3. Чугуны. Классификация, маркировка, свойства, структура, область применения.

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:

• Чугун литейный (серый), в котором углерод находится в виде графита пластинчатой формы (Серый чугун широко применяется в машиностроении, так как легко обрабатывается и обладает хорошими свойствами. В зависимости от прочности серый чугун подразделяют на 10марок (ГОСТ 1412). Серые чугуны при малом сопротивлении растяжению имеют достаточно высокое сопротивление сжатию. Содержание углерода от 2,14 до 3,8%.

  • На ферритной металлической основе.

  • На ферритно-перлитной металлической основе.

  • На перлитной основе.

Перлитный серый чугун имеет высокие прочностные свойства и применяется для цилиндров, втулок и др. нагруженных деталей двигателей, станин и т.д. Для менее ответственных деталей используют серый чугун с ферритно-перлитной металлической основой.

• Чугун передельный (белый), в котором весь углерод химически связан с железом в виде цементита (этот чугун перерабатывают в сталь и ковкий чугун).

  • Доэвтектический. Содержание углерода от 2,14 до 4,3%.

  • Эвтектический. Содержание углерода 4,3%.

  • Заэвтектический. Содержание углерода от 4,3% до 6,67%.

 Белый чугун вследствие низких механических свойств и хрупкости имеет ограниченное применение для деталей простой конфигурации, работающих в условиях повышенного абразивного износа. Легирование белого чугуна карбидообразующими элементами (Cr, W, Mo и др.) повышает его износостойкость.

• Чугун ковкий, содержит хлопьевидный графит. Применятся в технике.  Наиболее высокими свойствами обладает ковкий чугун, имеющий матрицу со структурой зернистого перлита; им можно заменять литую или кованую сталь.

• Высокопрочный чугун, содержит шаровидный графит.

  • На ферритной металлической основе.

  • На ферритно-перлитной металлической основе.

  • На перлитной основе.

Маркировка чугунов.

• Серый чугун: СЧ-25, СЧ-30…СЧ-45 (Числа показывают минимальный предел прочности при растяжении, кгс/мм²)

• Высокопрочные чугуны: ВЧ38-17…ВЧ120-2 (Первые числа показывают минимальный предел прочности при растяжении, кгс/мм², вторые – минимальное относительное удлинение, %).

• Ковкие чугуны: КЧ30-6, КЧ63-2 (Первые числа показывают минимальный предел прочности при растяжении, кгс/мм², вторые – минимальное относительное удлинение, %).

44. Коррозия металлов и способы защиты.

Коррозия — процесс химического или электрохимического разрушения металлов под действием окружающей среды.

В процессе химического разрушения на поверхности металла образуется пленка из продуктов коррозии, обычно оксидов. Чаще всего химическая коррозия происходит в среде сухих газов при высокой температуре или в жидкостях неэлектролитов (окисление металла в спирте, бензине, нефти, мазуте и т. п.).

 Таким образом, электрохимическая коррозия — это разрушение сплава, сопровождающееся появлением электрического тока в результате работы множества микрогальванических элементов на корродирующей поверхности металла.

На скорость растворения металла в электролите влияют примеси, способы обработки металла, концентрация электролитов. Металл, находящийся под нагрузкой, корродирует значительно быстрее ненагруженного, так как нарушается целостность защитной пленки и образуются микротрещины (коррозионное растрескивание). Разрушение металла одновременным воздействием знакопеременных нагрузок и коррозионной среды называют коррозионной усталостью.

 В зависимости от характера окружающей среды электрохимическая коррозия может быть подводной, атмосферной, почвенной, вызванной блуждающими токами. Электрохимическая коррозия металлов в воде обусловливается присутствием в ней растворенного кислорода. При атмосферной коррозии электролитом служит тонкая пленка влаги, сам же процесс коррозии ничем не отличается от коррозии в воде.

Защиту от коррозии следует начинать с правильного подбора химического состава и структуры металла.

 Легирование стали повышает ее антикоррозионные свойства. Например, нержавеющие легированные стали, содержащие в большом количестве хром, который, образуя на поверхности оксидные пленки, приводит сталь в пассивное состояние. Существенно повышается (в 1,5...3 раза) коррозионная стойкость строительных сталей при введении в их состав меди (0,2...0,5 %).

Защитные покрытия. Металлические покрытия бывают двух типов — анодные и катодные. Для анодного покрытия используют металлы, обладающие более отрицательным электродным потенциалом, чем основной металл (например, цинк, хром). Для катодного покрытия выбирают металлы, имеющие меньшее отрицательное значение электродного потенциала, чем основной    металл (медь, олово, свинец, никель и др.).

Гальванический метод защиты состоит в том, что на поверхности изделия путем электролитического осаждения из растворов солей создается тонкий слой защищаемого металла. Покрываемое изделие при этом служит катодом, а осаждаемый металл — анодом.

Металлизация — покрытие поверхности детали расплавленным металлом, распыленным сжатым воздухом. Преимуществом этого метода защиты металла является то, что покрывать расплавом можно уже собранные конструкции.

Оксидирование — защита оксидными пленками. Для этого естественную оксидную пленку, всегда имеющуюся на металле, делают более прочной путем обработки сильным окислителем.

Фосфатирование состоит в получении на изделии поверхностной пленки из нерастворимых солей железа или марганца в результате погружения металла в горячие растворы кислых фосфатов железа или марганца.

Лакокрасочные покрытия основаны на механической защите металла пленкой из различных красок и лаков.