Чугун и его применение презентация. Презентация на тему "Чугуны. Классификация чугунов". Схемы микроструктур чугуна в зависимости от металлической основы и формы графитовых включений

Разработчик:: Кремис Е.П.

Цель: изучить чугуны Задачи:

-изучить:
влияние постоянных примесей на структуру и свойства
чугуна;
классификацию чугунов;
свойства и применение чугунов
маркировку чугунов по ГОСТу;
-научиться:
выбирать тип чугуна для изготовления деталей машин;
расшифровывать марки чугунов.

Сплавы железа с углеродом, содержащие углерода от 2,14 до 6,67 % называют чугунами.

Ориентировочное влияние элементов на структуру чугуна
Влияние
Элементы
Содержание в %
Относительное графитизирующее
действие
на основную
металлическую
массу
Уменьшение
содержания
перлита
на графит
при
затвердевании
в твердом
состоянии
Увеличение
количества и
укрупнение
+ 1,0
+ 1,0
Кремний
До 3,0
Углерод
Марганец
Более 1,7
» 0,8
То же
Размельчение
перлита
То же
Слабое
размельчение
+ 1,0
От +0,2 до + 0,5
» 1,0
Образование
сернистого
марганца
То же, но уменьшение количества
- 0,2
» -0,2 » 0,5
Фосфор
До 1,0
Образование
фосфидов
Влияет слабо
+ 0,1
» + 0,1 » -0,2
Сера
» 0,2
Образование
сульфидов
Уменьшение
количества
- 2,0
»-2»-4
Никель
» 1,5
Размельчение
перлита
+ 0,4
» + 0,4 » - 0,2
Хром
» 1,0
То же
- 1,2
» - 1,2 » - 3,0
Увеличение
количества и
слабое
размельчение
Уменьшение
количества и
слабое
размельчение
Примечания: 1. Знак «+» обозначает положительное, а знак «-» - отрицательное влияние.

Процесс графитизации.

Процесс графитизации
.
Графит – это полиморфная модификация углерода.
Способы образования графита в чугуне
- из жидкой фазы;
- при разложении ранее образовавшегося цементита.
Графитизацию из жидкой фазы, а также от распада
цементита первичного и цементита, входящего в состав
эвтектики, называют первичной стадией графитизации.
Выделение вторичного графита из аустенита называют
промежуточной стадией графитизации.
Образование эвтектоидного графита, а также графита,
образовавшегося в результате цементита, входящего в состав
перлита, называют вторичной стадией графитизации.

Формы графита: пластинчатый; шаровидный; хлопьевидный; вермикулярный.

Классификация чугунов

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:
белый чугун – углерод в связанном состоянии в виде цементита, в
изломе имеет белый цвет и металлический блеск
серый чугун – весь углерод или большая часть находится в
свободном состоянии в виде графита
половинчатый – часть углерода находится в свободном
состоянии в форме графита
высокопрочный
шаровидную форму
ковкий чугун
форму
чугун
графитные
включения
имеют
- графитные включения имеют хлопьевидную

В зависимости от формы графита и
условий его образования различают
следующие группы чугунов
серый – с пластинчатым графитом
высокопрочный – с шаровидным
графитом
ковкий – с хлопьевидным графитом

Схемы микроструктур чугуна в зависимости от металлической основы и формы графитовых включений

Серый чугун
Свойства
Механические свойства серого чугуна зависят от
количества и размера графитных включений. По
сравнению с металлической основой графит имеет
низкую прочность. Поэтому графитные включения
можно считать нарушениями сплошности,
ослабляющими металлическую основу. Так как
пластинчатые включения наиболее сильно ослабляют
металлическую основу, серый чугун имеет наиболее
низкие характеристики, как прочности, так и
пластичности среди всех машиностроительных
чугунов. Уменьшение размера графитных включений
улучшает механические свойства.

Применение

Учитывая малое сопротивление отливок из серого
чугуна растягивающим и ударным нагрузкам, следует
использовать этот материал для деталей, которые
подвергаются сжимающим или изгибающим
нагрузкам. В станкостроении это – базовые, корпусные
детали, кронштейны, зубчатые колеса, направляющие;
в автостроении - блоки цилиндров, поршневые кольца,
распределительные валы, диски сцепления. Отливки из
серого чугуна также используются в
электромашиностроении, для изготовления товаров
народного потребления.

Высокопрочный чугун
Свойства
Эти чугуны обладают высокой жидкотекучестью,
линейная усадка – около 1%. Литейные напряжения в
отливках несколько выше, чем для серого чугуна. Изза высокого модуля упругости достаточно высокая
обрабатываемость резанием. Обладают
удовлетворительной свариваемостью.

Применение

Из высокопрочного чугуна изготовляют тонкостенные
отливки (поршневые кольца), шаботы ковочных
молотов, станины и рамы прессов и прокатных станов,
изложницы, резцедержатели, планшайбы.
Отливки коленчатых валов массой до 2..3 т, взамен
кованых валов из стали, обладают более высокой
циклической вязкостью, малочувствительны к
внешним концентраторам напряжения, обладают
лучшими антифрикционными свойствами и
значительно дешевле.

Ковкий чугун
Свойства
Ферритные ковкие чугуны (КЧ 33-8, КЧ 37-12) имеют
более высокую пластичность, а перлитные
(КЧ 50-4, КЧ 60-3) более высокую прочность

Применение

Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей,
работающих при ударных и вибрационных нагрузках.
Из ферритных чугунов изготавливают картеры
редукторов, ступицы, крюки, скобы, хомутики, муфты,
фланцы.
Из перлитных чугунов изготавливают вилки
карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера,
тормозные колодки.

Отбеленные и другие чугуны Отбеленные – отливки, поверхность которых состоит из белого чугуна, а внутри серый или высокопрочный чугун.

Состав
2,8…3,6 % углерода, и пониженное содержание кремния
–0,5…0,8 %.
Свойства
Имеют высокую поверхностную твердость (950…1000
НВ) и очень высокую износостойкость.

Применение Используются для изготовления прокатных валов, вагонных колес с отбеленным ободом, шаров для шаровых мельниц. Для изготовления

деталей, работающих в условиях
абразивного износа, используются белые чугуны,
легированные хромом, хромом и марганцем, хромом и
никелем. Отливки из такого чугуна отличаются высокой
твердостью и износостойкостью.
Для деталей, работающих в условиях износа при высоких
температурах, используют высокохромистые и
хромоникелевые чугуны. Жаростойкость достигается
легированием чугунов кремнием (5…6 %) и алюминием (1…2
%). Коррозионная стойкость увеличивается легированием
хромом, никелем, кремнием.
Для чугунов можно применять термическую обработку.

Маркировка чугунов

КЧ30-6
СЧ15

Серый чугун маркируется буквами СЧ с добавлением цифры, которая указывает предел прочности чугуна при растяжении. Например: СЧ15 СЧ –серый

Серый чугун маркируется буквами СЧ с
добавлением цифры, которая указывает
предел прочности чугуна при
растяжении.
Например: СЧ15
СЧ –серый чугун;
15 - предел прочности на растяжение
σв=150Мпа.

Ковкий чугун маркируется буквами КЧ и цифрами. Первые две цифры указывают предел прочности на растяжение, а вторые относительное удлинени

Ковкий чугун маркируется буквами КЧ и
цифрами. Первые две цифры указывают
предел прочности на растяжение, а
вторые относительное удлинение при
растяжении.
Например: КЧ30-6
КЧ – ковкий чугун;
30 - предел прочности на растяжение
σв=300Мпа;
6 - относительное удлинение при
растяжении δ=6%.

Высокопрочный чугун маркируется буквами ВЧ и цифрами. Первые две цифры указывают предел прочности на растяжение, а вторые относительное у

Высокопрочный чугун маркируется
буквами ВЧ и цифрами. Первые две
цифры указывают предел прочности на
растяжение, а вторые относительное
удлинение при растяжении.
Например: ВЧ35-22
ВЧ – высокопрочный чугун;
35 - предел прочности на растяжение
σв=350Мпа;
22 - относительное удлинение при
растяжении δ=22%.

Марки серого чугуна для отливок, применяемых в основных отраслях машиностроения

Отрасль
машиностроения
Назначение отливок
Марка чугуна (по ГОСТ 1412 – 70)
Автостроение
Коробки скоростей, всасывающие и выхлопные трубы, маховики
Блоки цилиндров
СЧ 15-32
СЧ 18-36 СЧ 24-44
Головки цилиндров
СЧ 21-40; СЧ 28-48
Гильзы цилиндров
СЧ 21-40
Станины прессов, гидроцилиндры
СЧ 32-52
Станины станков, разметочные плиты,
гидроцилиндры, клапаны
СЧ 21-40
Основания станков, салазки, столы
СЧ 18-36
Корыта, краники, основания, плиты
СЧ 00
Мелкие и средние неответственные отливки
СЧ 15-32
Выхлопные трубы, маховики,
фундаментные рамы, картеры, крышки
рабочих цилиндров, блоки и другие
ответственные отливки
СЧ 21-40
Тракторостроение
Станкостроение
Дизелестроение

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какие сплавы относятся к чугунам?
2. На какие группы подразделяют чугуны?
2. Какую форму может иметь графит?
3. Какое свойство придает графит чугунам?
4. Какими свойствами обладает серый чугун?
5. Какие чугуны называются отбеленными?
6. Почему белый чугун имеет ограниченное использование?
7. Как маркируются чугуны?

Домашнее задание

, с.80-87
Создать презентацию.
Темы презентаций:
Модифицированные чугуны.
Антифрикционные чугуны.
Влияние углерода на свойства чугунов.

Список литературы

1 Никифоров В.М. Технология металлов и конструкционные материалы.
– М.: Машиностроение, 1987
2 Справочник машиностроителя. В 6-ти т. Т. 6/ Под редЭ.А.Сателя. – 3-е
изд., исправ. и доп. – М.: Машиностроение, 1964. 540 с. ил.
3 http://mashinostroenie.3dn.ru/publ/materialovedenie/chuguny/25-1-0-27
4 http://do.gendocs.ru/docs/index-208591.html?page=4#5480651

1 слайд

Тема: "Чугуны. Классификация чугунов"

2 слайд

1. Жидкотекучесть - способность металлов и сплавов в расплавленном состоянии заполнять полости литейной формы (+) 2. Кристаллизация – это переход металла из твёрдого состояния в жидкое состояние(-) 3. Ползучесть - способность материала медленно и непрерывно пластически деформироваться….(+) 4. Ковкость - способность металлов и сплавов подвергаться различным методам механической обработки и режущим инструментом.(-) 5. Усадка - способность металлов и сплавов после застывания сокращаться в размерах.(+) Блиц- опрос

3 слайд

4 слайд

5 слайд

ПРИМЕСИ ПОЛЕЗНЫЕ ВРЕДНЫЕ МАРГАНЕЦ – повышает твердость чугуна КРЕМНИЙ – повышает прочность и вязкость, улучшает литейные свойства.. СЕРА - понижает прочность, ухудшает литейные свойства ФОСФОР – повышает хрупкость

6 слайд

в зависимости от степени графитизации, обусловливающей вид излома, - на серый, белый и половинчатый (или отбелённый); в зависимости от формы включений графита - на чугун с пластинчатым, шаровидным (высокопрочный чугун), вермикулярным и хлопьевидным (ковкий чугун) графитом; в зависимости от назначения - на конструкционный и чугун со специальными свойствами; по химическому составу - на легированные и нелегированные. Классификация и свойства чугуна.

7 слайд

Классификация чугунов: 1. По структуре: 1) Первичный чугун – белый или передельный (с = 3,7 %– 4,5%) Fe3C – цементит для получения стали. 2)Серый или литейный чугун. марка: СЧ – 15 Маркировка серых чугунов: Буквы СЧ – (обозначают серый чугун) Цифры – предел прочности на растяжение, кгс/мм2; Пример СЧ – 18 – Серый чугун, 18 - – предел прочности при растяжении, 18 кгс/мм2;

8 слайд

3) Ковкий чугун КЧ – 40 – 10, КЧ 40-20 Маркировка ковких чугунов: Буквы КЧ – (обозначают ковкий чугун) Цифры –(1 - число -предел прочности при растяжении, кгс/мм2 , 2 –относительное удлинение, %) Пример КЧ – 35 – 10 - Ковкий чугун, 35 - предел прочности при растяжении, 35кгс/мм2 , 10 - относительное удлинение,10 %)

9 слайд

4)Высокопрочный чугун ВЧ- 35 Маркировка высокопрочных чугунов: Буквы ВЧ – (обозначают высокопрочный чугун) Цифры –(1 - число предел прочности при растяжении, кгс/мм2 , 2 –относительное удлинение, %) Пример ВЧ – 42 – 12 - Ковкий чугун, 42 - предел прочности при растяжении, 35кгс/мм2 , 12 - относительное удлинение,10 %)

10 слайд

5) Антифрикционный чугун – получают на основе серых, высокопрочных и ковких чугунов. Маркировка антифрикционного чугуна: Буквы АЧ– (обозначают антифрикционный чугун) Цифры – номер марки по ГОСТу Пример АЧС – 2, антифрикционный серый чугун, 2 – номер марки по ГОСТу.

11 слайд

Х – ХРОМ; Д – МЕДЬ Т – ТИТАН М – МОЛИБДЕН Н – НИКЕЛЬ Ю – АЛЛЮМИНИЙ С – КРЕМНИЙ Г – МАРГАНЕЦ Ф - ВАНАДИЙ 6) Легированные чугуны – чугуны в которые вводятся специальные элементы для улучшения свойств чугунов.

12 слайд

ЧН 1ХМД – легированный чугун, содержание никеля – 1%, содержание молибдена и меди – до 1,5%

13 слайд

Как называется чугун, в котором углерод содержится в виде цементита? Как называется чугун, получаемый медленным охлаждением? Как называется чугун с шаровидными включениями? Какой чугун переделывается в сталь? Как называется чугун, получаемый в результате отжига? Как называется чугун, в котором углерод находится в виде пластинок графита? Как называется чугун, получаемый в результате модифицирования? Как называется чугун с графитом в виде хлопьев? Какой чугун обладает высокими литейными свойствами? Какой чугун имеет высокую пластичность? Форма ответа: сочетание цифры вопроса и буквы ответа. Варианты ответов: а) серый б) белый в) ковкий г) высокопрочный

Белый чугун Белые чугуны характеризуются наличием углерода в виде цементита (Fe 3 C). Белый чугун отличается: высокой твердостью хрупкостью высокой износостойкостью Обычно белый чугун не подвергается механической обработке и используется для переделки в ковкий чугун.

Свойства серого чугуна Серый чугун обладает высокими литейными свойствами, хорошо обрабатывается резанием. Широко применяется в машиностроении. Для повышения механических свойств производится модифицирование серого чугуна путем добавления алюминия или кальция.

Антифрикционный чугун Антифрикционные чугуны получают на основе серых, высокопрочных и ковких чугунов. Чугуны АЧС легированы: хромом (0,2-0,4%), никелем (0,2-0,4 %), медью (0,3-2 %), алюминием (0,4-0,8 %). Чугуны АЧВ легированы: медью (0,7 %), магнием (0,03 %). Чугуны АЧК легированы: медью (1- 1,5%).

Жаропрочный чугун Путем введения легирующих элементов создаются чугуны со специальными физическими и химическими свойствами. Жаропрочный чугун предназначен для эксплуатации при температуре до 600° С. Легирован никелем, хромом, марганцем. Жаропрочный чугун применяется для изготовления деталей газовых турбин, насосов, двигателей внутреннего сгорания.

Маркировка жаропрочных чугунов Обозначение марки жаропрочного чугуна включает: букву Ч (обозначает «чугун»); буквы Н, X, Г (обозначают легирующие элементы никель, хром, марганец); букву Ш (обозначает, что графит имеет шаровидную форму); цифры за буквой (указывают процентное содержание легирующих элементов).

Жаростойкий чугун Жаростойкий чугун обладает способностью противостоять окислению при повышенных температурах. Легирован хромом, кремнием, алюминием. Жаростойкий чугун сохраняет свойства при температуре до ° С.

Маркировка жаростойких чугунов Обозначение марки жаростойкого чугуна включает: буквы ЖЧ (обозначают «жаростойкий чугун»); буквы X, С, Ю (обозначают легирующие элементы хром, кремний, алюминий); букву Ш (обозначает, что графит имеет шаровидную. форму); цифры (указывают процентное содержание легирующих элементов).

Маркировка коррозионно- стойких чугунов Обозначение включает: букву Ч (обозначает «чугун»); буквы X, Т, М, Д, Н (обозначают легирующие элементы хром, титан, молибден, медь, никель); букву Ш (обозначает, что графит имеет шаровидную форму); цифры (указывают процентное содержание легирующих элементов).

3.Белый чугун содержит углерод в виде: а)цементита; б)шаровидного графита; в)пластинчатого графита.

Презентация по слайдам

Текст слайда: Тема: "Чугуны. Классификация чугунов"

Текст слайда: 1. Жидкотекучесть - способность металлов и сплавов в расплавленном состоянии заполнять полости литейной формы (+) 2. Кристаллизация – это переход металла из твёрдого состояния в жидкое состояние(-) 3. Ползучесть - способность материала медленно и непрерывно пластически деформироваться….(+) 4. Ковкость - способность металлов и сплавов подвергаться различным методам механической обработки и режущим инструментом.(-) 5. Усадка - способность металлов и сплавов после застывания сокращаться в размерах.(+) Блиц- опрос

Текст слайда: Чугун - это сплав железа с углеродом, содержание углерода более 2,14%.

Текст слайда:

Текст слайда: ПРИМЕСИ ПОЛЕЗНЫЕ ВРЕДНЫЕ МАРГАНЕЦ – повышает твердость чугуна КРЕМНИЙ – повышает прочность и вязкость, улучшает литейные свойства.. СЕРА - понижает прочность, ухудшает литейные свойства ФОСФОР – повышает хрупкость

Текст слайда: в зависимости от степени графитизации, обусловливающей вид излома, - на серый, белый и половинчатый (или отбелённый); в зависимости от формы включений графита - на чугун с пластинчатым, шаровидным (высокопрочный чугун), вермикулярным и хлопьевидным (ковкий чугун) графитом; в зависимости от назначения - на конструкционный и чугун со специальными свойствами; по химическому составу - на легированные и нелегированные. Классификация и свойства чугуна.

Текст слайда: Классификация чугунов: 1. По структуре: 1) Первичный чугун – белый или передельный (с = 3,7 %– 4,5%) Fe3C – цементит для получения стали. 2)Серый или литейный чугун. марка: СЧ – 15 Маркировка серых чугунов: Буквы СЧ – (обозначают серый чугун) Цифры – предел прочности на растяжение, кгс/мм2; Пример СЧ – 18 – Серый чугун, 18 - – предел прочности при растяжении, 18 кгс/мм2;

Текст слайда: 3) Ковкий чугун КЧ – 40 – 10, КЧ 40-20 Маркировка ковких чугунов: Буквы КЧ – (обозначают ковкий чугун) Цифры –(1 - число -предел прочности при растяжении, кгс/мм2 , 2 –относительное удлинение, %) Пример КЧ – 35 – 10 - Ковкий чугун, 35 - предел прочности при растяжении, 35кгс/мм2 , 10 - относительное удлинение,10 %)

Текст слайда: 4)Высокопрочный чугун ВЧ- 35 Маркировка высокопрочных чугунов: Буквы ВЧ – (обозначают высокопрочный чугун) Цифры –(1 - число предел прочности при растяжении, кгс/мм2 , 2 –относительное удлинение, %) Пример ВЧ – 42 – 12 - Ковкий чугун, 42 - предел прочности при растяжении, 35кгс/мм2 , 12 - относительное удлинение,10 %)

Слайд №10

Текст слайда: 5) Антифрикционный чугун – получают на основе серых, высокопрочных и ковких чугунов. Маркировка антифрикционного чугуна: Буквы АЧ– (обозначают антифрикционный чугун) Цифры – номер марки по ГОСТу Пример АЧС – 2, антифрикционный серый чугун, 2 – номер марки по ГОСТу.

Слайд №11

Текст слайда: Х – ХРОМ; Д – МЕДЬ Т – ТИТАН М – МОЛИБДЕН Н – НИКЕЛЬ Ю – АЛЛЮМИНИЙ С – КРЕМНИЙ Г – МАРГАНЕЦ Ф - ВАНАДИЙ 6) Легированные чугуны – чугуны в которые вводятся специальные элементы для улучшения свойств чугунов.

Слайд №12

Текст слайда: ЧН 1ХМД – легированный чугун, содержание никеля – 1%, содержание молибдена и меди – до 1,5%

Слайд №13

Текст слайда: Как называется чугун, в котором углерод содержится в виде цементита? Как называется чугун, получаемый медленным охлаждением? Как называется чугун с шаровидными включениями? Какой чугун переделывается в сталь? Как называется чугун, получаемый в результате отжига? Как называется чугун, в котором углерод находится в виде пластинок графита? Как называется чугун, получаемый в результате модифицирования? Как называется чугун с графитом в виде хлопьев? Какой чугун обладает высокими литейными свойствами? Какой чугун имеет высокую пластичность? Форма ответа: сочетание цифры вопроса и буквы ответа. Варианты ответов: а) серый б) белый в) ковкий г) высокопрочный

Слайд №14

Текст слайда: 1.б 2.а 3.г 4. б 5. в 6. а 7. г 8. в 9. а 10. в Ответы:

Слайд №15

Текст слайда: 1. Чугун Транспортирование леса по реке 2. Металл Основной компонент чугуна 3. Неметалл Нежелательный компонент чугуна Кроссворд "Ассоциация"

Слайд №16

Текст слайда: 4. Легирующие добавки Сплавы железа с кремнием, марганцем 5. Легирующий элемент Кожа 6. Неметалл в составе чугуна Составная часть горной породы

Слайд №17

Текст слайда: 7. Неметалл Основной компонент чугуна 8. Легирующий элемент Выдающаяся личность 9. Легирующий элемент Лес

Слайд №18

Текст слайда: Сообщение: «Чугуны, применяемые в машиностроении» Выучить классификацию чугунов, и их маркировку. Домашнее задание.

Блиц- опрос 1. Жидкотекучесть - способность металлов и сплавов в расплавленном состоянии заполнять полости литейной формы (+) 2. Кристаллизация – это переход металла из твёрдого состояния в жидкое состояние(-) 3. Ползучесть - способность материала медленно и непрерывно пластически деформироваться….(+) 4. Ковкость - способность металлов и сплавов подвергаться различным методам механической обработки и режущим инструментом.(-) 5. Усадка - способность металлов и сплавов после застывания сокращаться в размерах.(+)

Классификация и свойства чугуна. в зависимости от степени графитизации, обусловливающей вид излома, - на серый, белый и половинчатый (или отбелённый); в зависимости от формы включений графита - на чугун с пластинчатым, шаровидным (высокопрочный чугун), вермикулярным и хлопьевидным (ковкий чугун) графитом; в зависимости от назначения - на конструкционный и чугун со специальными свойствами; по химическому составу - на легированные и нелегированные.

Форма ответа: сочетание цифры вопроса и буквы ответа. Варианты ответов: а) серый б) белый в) ковкий г) высокопрочный Как называется чугун, в котором углерод содержится в виде цементита? Как называется чугун, получаемый медленным охлаждением? Как называется чугун с шаровидными включениями? Какой чугун переделывается в сталь? Как называется чугун, получаемый в результате отжига? Как называется чугун, в котором углерод находится в виде пластинок графита? Как называется чугун, получаемый в результате модифицирования? Как называется чугун с графитом в виде хлопьев? Какой чугун обладает высокими литейными свойствами? Какой чугун имеет высокую пластичность?