2.7.7. Високоміцні чавуни

Високоміцними називають чавуни з кулястою формою графіту. Структура металевої основи — ферит {рис.2.7.5), ферито-перліт або перліт. Чавун з ферит­ною основою найменш міцний, але високопластичний, а чавун з перлітною основою — міцний, але малопластичний.

Марки високоміцних чавунів позначають літерами ВЧ — високоміцний чавун й двоцифровим числом, що означає мінімальну границю міцності чавуну на розрив ст_ц в 10 -'х МПа.

Щоб отримати високоміцний чавун, перегрівають рідкий метал та додають до нього модифікатори (магній, цезій, кальцій), які сприяють сфероїзації графіту під час кристалізації. Кулястий графіт порівняно з пластинчастим є слабшим концентратором напружень. Високоміцні чавуни {таблиця 2.7.4) відзначаються добрими ливарними показниками, вони перевершують сірі й ковкі чавуни за механічними властивостями (tr,- 350... 1000 МПа, δ= 22...2%) й успішно конку­рують з ковкими чавунами та сталями. У промислово розвинутих країнах частка високоміцних чавунів серед ливарних стопів становить 20...30 %. Завдяки високій міцності й пластичності високоміцних чавунів з них виготовляють відповідальні деталі: колінчасті вали, валки вальцівних станів, шаботи коваль­ських молотів, корпуси парових турбін, супорти, різцетримачі й планшаио металорізальних верстатів.

Розділ 8 теорія термічної обробки сталі

Термічною обробкою сталі називають процес її нагрівання до визнане температури, витримування при цій температурі й подальше охолодження ■ заданою швидкістю з метою зміни структури та властивостей у бажано напрямку.

Термічно обробляють відливки, поковки, напівфабрикати (отримані валь цюванням, волочінням або пресуванням), зварні вироби, деталі машин та інст рументи різного призначення. Термічну обробку застосовують або як проміжну операцію для поліпшення технологічних властивостей (оброблюваності тиском чи різанням), або як прикінцеву операцію технологічного процесу для досяг­нення певних експлуатаційних властивостей матеріалу. Що складніша й відпо-відальніша конструкція виробу, то більша частка в ньому термооброблених деталей.

2.8.1. Перетворення, що відбуваються у сталях під час нагрівання

Якщо нагрівати дуже повільно, то всі фазові перетворення у вуглецевих сталях описує ліва частина діаграми залізо — вуглець {рис.2.5.1). Принагідно зазначимо, що критичні температури цих перетворень позначають буквою Аз певними індексами. Зокрема, температуру лінії PSK позначають через А_г температури лінії GS — через А₃, а температури лінії SE — через А_ст. До названих позначень додають індекс с в разі охолодження або індекс г — . нагрівання, наприклад: Ас,, Ас_ст, Аг₃ Відхід від рівноважних умов спричиняє тепловий гістерезис, тобто неспівпадіння критичних температур нагрівання і охолодження.

Зупинимось на фазових перетвореннях, що відбуваються під час нагріван­ня у доевтектоїдній, евтектоїдній та заевтектоїдній сталях із вихідними рівно­важними структурами.

Структура доевтектоїдної сталі при кімнатній температурі — ферит + + пер­літ (див. рис.2.5.1). При температурі Ас, (лінія PSK) перліт перетворюється в аустеніт. Вище від цієї лінії буде двофазова структура: ферит + аустеніт. В інтер­валі температур Ас_Ґ.. Ас₃ ферит поступово розчиняється у аустеніті й при Ас₃ зовсім зникає. Вище Ас₃ маємо тільки аустеніт.

В евтектоїдній сталі пластинчаста структура перліту зберігається аж Д° температури Ас,, при якій перліт повністю перетворюється в аустеніт.

У заевтектоїдній сталі з перліто-цементитною структурою при температур¹ Ас, перліт перетворюється в аустеніт, а в проміжку температур Ас,...Ас_сш вто-ринний цементит поступово розчиняється в аустеніті.

Отже, в результаті описаних перетворень у сталях сформовується одноф^а' зова аустенітна структура, яка займає частину діаграми вище лінії GSE аж Д° лінії солідус.