Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
№2
Конструкционные чугуны. Конструкционные стали (углеродистые,
легированные, рессорно-пружинные, высоколегированные жаростойкие и жаропрочные). Марки сталей и чугунов, применяемые для изготовления деталей автомобилей и тракторов, транспортных машин и
транспортно-технологических комплексов.
Конструкционные чугуны.
2.1. Чугуны с пластинчатым и шаровидным графитом, ковкие чугуны
Чугуны с пластинчатым графитом обозначаются буквами СЧ, с шаровидным
графитом - ВЧ, ковкие чугуны — КЧ. Цифры после обозначения марки у чугунов с пластинчатым графитом (ГОСТ 1412—85) и чугунов с шаровидным графитом (ГОСТ 7293—85) соответствуют обеспечиваемому временному сопротивлению на растяжение, выраженному в МПа и кгс/см2.
Табл1
|
Марка чугуна |
σв |
Содержание элемента, % |
||||
|
C |
Si |
Mn |
S(не более) |
P (не более) |
||
|
СЧ15 |
100(10) |
3,6 |
2,3 |
0,6 |
0,3 |
0,15 |
Табл2
|
Класс ковкого чугуна |
Марка ковкого чугуна |
σв |
Относительное удлинение δ, %, не менее |
Твердость HB |
|
Ферритный |
КЧ30-6 |
294 (30) |
6 |
100-163 |
|
Перлитный |
КЧ45-7 |
441 (45) |
7 |
150-207 |
Табл.3
|
Марка чугуна |
σв |
Условный предел текучести σ0,2 |
Относительное удлинение δ, %, не менее |
Твердость HB |
Химический состав |
||
|
C |
Si |
Mn |
|||||
|
ВЧ35 |
350 (35) |
220 (22) |
22 |
140-170 |
3,3-3,8 |
1,9-2,9 |
0,2-0,6 |
|
ВЧ50 |
500 (50) |
320 (32) |
7 |
153-245 |
3,2-3, 7 |
1,9-2, 9 |
0,3-0, 7 |
Химический состав ковких чугунов по ГОСТ 1215-79 не ограничивается. Цифры в обозначениях марок этих чугунов означают: первая — временное сопротивление разрыву, кгс/мм2; вторая — относительное удлинение, %. Как уже упоминалось, ковкие чугуны по сравнению с чугунами с пластинчатым графитом отличаются значительно более высокими прочностью и пластичностью. Однако в последние годы высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ЧШГ) благодаря сочетанию ряда положительных физико-механических свойств с высокой технологичностью вытесняет в ряде случаев при производстве автомобильных деталей ковкий чугун (КЧ), литую и даже кованую сталь. Чугуны при разливке в формы с целью размельчения включений графита модифицируют введением в ковш мелкодисперсных невыгорающих примесей, в частности ферросилиция, силикокальция, различных сложных лигатур, включая редкоземельные металлы (РЗМ); при отливке деталей из ЧШГ в оболочковые формы применяют в специальной защитной среде сильнодействующие модификаторы на основе магния.
2.2. Специальные чугуны
При производстве автомобильных деталей используются антифрикционные
и различные специальные легированные чугуны. Из легированных чугунов
изготовляются, как правило, гильзы цилиндров двигателей, вставки в верхнюю часть некоторых из них — из высоколегированного чугуна. Поршневые кольца современных автомобильных двигателей в большинстве случаев изготовляются из низколегированных или высокопрочных чугунов (ЧШГ). Видно, что серый низколегированный чугун по прочностным качествам значительно уступает высокопрочному. Легированные и высоколегированные чугуны, а также марганцевые чугуны аустенитного класса применяются для изготовления клапанных гнезд и коромысел клапанов; для производства последних используют также ЧШГ; для наплавки толкателей применяют низколегированный отбеленный чугун. Химический состав чугунов, используемых при производстве перечисленных деталей, и обеспечиваемая при этом поверхностная твердость приводятся в табл. 2.8. Некоторые чугунные детали (направляющие втулки клапанов, подшипниковые втулки, поршневые кольца и др.) могут изготовляться не литьем, а спеканием из порошкообразных шихтовых материалов (при температуре около 1100 °С под давлением 6,5•103 кгс/см2 в течение примерно 2 ч). В качестве исходных материалов при этом используются железный, графитовый, хромовый и медный порошки.
Металлокерамические детали обладают высокой износостойкостью благодаря способности впитывать смазку в имеющиеся поры.
Конструкционные стали (углеродистые, легированные,
рессорно-пружинные, высоколегированные жаростойкие и жаропрочные)
Конструкционные стали подразделяются на углеродистые и легированные;
те и другие выпускаются разных классов и назначений и регламентируются
разными ГОСТами.
Углеродистые стали
Углеродистые стали, можно подразделить на стали общего назначения
(ГОСТ 380-88), качественные углеродистые стали (ГОСТ 1050-74) и стали специального назначения. К углеродистым специальным сталям можно отнести стали повышенной и высокой обрабатываемости резанием (ГОСТ 1414—75), углеродистые пружинно-рессорные стали (ГОСТ 14959-79), нелегированные углеродистые стали для отливок (ГОСТ 977—75) и среднеуглеродистые стали пониженной прокаливаемости. Стали общего назначения (ГОСТ 380-88) обозначаются буквами Ст. Цифры после обозначения означают порядковый номер стали в ГОСТе.
|
Марка стали |
Химический состав |
|||||
|
C |
Mn |
Si |
P |
S |
N2 |
|
|
Ст.1кп |
0,06-0,12 |
0,25-0,5 |
Не более 0,05 |
Не более 0,07 |
Не более 0,06 |
Не более 0,008 |
|
Ст.1пс |
0,06-0,12 |
0,25-0,5 |
0,05-0,15 |
|||
|
Ст.1сп |
0,06-0,12 |
0,25-0,5 |
0,15-0,3 |
Стали общего назначения применяются для изготовления малонагруженных
автомобильных нормалей, несложных приспособлений и нестандартного
оборудования в ремонтном производстве. Химический состав и механические свойства углеродистых конструкционных сталей повышенной и высокой обрабатываемости резанием. Эти стали (ГОСТ 1414—75) благодаря их высокой технологичности широко применяются при массовом
производстве деталей, в частности в отечественном автомобилестроении
при использовании автоматического станочного оборудования.
Преимуществом этих сталей является возможность обеспечения высокой поверхностной твердости деталей при сохранении вязкой сердцевины металла в результате обычной объемной закалки.
Перед обозначением качественных углеродистых сталей рекомендуется писать слово "сталь". Цифры после обозначения этих сталей, а также сталей повышенной и высокой обрабатываемости означают среднее содержание в них углерода. Если при изготовлении автомобильных деталей используются качественные стали с уменьшенными по отношению к ГОСТу колебаниями содержания в них углерода, после марки стали пишется слово "селект", например: "сталь 45 селект". Углеродистые качественные стали широко распространены в автомобильной промышленности для изготовления ответственных автомобильных деталей, а также в ремонтном производстве
при изготовлении приспособлений и нестандартного оборудования.
Легированные и низколегированные стали
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.
Легированные стали, как правило, подвергаются термической или химико-термической обработке. В обозначениях марок конструкционных легированных сталей цифра слева указывает среднее содержание в данной стали углерода в сотых долях процента; последующие буквы и цифры, расположенные правее букв, свидетельствуют о наличии и примерном содержании в данной стали (в процентах) легирующих компонентов. Например, сталь марки 12ХН3А является высококачественной, легированной хромом и никелем, содержащей в среднем 0,12 % углерода (0,09-0,16), около 1 % хрома (0,60-0,90), примерно 3 % никеля(2,75—3,15). Для особенно сильно действующих на свойства сталей легирующих компонентов, какими являются, в частности, молибден, титан, ванадий и бор, присутствие принятых для них индексов в обозначениях марки стали не означает, что их количество близко к 1 %. Обычно содержание молибдена не превышает 0,6 %,титана и ванадия 0,20 %, а бора ограничивается еще меньшими величинами. 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.
Рессорно-пружинные, высоколегированные жаростойкие и жаропрочные стали
Легированные рессорно-пружинные стали (ГОСТ 14959-79) широко применяют в конструкциях отечественных автомобилей для изготовления
деталей подвесок — пружин, листовых рессор, пластин торсионов автомобилей, а также клапанных пружин двигателей, пружин сцепления
и различных других деталей. В меньшей степени применяют для изготовления различных пружин углеродистые стали, предусмотренные тем же ГОСТом. Рессорно-пружинные стали относятся к высокоуглеродистым, причем в качестве легирующих элементов для них особенно характерно содержание кремния, марганца, хрома и ванадия. Высоколегированные жаростойкие и жаропрочные стали (ГОСТ 5632-72), применяемые для изготовления клапанов автомобильных двигателей. В некоторых случаях на заготовку клапанов в индукторе при использовании специального флюса наплавляется кольцо из жаростойкого сплава на никель-хром-бористой основе. Для этой цели применяются, в частности, сплавы ЭП-616 и ЭП-616А (двигатели ВАЗ), ЭП-869 (двигатели КамАЗ-740). Полости клапанов двигателей ЗИЛ-130, ЗМЗ-53 и некоторых других заполняют металлическим натрием, испарение которого во время работы двигателя способствует снижению рабочих температур тарелок клапанов.