминии, медь, свинец, олово, магний, цинк, титан.

Чугун и сталь их применение в автомобилестроении

Автомобильные металлы и сплавы

Чугун —это сплав железа (до 93%), углерода (2—4%) и примесей: кремния, марганца, фосфора и серы.

Чугун называется серым, если углерод в нем находится в свободном состоянии в виде пластинчатого или шаровидного графита. Такой чугун хорошо заполняет литейную форму, легко обрабатывается резанием и поддается сварке.

Чугун называется белым (передельным), если углерод в нем химически связан с железом, образуя цементит, который придает чугуну в изломе особый блеск. Белый чугун очень твердый и хрупкий и идет главным образом на переделку в сталь и ковкий чугун.

Дополнительные материалы по теме:

По ГОСТ 1412—85 установлено несколько марок отливок нз серого чугуна. Например, СЧ 20. Буквы обозначают: серый чугун, цифровое обозначение показывает величину минимального временного сопротивления при растяжении.

Ковкий чугун получают нагревом и длительной выдержкой отливки из белого чугуна при температуре 900—1000 °С с последующим медленным охлаждением. Ему присущи повышенные по сравнению с серым чугуном прочность и пластичность. Марки ковкого чугуна ( ГОСТ 1215—79) обозначаются буквами и цифрами, например КЧ35—10: КЧ — ковкий чугун; первое число — минимальное временное сопротивление разрыву (МПа Ю-1), а второе — минимальное относительное удлинение в процентах.

Из серого чугуна изготавливают маховики, корпуса сборочных единиц, гильзы блок-картеров и другие детали, а из ковкого чугуна— детали повышенной прочности и вязкости.

Кроме этих чугунов для изготовления ряда деталей (блок-картеры двигателей ЗИЛ -130, КамАЗ-740) применяют легированные серые чугуны, которые содержат легирующие элементы (хром, никель и др.), улучшающие прочность, твердость, износостойкость и коррозионную стойкость чугунных деталей.

Стали содержат до 1,3% углерода. По химическому составу их разделяют на углеродистые и легированные, по назначению — на конструкционные, инструментальные и специальные, по качеству — на сталь обыкновенного качества, качественную и высококачественную.

Виды и сорта стали различают по маркам, установленным ГОСТ ами. Стали каждой марки присущи свой химический состав и определенные свойства.

Углеродистая конструкцонная сталь обыкновенного качества обозначается буквами Ст, после которых стоит порядковый номер стали (от 0 до 6). Нем выше номер стали, тем она прочнее и тверже.

Углеродистая конструкционная сталь качественная имеет меньше вредных примесей (серы, фосфора). Маркируют ее двузначной цифрой, характеризующей среднее содержание углерода (в сотых долях процента). Например, в стали марки 20 находится в среднем 0,20% углерода. Эту сталь применяют для изготовления шатунов, осей, валов, болтов.

Углеродистая инструментальная сталь получила буквенно-цифровой шифр от У7 до У13. Буква У означает, что сталь углеродистая, а цифра — среднее содержание углерода в десятых долях процента. В маркировке высококачественной инструментальной стали после цифры ставят букву А.

Легированные стали отличаются от углеродистых добавкой в разных сочетаниях и количествах таких элементов, как никель, хром, марганец, кремний, вольфрам, молибден и др., улучшающих свойства стали (жаростойкость, износостойкость, упругость, прочность и т. д.).

В марке легированной стали на первом месте стоят две цифры, характеризующие содержание в стали углерода (в сотых долях процента). Буквами после цифр зашифрованы легирующие элементы: Р — бор, Ю — алюминий, С — кремний, Т — титан, Г —марганец, Ф — ванадий, X — хром, Н — никель, В — вольфрам, М — молибден, К — кобальт и т. д. Цифры после этих букв указывают содержание легирующего элемента ( ). Если оно равно или менее 1 , то цифру не ставят. Буква А справа показывает, что сталь высококачественная. Например, легированная сталь 12ХН2А — высокого качества, содержит 0,12% углерода, до 1% хрома и около 2% никеля.

В автомобилестроении многие детали, имеющие сложную форму, отливают из углеродистой и легированной стали. Буква Л в конце обозначения марки стали указывает, что она предназначена для литья.

Цветные металлы в автомобилестроении применяют главным образом в виде сплавов.

Детали из алюминиевых сплавов приблизительно в три раза легче стальных, имеют достаточную прочность, высокую электро-и теплопроводность, хорошо обрабатываются резанием. Широко применяют сплавы алюминия с кремнием, медью и магнием.

Алюминиевые сплавы делят на литейные и деформируемые (обрабатываемые давлением, прокаткой, сваркой). Первые применяют для изготовления поршней, головок цилиндров, выпускных трубопроводов и других деталей, вторые — для деталей кузова, заклепок, прокладок, винтов.

Латуни — сплавы меди с цинком (до 38%). Они хорошо штампуются, отливаются и обрабатываются резанием. Для повышения механических свойств в латунь могут входить легирующие элементы. Для

маркировки латуней приняты следующие обозначенияз буква Л — латунь, следующие за ней буквы — легирующие элементы, первые две цифры — процентное содержание меди, последние— легирующих элементов. Например, ЛС74—3: латунь содержит 74% меди, 3% свинца, а остальное — процентное содержание цинка.

Латуни применяют для изготовления бачков и трубок радиаторов, деталей электрооборудования, различных втулок, уплотнитель-ных колец.

Бронзы — сплавы меди с оловом, свинцом, алюминием и другими элементами. Первые две буквы маркировки Бр обозначают бронзу, далее идут буквенные обозначения элементов, входящих в состав сплава, и за ними цифры, которые указывают среднее содержание элементов в процентах. Например, БрСЗО — это свинцовистая бронза, содержащая 30% свинца. В автомобилестроении применяют главным образом свинцовистые бронзы для подшипников коленчатого вала и некоторых втулок двигателей. Они обладают хорошими антифрикционными и литейными качествами, стойки против окисления и хорошо обрабатываются резанием.

Антифрикционные сплавы изготавливают на основе олова, свинца или алюминия. Это сплавы оловянистые Б88 и Б83, алюминиевые: АСМ , содержащий сурьму (до 6,5%) и магний (0,3— 0,7%); А020—1 (олова 20% и меди 1%); А09 —2 (олова 9% и меди 2%), их используют в подшипниках скольжения (вкладышах) коленчатых валов и опорных втулках распределительных валов.

Основные марки сталей и чугунов, применяемых при производстве и ремонте автомобилей

Углеродистые конструкционные сталп качественные идут на изготовление деталей кузовов, двигателей и нормалей. Стали этой группы подразделяются на подгруппы: малоуглеродистые высокой пластичности марок 08—10, малоуглеродистые меньшей пластичности марок 15—25, среднеуглеродистые повышенной прочности марок 30—55, высокой прочности марок 60—80. Цифры в обозначении марок сталей указывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

Стали марок 08—10 (содержание углерода от 0,08 до 1%) хорошо деформируются в холодном состоянии, поэтому применяются для штамповки кузовных облицовочных деталей, панелей крыши и дверей. Стали марок 15—25 хуже деформируются, но хорошо свариваются и подвергаются химико-термической обработке. Они применяются для деталей, изготовляемых штамповкой, высадкой и протяжкой (поперечины, распорки, усилители, рычаги, кронштейны, вал рулевого механизма, тяги, шкивы, крепеж и т. д.).

Сталп марок 30—55 идут на изготовление методом горячей штамповки различных деталей широкого применения: валов, зубчатых колес, полуосей и т. д. Для них используют все виды термической обработки, значительно повышающие эксплуатационные и прочностные свойства деталей.

Сталп марок 60—80 обладают высокой прочностью и упругими свойствами, приобретаемыми после закалки и отпуска. Их примениют для деталей, работающих при больших статических и динамических нагрузках: крестовин карданных шарниров, дисков сцепления, гибких валов, пружин и т. д.

Стали литейные углеродистые применяют для изготовления литых автомобильных деталей различными методами литья, в том числе точного для фасонных деталей с минимальным объемом последующей механической обработки.

Марки сталей этой группы обозначают двухзначным числом с добавлением буквы Л, например: 15Л, 20Л, 25Л. Из литейных сталей получают отливки различных корпусных деталей, ступиц колес, дисков, зубчатых колес, муфт, маховиков и т. д.

Низколегированные и легированные стали дороже качественных углеродистых сталей, но по свойствам их существенно превосходят. Ио сравнению с углеродистыми эти стали обладают более высоким пределом прочности, лучшей пластичностью и вязкостью, пониженной хладоломкостью, лучшей коррозионной стойкостью. Легированные стали позволяют обеспечить оптимальные механические свойства валов и других ответственных деталей.

Все положительные свойства легированным сталям придают легирующие добавки элементов: хрома (X), марганца, (Г), никеля (И), кремния (С), молибдена (М), вольфрама (В) и др.

Маркировка легированной стали состоит из двух цифр и последующих букв: цифры обозначают содержание углерода в сотых долях процента, буквы — условное обозначение легирующего элемен-

Если после буквы идет цифра, то она указывает на содержание ТцРИрующего элемента в процентах. Отсутствие цифры после буквы бозначает содержание легирующего элемента в пределах менее 1%. Например, 18ХН2М — хромоникельмолибденовая сталь для рычагов привода клапанов, содержащая 0,18% углерода (С), до 1 % хрома /X), 2% никеля (Н2) и до 1% молибдена (М).

Легированные стали применяются в основном на автомобилях для изготовления наиболее ответственных деталей: поршневых пальцев, толкателей, клапанов, шатунов, осей, валов переключения передач, шестерней, сателлитов, полуосей, высокоточных деталей системы питания дизелей и др.

Низколегированные стали применяют для металлоемких несущих элементов конструкции автомобиля, таких, как грузовая платформа, рама, балка моста и др.

Сталь автоматная применяется главным образом для изготовления крепежных автомобильных деталей (болтов, гаек, шпилек) на быстроходных автоматных станках. Для достижения повышенной обрабатываемости она содержит до 0,3% серы и до 1,5% фосфора и поставляется в холоднотянутом состоянии в виде путков. Марка стали перед цифровым обозначением содержания углерода в сотых долях процента имеет букву А — автоматная (А20, А40 — с легирующей добавкой марганца).

Сталь рессорно-пр ужинная подразделяется на качественную, высококачественную и коррозионностойкую и характеризуется высокими значениями предела текучести и выносливости. Наибольшее применение для пружин общего назначения, подвески, рессорных листов и торсионов находят углеродистые качественные стали марок 65, 70, 75, 85, а также стали с таким же содержанием углерода и добавками марганца (60Г, 65Г, 70Г), кремния (60С2, 70СЗ) и др.

Сталь высоколегированная корозионно-стойкая жаростойкая и жаропрочная предназначена для работы в агрессивных средах и при высоких температурах. В зависимости от основного назначения стали этой группы Делятся на подгруппы : I — коррозионностойкую против всех видов коррозии (20X13, 17Х18Н9 и др.); II — жаростойкую до 500 °С (40Х9С2 и др.); III — жаропрочную до 1000 °С (36Х18Н25С2 и др.).

Из сталей указанных подгрупп изготовляют детали систем питания двигателей, запорную иглу карбюратора, пружины, детали форсунок, клапаны, глушители и т. п.

Стали для изготовления инструмента и технологической оснастки отличаются повышенной твердостью и теплостойкостью. Они содержат углерод и различные легирующие добавки. В обозначении марки стали содержание углерода указывается в десятых долях процента, а легирующие элементы обозначаются по аналогии с углеродистыми легированными сталями. Например: 4ХС – 0,4% С, 1% хрома, 1% кремния.

Особую группу инструментальных сталей составляют быстро-Режущие Сталн, которые предназначены для изготовления режущего инструмента быстроходных станков. Они имеют в обозначении марки стали букву «Р» (режущая) и число — процент содержания вольфрама. Например, Р9 — быстрорежущая, 9% — содержание вольфрама, а содержание углерода превышает 0,7%.

Чугуны, применяемые для автомобилей, классифицируются по состоянию углерода в сплаве (микроструктуре) на следующие основные виды: серый чугун (СЧ), белый чугун, ковки чугун (КЧ).

В сером чугуне весь углерод находится в свободном состоянии р. виде пластинчатого или шаровидного графита. Ковкий чугун представляет собой то же, что и серый чугун, но форма включений графита хлопьевидная.

В белом чугуне весь углерод связан в химическое соединение — цементит, вследствие чего он обладает повышенной твердостью.

Ковкий чугун маркируют так же, как и серый, но вторая группа цифр здесь обозначает относительное удлинение в процентах. Например, КЧ35-10 означает: ковкий чугун с пределом прочности на растяжение 35 кгс/мм2 и относительным удлинением 10%.

Чугуны находят широкое применение при изготовлении автомобильных деталей. Из серого чугуна изготавливают блоки цилиндров двигателей ЗИЛ , ЯМЗ , ГАЗ , головки цилиндров, гильзы блоков цилиндров, картера сцеплений, коробок передач, маховики, тормозные цилиндры, барабаны и др.

Ковкий чугун идет на изготовление деталей повышенной прочнее-; ти и вязкости: картеров редукторов, коробок передач, кронштейнов рессор, коробок сателлитов и др.

Белый чугун применяется для изготовления деталей повышенной усталостной прочности: коленчатых и распределительных валов, седел клапанов, шестерен масляного насоса, суппортов дискового тормоза ВАЗ и др.

Черные металлы в автомобилестроении

К черным металлам (сплавам) относятся чугун и сталь, которые широко применяются в машиностроении.

Чугуны. Материалами для производства чугуна служат железная руда, флюсы и топливо. Чугун, полученный выплавкой в доменной печи, представляет собой сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем, фосфором и серой. Чугун может содержать от 2 до 6,67% углерода.

Выплавляемые в доменных печах чугуны по назначению делятся на литейные (серые), передельные (белые) и специальные (ферросплавы). В литейном чугуне большая часть углерода химически не связана с железом и находится в свободном состоянии в виде графита. Углерод в виде графита придает излому чугуна серый цвет, и чугун поэтому называют серым.

Серый чугун хорошо обрабатывается режущими инструментами, обладает высокой жидкотекучестью, в расплавленном состоянии хорошо заполняя литейные формы. Серые литейные чугуны обладают высокой прочностью на сжатие и малой прочностью на растяжение, а также повышенной хрупкостью. Поэтому их применяют для изготовления деталей автомобилей, где не требуется высокая прочность на растяжение и отсутствуют динамические нагрузки. Из них изготавливают картеры коробок передач, блоки цилиндров двигателей, гильзы, тормозные барабаны, корпуса водяных и масляных насосов и ряд других деталей.

Марки серого чугуна обозначают буквами СЧ и цифрами, которые указывают предел прочности при растяжении и предел прочности при изгибе в кГ/мм2. Например, серый чугун с пределом прочности при растяжении 28 кГ/мм2 и пределом прочности при изгибе 48 кГ/мм2 имеет марку СЧ 28—48.

В передельном чугуне углерод находится в химическом соединении с железом, называемом цементитом (Fe3C). Такой чугун в изломе имеет белый цвет, поэтому его и называют белым. Белые чугуны обладают высокой твердостью, имеют большую хрупкость и с трудом поддаются обработке резцами. Они применяются в основном для переделки на сталь. Часть белого чугуна используют для получения ковкого чугуна.

Ковким называется чугун, полученный при отливке первоначально в виде белого чугуна, в котором путем дальнейшей термической обра-jotkh — отжига цементит разложен на графит, феррит, перлит.

При этом резко изменяются механические свойства. Ковкий чугун п° механическим свойствам занимает промежуточное положение между грым чугуном и сталью. Название ковкий является условным, ковке УгУн не подвергается. Ковкий чугун хорошо обрабатывается и обладает большей вязкостью по сравнению с серым чугуном. Из ковкого чугуна изготавливают картеры редукторов, главных передач и рулевых механизмов, коробки сателлитов, ступицы колес, педали и другие детали.

Обозначение марки ковкого чугуна включает буквы КЧ и стоящие после букв цифры, указывающие предел прочности при растяжении в кГ/мм2 и относительное удлинение (отношение приращения длины образца после разрыва к его исходной длине) в процентах. Например, наиболее распространенный в автомобилестроении ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 35 кГ/мм2 и относительным удлинением 10% имеет марку КЧ 35—10.

Кроме серых и ковких, в автомобилестроении применяют легированные чугуны. Используют также антифрикционные чугуны и чугунные отливки со специальными свойствами (жаростойкие, коррозион-ностойкие, немагнитные и др.). Например, из легированных чугунов изготавливают поршневые кольца, верхние вставки гильз цилиндров, гильзы цилиндров, а чугуны со специальными свойствами идут на получение вставных седел клапанов, наплавку толкателей.

Ответственные детали автомобилей изготовляют из высокопрочного чугуна, модифицированного магнием. Высокопрочные чугуны обладают высокой прочностью (70—80% от прочности стали), повышенными пластичностью и ударной вязкостью.

Марки высокопрочного чугуна обозначаются аналогично маркам ковкого чугуна. Наибольшее распространение в автомобилестроении получил высокопрочный чугун ВЧ 50—2. Из него отливают коленчатые валы, гильзы цилиндров, распределительные валы, стойки осей коромысел клапанов.

Стали. Основным сырьем для производства стали служит передельный чугун (главным образом) и стальной лом. Процесс переработки чугуна в сталь сводится к удалению из чугуна избыточного углерода, кремния, марганца, серы и фосфора. Содержание углерода в стали не превышает 2%. Избыточные примеси удаляются при плавке стали, плавку ведут в конверторах (бессемеровский и томасовский процессы), в мартеновских печах и электропечах.

Полученная в результате выплавки сталь отличается от чугуна химическим составом, механическими и технологическими свойствами. По сравнению с чугуном сталь имеет значительно более высокую прочность, пластичность и вязкость, лучше поддается термической и химико-термической обработке, ковке, прокатке, штамповке, сварке и пайке. Из стали получают различные отливки, она легко обрабатывается режущими инструментами.

Стали классифицируют по химическому составу, по способу производства, по назначению. По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные.

По способу производства стали делятся на сталь обыкновенного качества, сталь качественную, сталь высококачественную и сталь особовысококачественную.

По назначению различают стали следующих классов:
класс I — сталь строительная, класс II — сталь машиностроительная

К углеродистым сталям относятся стали, в которых основным элементом, оказывающим большое влияние на их свойства, является углерод. В зависимости от содержания углерода они подразделяются на конструкционные и инструментальные.

Конструкционные углеродистые стали чел яте я на стали обыкновенного качества и качественные.

Углеродистые стали обыкновенного качества ( ГОСТ 380—71 *) подразделяются на группы: А, Б и В. Стали группы А поставляются по механическим свойствам, группы Б по химическому составу, группы В по механическим свойствам и химическому составу. В зависимости от нормируемых показателей сталь каждой группы подразделяют на категории: группы А — 1, 2, 3, группы Б — 1,2, группы В – 1, 2, 3, 4, 5, 6.

Сталь изготовляют следующих марок: группы А — СтО, Ст1, Ст2, СтЗ, Ст4, Ст5, Стб; группы Б — БСтО, БСт1, БСт2, БСтЗ, БСт4, БСт5, БСтб; группы В — ВСт2, ВСтЗ, ВСт4, ВСтБ. Сталь всех групп с номерами марок 1, 2, 3 и 4 по степени раскисления изготовляют кипящей (сталь при затвердевании выделяет большое количество газов — «кипит»), спокойной (при застывании спокойной стали не происходит обильного выделения газов) и полуспокойной (занимает промежуточное положение между кипящей и спокойной сталью), с номерами 5 и 6 — полуспокойной и спокойной. Полуспокойная сталь с номерами марок 3 и 5 производится с обычным и повышенным содержанием марганца.

Маркировка углеродистых сталей обыкновенного качества — буквенно-цифровая. Буквы Ст означают «сталь», цифры от 0 до 6 — условный номер марки в зависимости от химического состава стали и механических свойств, например: СтО, Ст2, Стб. Буквы Б и В перед обозначением марки обозначают группу стали (группа А в обозначении марки стали не указывается), например: БСтЗ, ВСтЗ, СтЗ.

Для обозначения степени раскисления к обозначению марки стали после номера добавляют индексы: кп — кипящая, пс — полуспокойная, сп — спокойная, например: СтЗкп, СтЗпс, СтЗсп, БСтЗсп, ВСтЗсп.

Для обозначения категории стали к обозначению марки добавляют в конце номер соответствующей категории, например: СтЗпс2, БСтЗкп2, о^т4пс2. Первую категорию в обозначении марки стали не указывают, например: БСтЗкп, ВСтЗпс.

При заказе стали необходимой категории без указания степени Раскисления в обозначении марки стали номер марки и категорию отделяют друг от друга тире, например: СтЗ—2, БСтЗ—2. Для обозна-ения полуспокойной стали с повышенным содержанием марганца v °бозначению марки стали после номера марки добавляют букву Г, например: СтЗГпс, ВСтЗГпс, ВСтЗГпсЗ.

Углеродистые стали обыкновенного качества применяют для из-ДеТОвл?ния сравнительно небольшой номенклатуры автомобильных и широко используют в авторемонтном производстве для изготовления конструкций со сварными и резьбовыми соединениями, неответственных или средненагруженных деталей (тяги, оси, валы, шпонки, клинья, пружины) и нормалей, нестандартного оборудования и приспособлений.

Углеродистые качественные стали ( ГОСТ 1050—60**) подразделяются на две группы: I — с нормальным содержанием марганца (не более 0,8%), II — с повышенным содержанием марганца (более 0,8%). К группе I относятся стали 05 кп, 08кп, Юкп, 10, 15кп, 15, 20кп, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80,85. К группе II относятся стали 60Г, 65Г, 70Г.

Маркируются углеродистые качественные стали двумя цифрами, обозначающими среднее содержание углерода в сотых долях процента, буква Г означает повышенное содержание марганца. Марки кипящей стали имеют в конце индекс кп, полуспокойной стали — пс. В сталях с содержанием бора 0,002—0,006% в конце марки дополнительно указывается буква Р, например 20Р.

Качественные углеродистые стали широко применяют для изготовления и восстановления деталей автомобилей на авторемонтных предприятиях. В частности, из углеродистых качественных сталей 05кп, 08кп, 10 (листовой прокат) изготовляют почти все детали, узлы и агрегаты (кабины, кузова, капоты, оперения и др.).

Из стали 20 изготавливают рулевые и карданные валы, поперечины рамы и ряд других деталей; из стали 35 и стали 40 фланцы, вилки карданов, шпильки ступиц колес, болты, гайки, распределительные валы, шатуны и др.

Наиболее широко применяемой для изготовления ответственных деталей является сталь 45, из нее делают коленчатые и распределительные валы, валы масляных насосов и компрессоров, поршневые пальцы, штанги толкателей и др.

Инструментальные углеродистые стали в соответствии с ГОСТ 1435—54* бывают качественные и высококачественные. К качественным инструментальным сталям относятся стали следующих марок: У7, У8, У8Г, У9, У10, У11, У12, У13, к высококачественным: У7А, У8А, У8ГА, У9А, У10А, У11А, У12А, У13А.

Буква У обозначает — углеродистая, следующие за ней цифры — среднее содержание углерода в десятых долях процента, буква Г — с повышенным содержанием марганца, буква А обозначает группу высококачественной стали. Твердость инструментальных сталей зависит от содержания в них углерода: чем больше в стали углерода, тем выше твердость.

Инструментальные углеродистые стали применяют для изготовления слесарного (зубила, ключи гаечные, бородки и др.) и кузнечного (пуансоны, матрицы, клещи и др.) инструментов, резцов, фрез, разверток и т. п.

Легированные стали. Стали, в которых имеются специальные присадки легирующих элементов, называются легированными. Легирующие элементы существенно изменяют свойства сталей.

Легирующие элементы в марках стали обозначаются следующими буквами: А — азот, Б — ниобий, В — вольфрам, Г — марганец, Д — медь, Е — селен, М — молибден, Н — никель, Р — бор, Т — титан, Ф — ванадий, Ю — алюминий, К — кобальт, X — хром, Ц—цирконий. Цифры перед буквенным обозначением марки стали указывают среднее содержание углерода в сотых пли десятых долях процента. После цифр ставят буквы, обозначающие легирующие элементы, входящие в состав данной стали. Цифры, стоящие после букв, указывают примерное содержание легирующего элемента в целых единицах. Букву А (азот) ставить в конце обозначения марки не допускается.

Легированные стали по назначению разделяются на конструкционные, инструментальные и высоколегированные, коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные.

Конструкционные легированные стали согласно ГОСТ 4543—71 делятся на категории: качественную, высококачественную — А, особовысококачественную — Ш.

К особовысоко-качественной относят сталь электрошлакового переплава.

В зависимости от основных легирующих элементов конструкционные легированные стали делятся на группы: хромистую, марганцовистую, хромомарганцовую, хромокремнистую и др.

Условные обозначения марок высококачественных и особовысоко-качественных легированных сталей отличаются от изложенных выше тем, что в первом случае в конце марки ставится буква А, во втором случае буква Щ через черточку. Например, марка ЗОХГС обозначает качественную хромокремнемарганцовую сталь с 0,30% углерода, 1% хрома, 1% кремния и 1% марганца, марка 30ХГСА обозначает ту же, но только высококачественную сталь, а марка ЗОХГС — III обозначает ту же, но только особовысококачественную сталь.

Для изготовления автомобильных деталей применяют различные марки конструкционных легированных сталей. Например, из хромистых сталей марок 15Х, 20Х, 38ХА, 40Х изготовляют поршневые пальцы, крестовины кардана, крестовины дифференциала, шатунные болты, шатуны, рулевые сошки, поворотные рычаги и др.

Из хромомарганцовистых сталей марок 18ХГТ, 20ХГР, ЗОХГТ изготовляют шестерни и валы коробки передач, главной передачи и шестерни полуосей, сателлиты, крестовины дифференциала.

Легированные конструкционные стали подвергают термической и химико-термической обработке.

Отдельную группу составляет сталь инструментальная быстрорежущая ( ГОСТ 9373—60*). Она предназначена для изготовления режущих инструментов высокой производительности с большим сопротивлением изнашиванию, от которых требуется сохранение режущих свойств при нагревании во время работы до температуры 600—700 °С.

Наибольшее применение имеют быстрорежущие легированные стали Р18, Р12 и Р9 с содержанием вольфрама 18, 12 и 9% соответственно, а также Р18Ф2, Р14Ф14, Р10К5Ф5.

Стали высоколегированные и сплавы коррозионностойкие, жаростойкие и жаропрочные обладают особыми свойствами. Согласно ГОСТ 5632—72 к этой группе относятся стали и сплавы на железной, железоникелевой и никелевой основах, предназначенные для работы в коррозионноактивных средах и при высоких температурах. В зависимости от основных свойств эти стали и сплавы подразделяют на группы: первая — коррозионностойкие (нержавеющие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против различных видов коррозии; вторая — жаростойкие (окалино-стойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газовых средах при температуре выше 550 °С, работающие в ненагруженном или слабонагруженном состоянии; третья — жаропрочные стали и сплавы, способные работать в нагруженном состоянии при высоких температурах в течение определенного времени и обладающие при этом достаточной жаростойкостью.

В автомобилестроении высоколегированные стали используют для изготовления клапанов: стали 40Х9С2, 40Х10С2М применяют для впускных клапанов, а стали 45Х14Н14В2М, 55Х20Г9АН4 — для выпускных клапанов.

Читайте также:

  

• Телефон нокия 8800 в стальном

  

• Передел чугуна в сталь

  

• Сталь марки 12хн2а является

  

• Какая из приведенных сталей содержит 0 3 углерода ст3 30хма х12м расшифруйте марку стали

  

• История русского стального шлема карабанов

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Новосибирской области «Новосибирский автотранспортный колледж»

Применение серого чугуна в автомобилестроении

Студент: —

Преподаватель: —

2018г.

Серые чугуны имеют увеличенное содержание кремния. Углерод, в отличие от белого чугуна, пребывает в них в пустом состоянии в виде чешуек графита. Серые чугуны являются главным материалом для производства чугунных отливок. Сплавы, из которых изготовляют отливки, должны обладать хорошими литейными свойствами : жидкотекучестью, незначительной усадкой, однородностью структуры, отсутствием неметаллических включений и т. д.

Чугуном называется сплав железа с углеродом, включающий более 2% углерода. Кроме железа и углерода, в чугуне присутствуют обязательные при его получении примеси — кремний, марганец, фосфор и сера. Чугун не куется, не обладает свойствами пластичности. Пример из чугуна после разрыва почти не имеет удлинения и сужения. Благодаря способности хорошо отливаться и наименьшей стоимости в сравнении со стальными изделиями чугун в машиностроении получил широкое применение. Первыми тканями для получения чугуна являются железные руды, топливо ( кокс или древесный уголек ) и флюс ( известняк ).

Он достаточно хорошо сваривается, особенно с применением предварительного подогрева. Он мало пластичен и вязок, но легко обрабатывается резанием, применяется для малоответственных деталей и деталей, работающих на износ. Серый чугун с высоким содержанием фосфора (0,3—1,2%) жидкотекуч и используется для художественного литья.

В машиностроении нашел свое применение серый чугун с графитной составляющей. Именно это вид всегда берут для изготовления ответственных деталей. Чугунные машинные изделия хорошо противостоят колебаниям и вибрации.

Из чугуна изготавливают блоки цилиндров. Это ответственные детали, которые должны обладать высокой прочностью и стойкостью к износу. Этим качествам помогает соответствовать чугун. Чтобы сделать названные показатели оптимальными в чугун добавляют специальные добавки в виде графита. Графит в несколько раз повышает такое свойство сплава, как прочность. Добавки позволяют сделать чугун совершенным и использовать его при изготовлении коленчатый валов дизелей.

Из чугуна делают тормозные колодки. Мы знаем, что эти детали работают при повышенном трении. Чугун помогает им выдержать эти жесткие условия. Кроме этого, из чугуна делают валки мукомольный и бумагоделательных машин.

Структура серого чугуна не оказывает влияние на пластичность, она остается чрезвычайно низкой. Но оказывает влияние на твердость. Механическая прочность в основном определяется количеством, формой и размерами включений графита. Мелкие, завихренной формы чешуйки графита (вермикулярный графит) меньше снижают прочность. Такая форма достигается путем модифицирования. В качестве модификаторов применяют алюминий, силикокальций, ферросилиций.

Из серого чугуна изготавливаются детали автомобилей, где не требуется высокая прочность на растяжение и отсутствуют динамические нагрузки. Из них изготавливают картеры коробок передач, блоки цилиндров двигателей, гильзы, тормозные барабаны, корпуса водяных и масляных насосов и ряд других деталей.

Марка чугуна	Примерное назначение
СЧ 10	Противовесы, грузы, простые опоры и стойки, крышки люков, решётки и другие малоответственные детали
СЧ 15	Детали, работающие при малых нагрузках и без трения: боковые крышки редукторов, корпуса подшипников, кожухи, стойки, небольшие шкивы ременных передач и др.
СЧ 20	Детали, работающие при средних нагрузках и подвергающиеся износу при малых давлениях: корпуса редукторов, подшипников и клапанов, суппорты, каретки, трубы, фитинги, втулки и др.
СЧ 25	Детали, работающие при средних нагрузках и подвергающиеся трению: зубчатые колёса, ступицы червячных колес, диски сцеплений, блоки цилиндров тракторов и автомобилей, рамы, тормозные барабаны, станицы станков, поршни двигателей и др.

Марки серого чугуна обозначают буквами СЧ и цифрами, которые указывают предел прочности при растяжении и предел прочности при изгибе в кГ/мм². Например, серый чугун с пределом прочности при растяжении 28 кГ/мм² и пределом прочности при изгибе 48 кГ/мм2 имеет марку СЧ 28—48.

Чтобы улучшить механическое свойство серого чугуна, был найден способ воздействия на графит в тот момент, когда он только образуется в жидком чугуне. Способ этот называется модифицированием. Он заключается в том, что за несколько минут до заливки в форму в ковш вводят примерно 1% модификатора, например, ферросилиция с алюминием. Легирование, т. е. добавление хрома, марганца, никеля или молибдена, повышает прочность серого чугуна.

Модифицированный чугун имеет значительно большую прочность, чем обычный серый чугун. По прочности он приближается к некоторым маркам стали, но хрупкость его остается прежней.

Механическая прочность серого чугуна зависит от формы, величины и распределения графитовых включений, а также от прочности основной металлической массы — структуры.

Чем крупнее включения графита, тем ниже прочность чугуна. Структура металлической основы серого чугуна может состоять из феррита и перлита.

В структуре серого чугуна нет первичного и эвтектического (ледебуритного) цементита, взамен которого црисутствует пластинчатый. Он обусловливает отсутствие пластичности и пониженные прочностные свойства, но сообщает высокую циклическую вязкость, небольшую чувствительность к концентраторам напряжений, малое коробление, удовлетворительные антифрикционные и противоположный — задирные свойства. В машиностроении применяют : для лафетов, плит, рамок, объединений и голов цилиндров, поршней, поршневых колец, тормозных колодок, туловищ и крышек, изложниц, кокилей, зубчатых колес, а также для большого числа менее ответственных деталей.

В сельскохозяйственном тракторе количество чугунных элементов от общей массы достигает двадцати процентов. Это, прежде всего, те механизмы и фрагменты механических узлов, которые подвержены микровибрациям в двигателе и подшипниках, с основной нагрузкой на сжатие. В промышленных станках тяжелые основания, станины, втулки изготовлены из металлического сплава, содержащего графитовые включения. В подобном применении функциональная обоснованность, хотя и сочетается с экономическим фактором, но более значима, чем желание сэкономить.