Пластичні нікелієві праски D-2

ЗМІСТ

ПЕРЕДМОВА

I.ВПЕРЕД
II.ВСТУП
III.ІНЖЕНЕРНІ ДАНІ
A. Вступ (стор. 1)
B.Властивості на розтяг (стор.1 [ГГ] амп; 2)
C.Інші механічні (стор.2)
D. Фізичні властивості (стор.2)
E. Список літератури (стор.2)
IV.АВСТУМЕРОВАНИЙ МАТИЛЬНИЙ ЗАЛІЗ
V. СКЛАДАНІ КУТИЛЬНІ ЗАЛІЗИ
А. Вступ
B. Кремнієво-молібденові пластичні чавуни
C. Аустенітні пластичні чавуни
D. Список літератури

VI.ОБРОБЛИВОСТЬ

VII ОБРОБКА ТЕПЛА
VIII ЗВАРЮВАННЯ, МАСЛЕННЯ І ЗВ'ЯЗКИ
А.Зварювання
Б.Базінг
C. Список літератури
IX ОБРОБКИ ПОВЕРХНІ
КОНСТРУКЦІЯ КУТИЛЬНИМ ЗАЛІЗОМ
ЛІТНІ КАСТИНГИ
XIISPECIFICATIONS
XIIISEARCH (покажчик)

Домашня сторінка

РОЗДІЛ V. СПЛАВОВІ МАТИЛЬНІ ЗАЛІЗИ

ВСТУП

Три сімейства сплавів ковких чавунів - аустенітні (з високим вмістом нікелю - Ni - стійкі), бейнітні та феритні (з високим рівнем кремнію-молібдену) - були розроблені або для забезпечення особливих властивостей, або для задоволення вимог до умов експлуатації, які є занадто суворими для звичайних або суворі пластичні чавуни. У той час як звичайні та жорсткі ковкі чавуни містять обмежений відсоток легуючих елементів насамперед для забезпечення бажаної мікроструктури, сплави ковких чавунів містять значно вищі рівні сплаву для забезпечення поліпшених або особливих властивостей. Високі рівні кремнію в поєднанні з молібденом надають феритним ковким чавунам чудові механічні властивості при високих температурах та покращену стійкість до високотемпературного окислення. Високий вміст нікелю в аустенітних ковких чавунах у поєднанні з хромом певних марок забезпечує покращену стійкість до корозії, чудові механічні властивості як при підвищених, так і при низьких температурах, а також контрольоване розширення, магнітні та електричні властивості. Бейнітні праски застосовуються там, де високу міцність та хорошу зносостійкість можна отримати як у литому стані, так і піддавши термічній обробці із використанням 1 - 3% сплаву (Ni та Mo). Байнітні праски не настільки широко використовуються, як аустенітні або Si-Mo ковкі чавуни, тому вони не будуть розглянуті в цій главі. Читачеві рекомендується зв’язатися з нами для отримання додаткової інформації або проконсультуватися з іншими публікаціями, такими як" Підручник із виливків із заліза" доступна через Товариство американських ливарників' s.

Повернутися до початку

СИЛІКОНОВО-МОЛІБДЕНОВІ ДУКТИЛЬНІ ЗАЛІЗИ

Легкі пластичні чавуни, що містять 4-6% кремнію, як окремо, так і в поєднанні з молібденом до 2%, були розроблені для задоволення зростаючих вимог до високоміцних ковких чавунів, здатних працювати при високих температурах в таких областях, як випускні колектори або кожухи турбокомпресорів. Основними властивостями, необхідними для таких застосувань, є стійкість до окислення, структурна стійкість, міцність та стійкість до теплового циклу.

Ці нелеговані сорти зберігають свою міцність до помірних температур (рисунки 3.21,3.22,3.23), добре працюють при теплових циклах від низької до середньої важкості (рисунок 3.37) і виявляють стійкість до росту та окислення, що перевищує стійкість нелегованого сірого заліза (таблиця 3 . 1). Ферритові пластичні чавуни демонструють менший ріст при високих температурах завдяки стабільності мікроструктури. Легування з кремнієм та молібденом значно покращує показники високотемпературних ферритних ковких чавунів, зберігаючи при цьому багато переваг виробництва та витрат звичайних ковких чавунів.

Повернутися до початку

Ефект кремнію

Кремній підвищує ефективність ковкого чавуну при підвищених температурах, стабілізуючи ферритну матрицю та утворюючи багатий кремнієм поверхневий шар, який стримує окислення. Стабілізація ферритової фази знижує зростання високої температури двома способами. Спочатку кремній підвищує критичну температуру, при якій ферит перетворюється в аустеніт (рис. 5.1). Критична температура вважається верхньою межею корисного діапазону температур для ферритних ковких чавунів. Вище цієї температури розширення і стиснення, пов’язані з перетворенням фериту в аустеніт, можуть спричинити спотворення лиття та розтріскування поверхневого оксидного шару, зменшуючи опірність окисленню. По-друге, сильна тенденція ферритизації кремнію стабілізує матрицю проти утворення карбідів та перліту, тим самим зменшуючи ріст, пов'язаний з розкладом цих фаз при високій температурі.

Захист від окислення, який пропонує кремній, зростає із збільшенням вмісту кремнію (рис. 5.2). Рівень кремнію вище 4% достатній, щоб запобігти будь-якому значному збільшенню ваги після утворення початкового оксидного шару.

Таблиця 5.1 Вплив кремнію та молібдену на високотемпературну міцність на розрив та повзучість феритового ковкого чавуну.

Сіре залізо:Нелегований, позбавлений напруги.Ковкі праски:Субкритичний відпал у 1450 році^oF (788^oC).

Кремній впливає на механічні властивості ковкого чавуну при кімнатній температурі шляхом твердіння твердим розчином феритової матриці. На рисунку 5.3 показано, що збільшення вмісту кремнію збільшує вихід і міцність на розрив і зменшує подовження. Якщо рівень кремнію перевищує 6%, матеріал може стати занадто крихким для технічних завдань, що вимагають будь-якої ступеня в'язкості. Таким чином, найкраще поєднання термостійкості та механічних властивостей забезпечується вмістом кремнію в діапазоні 4-6%. Ефект зміцнення твердого розчину кремнію зберігається до температури до 1000^oF (540^oВ), але вище цієї температури також зменшується міцність на розрив висококремнієвих сплавів (табл. 5.1). Малюнки 5.4 та 5.5 ілюструють міцність на повзучість і розрив при високому температурному режимі, отримані у ферритних ковких чавунах, що містять 4% кремнію.

Повернутися до початку

Вплив молібдену

Молібден, чий сприятливий вплив на властивості сталей повзучості та руйнування напруги також добре відомий, також має подібний вплив на пластичні чавуни. Міцність на повзучість і напруженість на розрив, що призводить до високотемпературних властивостей, порівнянних із властивостями литої сталі, що містить 0,2% вуглецю та 0,6% марганцю.

Повернутися до початку

Високий кремній з молібденом

Додавання до 2% молібдену до 4% кремнієвих пластичних чавунів призводить до значного збільшення міцності на розрив при високій температурі (табл. 5. 1), міцності на розрив (таблиці 5.1 та 5.2 та рис. 5.5) та міцності на повзучість (рис. 5.4). Встановлено, що додавання молібдену в діапазоні 0-1% висококремнієвих пластичних чавунів є дуже ефективними для підвищення стійкості до термічної втоми (таблиця 5.3 та малюнок 3.37).

Таблиця 5.2 Вплив кремнію та молібдену на міцність на розрив ферритних ковких чавунів.

Повернутися до початку

Таблиця 5.3 Вплив кремнію та молібдену на температурну циклічну поведінку феритного ковкого чавуну.

Повернутися до початку

Програми

Високоякісні кремнієво-молібденові ковкі праски пропонують дизайнеру та кінцевому споживачеві поєднання низької вартості, гарної міцності при високій температурі, чудової стійкості до окислення та росту та хорошої продуктивності в умовах теплового циклізму. Як результат, ці матеріали були дуже економічно вигідними при застосуванні з робочою температурою в межах 1200-1500^oF (650-820^oВ) і там, де може відбуватися циклічне термальне сповіщення від низької до середньої важкості. В даний час пластичні чавуни з 4% кремнію та 0,6-0,8% молібдену призначені для численних автомобільних колекторів та кожухів турбокомпресорів. Висококремнієві праски, що містять 1% молібдену, використовуються для спеціальних високотемпературних випускних колекторів та стійок для термообробки.

Повернутися до початку

Вимоги до виробництва

Висококремнієво-молібденові ковкі чавуни можуть бути успішно вироблені будь-якою компетентною ливарною ковкою із чугунного чугуна, яка добре контролює технологічні процеси, за умови дотримання наступних запобіжних заходів.

Вуглецьрівні слід підтримувати в межах 2,5-3,4%. Вміст вуглецю слід зменшувати у міру збільшення рівня кремнію та розмірів секцій.

Кремнійможе варіюватися від 3,7 до 6% відповідно до заявки. Збільшення вмісту кремнію покращує стійкість до окислення і підвищує міцність при низьких до проміжних температурах, але знижує в'язкість та оброблюваність.

Молібденвміст до 2%. Підвищення рівня молібдену підвищує міцність при високій температурі та покращує оброблюваність, але знижує в'язкість і може виділятися, утворюючи карбіди, що межують із зернами. Інші перлітові та карбідостабілізуючі елементи слід тримати якомога нижче, щоб забезпечити ферритну матрицю без карбіду.

Слід застосовувати звичайні методи нодуляризації та інокуляції, але температури заливки повинні бути вищими, ніж для звичайного ковкого чавуну. Підвищений рівень шламу вимагає належних методів затоплення та заливки, а збільшення усадки вимагає більших стояків. Виливки необхідно витрушувати та обробляти обережно, щоб уникнути поломки, а всі виливки слід термічно обробити для поліпшення в’язкості. Кастингам зазвичай проводять субкритичний відпал - 4 години на 1450 рік^oF (790^oВ) і піч охолоджують до 400^oF (200^oВ) - але повний відпал необхідний, якщо матриця містить значну кількість карбідів та перліту. Оброблюваність подібна до звичайної перлітової / феритної ковких чавунів зі значеннями твердості в діапазоні 200-230 BHN.

Повернутися до початку

АУСТЕНІТНІ МАТИЧНІ ЗАЛІЗИ

Сімейство аустенітних високолегованих ковких чавунів, що ідентифікуються під торговою назвою& quot; Ковкий Ni-Resist"випускаються протягом багатьох років для задоволення широкого спектра застосувань, що вимагають особливих хімічних, механічних та фізичних властивостей у поєднанні з економічністю та простотою виробництва ковкого чавуну. Пластичні нікелієві праски, що містять 18-36% нікелю та до 6% хрому, поєднують міцність на розрив 55-80 ksi (380-550 МПа) та подовження 4-40% із наступними особливими властивостями:

● корозія, ерозія та зносостійкість,

● хороша міцність, пластичність та стійкість до окислення при високих температурах,

● міцність і стабільність при низьких температурах,

● контрольоване теплове розширення,

● контрольовані магнітні та електричні властивості та

● хороша плавність і оброблюваність.

Повернутися до початку

Технічні характеристики та рекомендації

У таблиці 5.4 наведено специфікації ASTM та ASME для ковких нікелієвих прасок та перелічено типові області застосування для кожного класу. Розділ XII містить додаткову інформацію про міжнародні специфікації для цих матеріалів. Заявки, перераховані для кожного класу, мають переваги наступних загальних характеристик.

Тип D-2, найбільш часто використовуваний сорт, рекомендується для експлуатації, що вимагає стійкості до корозії, ерозії та зносу до тертя до температури 1400^oF (760^oC).