Шойындардың кейбір ентаңбаларының механикалық қасиеттері

Шойын	sв, МПа	d, %	НВ	Металдардың негізгі құрылымы
Сұр шойын (1412-79МЕСТ)
СЧ15 СЧ25 СЧ40 СЧ45	150 250 400 450	- - - -	1630-2290 1800-2500 2070-2850 2290-2890	Феррит Феррит+перлит Перлит Перлит
Жоғары берікті шойын (7293-79МЕСТ)
ВЧ38-17 ВЧ42-12 ВЧ50-7 ВЧ60-2 ВЧ80-2 ВЧ120-2	380 420 500 600 800 1200	17 12 7 2 2 2	1400-1700 1400-2000 1700-2410 2000-2800 2500-3300 3020-3800	Феррит+аздаған мөлшерімен перлит Перлит аздаған мөлшерімен феррит
Соғылғыш шойын (1215-79МЕСТ)
КЧ30-6 КЧ35-10 КЧ37-12 КЧ45-7 КЧ60-3 КЧ80-1,5	300 350 370 450 600 800	6 10 12 7 3 1,5	1000-1630 1000-1630 1100-1630 1500-2070 2000-2690 2700-3200	Феррит+(10-3%)перлит Перлит+(20-0%) феррит

Сұр шойындар үшін шыдамдылықтың мына шектерінің қатынасы тән (созғанда, бүгуде және бұрауда) s_-1Р :s_-1:t_-1=1:2:1,3. Шойындардың қажуға ең жоғары қарсыластығы қысатын кернеулерге.

Айтылған ерекшеліктерге сәйкес шойынды қысуға жұмыс істейтін тетікбөлшектер үшін пайдаланылғаны орынды. Бірақ пайдаланудың нақтылы жағдайында күрделі кернеулі күй-жай пайда болуы мүмкін. Мұндай жағдайда шойынның жұмыс істеу қабілеті созатын кернеулердің үлесімен шекшамаланады. Осыған байланысты сұр шойындардың механикалық қасиеттерінің көрсеткіші 1412-79МЕСТ сәйкес тұрықтық созудағы беріктік болып табылады.

Сұр шойынның ентаңбасы СЧ әріптерінен (серый чугун) және санбелгілерден тұрады, санбелгілер созғандағы уақытша кедергінің мәнін көрсетеді, МПа (7.3-кесте).

Жарақтылық қасиеттерін нашарлатып графит сонымен бірге шойынға бірсыпыра құнды қасиеттер береді. Ол кесумен өңдеуде жоңқаны ұсақтайды, майлау әсерін береді, демек, шойынның тозуға беріктігін арттырады, оған тербелістерді сөндіргіш қабілетін береді. Сонымен қатар, қаңылтақты графит бетінің ақауларына шойынның аз сезімталдығын қамтамасыз етеді. Осының арқасында шойын тетікбөлшектерінің қажуға қарсыластығы болат тетікбөлшектерімен шамалас.

Сұр шойын құймаларының тізімі мен олардың мөлшерзаты алуан түрлі: бірнеше граммдық тетікбөлшектерден (мысалы, қозғалтқыштардың піспек сақиналары) 100т, одан да көбірек (білдектердің табандары) құймаларға дейін.

Жұмыстың нақтылы жағдайлары үшін шойын ентаңбаларын таңдау технологиялықжәне механикалық қасиеттерінің жиынтығымен анықталады.

Ферритті сұр шойындар СЧ10, СЧ15, СЧ18 әлсіз- және орташа күш түсетін тетікбөлшектер үшін тағайындалған: қақпақтар, қосу бөліктері, реттеуіш дөңгелектер, беріліс тұрқылары, ішпектер, сораптар және бекіткіш тораптар, тежеуіш барабандар, ұстастыру тегершіктері, т.б.

Феррит-перлитті сұр шойындар СЧ20, СЧ21, СЧ25 көтеріңкі тұрықтық және өскелеңдік жүктемелерде жұмыс істейтін тетікбөлшектер үшін қолданылады, цилиндрлер жиынтығы, қозғалтқыштардың картерлері, цилиндр піспектері, ұстау барабандары, әр түрлі білдектердің табандары, тісті доңғалақтар т.б. құймалар.

Перлитті түрлендірілген сұр шойындар СЧ30, СЧ35, СЧ40 СЧ45 ең жоғары механикалық қасиеттерге ие, ең бастысы, ұсақ бытыраңқы графит қосымшаларынан тұрады. Олардағы графит қосымшаларының ұсақталуы сұйық шойынды темірлі силициймен немесе силикокәлциймен (0,3-0,6% қосындықоспа мөлшерзатынан) түрлендіру арқылы жетіледі. Түрлендірілген шойындар жоғары жүктемелерде немесе тозудың ауыр жағдайларында жұмыс істейтін тетікбөлшектер үшін пайдаланылады: тісті доңғалақтар, цилиндрлер жиынтығының қауыздары, жалғаусырықтар, тартқыш біліктер, т.б. Бұл ентаңбалар шойындары ең саңылаусыздыққа ие. Осы себеппен де оларды сораптардың, сыққыштардың (компрессоры), тежеуіш ауа қысымы (пневма-тика) ұсақ аспаптарының және сулы жетектердің тұрқылары үшін кеңінен қолданады.

Көтеріңкі температуралардажұмыс істейтін тетікбөлшектер үшін қосынды сұр шойындар қолданылады: қызуға тұрақтылар (қосымша Сr, Аl тұрады), қызуға беріктілер (Сr, Nі, Мо). Магнитті емес, аустенит құрылымымен хромникельді шойындар да қолданыс табуда. Олардан магниттер үшін треуіштер, ажыратқыштардың қақпақтары, т.б. жасалынады.

Сұр шойын құймалары жылумен өңдеуге түседі. Ішкі кернеулерді алу және өлшемдерін тұрақтандыру үшін төменгі жасыту (~560 0С), механикалық қасиеттерін және тозуға беріктігін арттыру үшін қалыптастыруды немесе жұмсартумен шынықтыруды пайдаланады. Цилиндрлер қауыздарының, тарату біліктерінің, автомобил жеке қозғалтқыштарының т.б. тетікбөлшектерінің тозуға беріктігін арттыру үшін перлитті шойындар азоттандыруға түседі.

Жоғары берікті шойындар. Шар тәрізді графиті бар шойындар жоғары берікті деп аталады. Оны магниймен түрлендірумен алады, сұйық шойынға 0,02-0,08% мөлшерде оны енгізеді. Шойындарды таза магниймен түрлендіру күшті от әсерімен (пироэффект) қоса жүретіндіктен таза Мg көмек қорытпамен (лигатура) алмастырады (мысалы Мg мен Nі-ң қорытпасымен).

Түрлендіруден кейінгі шойынның химиялық құрамы мынадай: 3,0-3,6%С; 1,1-2,9%Sі; 0,3-0,7%Мn; 0,02% дейін S, 0,1% дейін Р. Жоғары берікті шойын металдық негіз құрылымы бойынша ферритті немесе перлитті болуы мүмкін. Ферритті шойын негізінен ферриттен және шар тәрізді графиттен тұрады. Онда 20% дейін перлит болады. Перлитті шойынның құрылымы: сорбит тәрізді немесе қаңылтақты перлит және шар тәрізді графит. Онда 20% дейін феррит болады.

Шар тәрізді графит қаңылтақты графитке қарағанда күштілігі аз кернеулер шоғырландырушысы, сондықтан металдық негіздің механикалық қасиеттерін аз төмендетеді. Шар тәрізді графитімен шойындар ең жоғары беріктік пен біршама созымдылыққа ие. Жоғары берікті шойын беріктік шегі мен салыстырмалы ұзаруы бойынша еңтаңбаланады (8.3-кестені қараңыз).

Жоғары берікті шойын көптеген бұйымдар мен құрылғыларда болатты тиімді ауыстырып техниканың әр түрлі саласында қолданылады. Олардан қақтау білдектерінің жабдығын (12т дейін мөлшерзатымен қақтау біліктері), темір ұсталық – жом жабдығы (жомның траверсі, соғу балғасының табаны), турбо жасауда – бу қозғалтқышының тұрқы, бағыттаушы аспаптың қалақтары, трактор-, автомобил жасауда – иінді біліктер, піспектер және жоғары айналымды жүктемелерде, тоздыру жағдайларында жұмыс істейтін басқа да жауапты тетікбөлшектер жасалады.

Кейбір жағдайларда механикалық қасиеттерін жақсарту үшін құймаларға жылумен өңдеу қолданылады; беріктігін арттыру үшін – шынықтыру және жұмсарту 500-600 0С; созымдылықты өсіру үшін – перлиттің сфератәрізденуіне мүмкіндік беретін жасыту.

Соғылғыш шойын. Жапалақ тәрізді пошымымен графиті бар шойын соғылғыш деп аталады. Оларды эвтектикаға дейінгі ақ шойынды жасытумен алады. Осы себеппен соғылғыш шойынның графиті жасытудың көміртегі деп аталады. Мұндай графит қаңылтақтыдан айырмашылығы металдық негіздің механикалық қасиеттерін аз төмендетеді, соның салдарынан сұр шойынмен салыстырғанда соғылғыш шойынның ең жоғары беріктігі мен созымдылығы бар.

Соғылғыш шойынға жасытуға түсетін ақ шойын құймалары жұқа қабырғалы етіп жасалады. Олардың қимасы 50 мм көбірек болмауы тиіс, әйтпесе, қатденеленуде өзегінде қаңылтақты графит бөлініп шойын жасытуға жарамайтын болады. Осы себеппен бастапқы ақ шойынның көміртегі мен кремнийдің төмендетілген мөлшері бар. Олардың химиялық құрамы: 2,4-2,9%С; 1,0-1,6%Sі; 0,2-1,0%Мn; 0,2% дейін S, 0,18% дейін Р шекте болады.

Соғылғыш шойын құймаларының үлкен тығыздылығы су- және газ жүйесі қондырғыларының тетікбөлшектерін жасауға мүмкіндік береді; бастапқы ақ шойынның жақсы құйылу қасиеттері – күрделі пошымымен құймалар.

Соғылғыш шойындардың кемшілігі – қымбат тұратын жасытудың ұзақтылығынан көтеріңкі бағасы.

Ұсынылған әдебиет

Негізгі 2 [144-155]

Бақылау сұрақтары

1. Шойын деген не?

2. Қандай қорыттпалар жақсы сұйықаққыштыққа ие және неге?

3. Графит сұр шойында қандай түрде кездеседі?

4. Шойындар металдық негіз бойынша қалай сыныпталады?

5. Созымтал шойын қалай алынады?

8-дәріс. Аспаптық материалдар. Қатты қорытпалар және өте қатты материалдар

Жоғары қаттылығымен (60-65НRC), берiктiгiмен және тозуға беріктігiмен әр түрлi аспап жасауға қолданылатын көмiртектi және қосынды болаттарды аспаптық деп атайды. Әдетте бұл эвтектоидтан кейiнгi немесе ледебуриттi болаттар, олардың шынықтырудан және төменгi жұмсартудан кейiнгi құрылымы мартенсит және артық карбидтер.

Арттырылған тұтқырлығы қажеттi аспаптар үшiн, мысалы, ыстықтай түрөзгерту металқалыптары үшiн эвтектоидқа дейiнгi болаттар қолданылады, оларды мартенситке шынықтырудан кейiн троостит, тiптi сорбит құрылымымен алу үшiн тым жоғары температурада жұмсартуға түсiредi. Тозуға беріктігi мен қаттылығы бұл болаттардың эвтектоидтан кейiнгiлерге қарағанда төмен. Аспаптық болаттардың маңызды сипаттамаларының бiрi жылуға төзiмдiлiгi (немесе ыстыққа төзiмдiлiгi), яғни қыздырғанда жоғары қаттылығын сақтау қабiлетi (жұмыс iсамалында аспап қызғанда жұмсартуға қарсы тұруы).

Барлық аспаптық болаттар үш топқа бөлiнедi : жылуға төзiмдiлiгi жоқ (көмiртектi және 3-4% қосынды элементтерден тұратын қосынды болаттар, 400-500°С дейiн жылуға жартылай төзiмдiлер (0,6-0,7% астам көмiртектен, 4¸18% хромнан тұрады) және тез кесушi атын алған 550¸650 °С дейiн жылуға төзiмдiлер (Cr, W, V, Mo, Co-н тұратын ледебурит сыныбының көп қосынды болаттары).

Қыздырылғыштығы аспаптық болаттардың екiншi маңызды сипаттамасы болып табылады. Көп қосынды жылуға төзiмдi және жылуға жартылай төзiмдi болаттардың жоғары қыздырылғыштығы бар. Жылуға төзiмдiлiгi жоқ аспаптық болаттардың қыздырылғыштығы аз (көмiртектiлер) және қыздырылғыштығы көтерiңкi (қосынды) болып бөлiнедi.