Высокопрочный чугун с вермикулярным графитом

Это чугун, который обладает такими же литейными свойствами, демпфирующей способностью и теплопроводностью, как и серый чугун, а прочностные характеристики его сопоставимы с отдельными марками высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (σ_В=300-450МПа). Используется он для изготовления ответственных литых деталей машин, работающих в условиях циклических нагрузок.

Получение вермикулярной формы графита в чугунах осуществляется различными методами, основанными, главным образом, на использовании модификаторов, например, обработкой расплава малыми добавками магния (0,01-0,04%) в сочетании с присадками Ti (0,2-0,5%) и церия (0,001-0,01%) с помощью специально разработанной комплексной лигатуры Fe-Si-Mg-Ca.

Вермикулярная (червеобразная) форма графита в соответствии с ГОСТ 3443-87 обозначается эталонами ВГф1, ВГф2, ВГф3. Графит ВГф1 образуется в тонкостенной отливке и на быстроохлаждаемых участках. Для него характерно прерывистое строение включений графита с сохранением определенной направленности и распределения.

Форма графита ВГф2 образуется преимущественно в чугуне с ферритной металлической основой. Для нее характерны равномерное расположение включений, имеющих извилистый и сходный характер.

Форма графита ВГф3 характерна для низколегированных чугунов с перлитной матрицей. Это самые большие по толщине включения, отличающиеся разнообразием как размеров, так и очертаний. В ГОСТ 28394-89 для изготовления отливок предусмотрены 4 марки: ЧВГ30, ЧВГ35, ЧВГ40, ЧВГ45, в которых цифра – это σ_В [МПа ×10^-1].

Чугуны с вермикулярным графитом имеют скорость изнашивания при установившимся режиме несколько более высокую чем ВЧ, но меньшую чем СЧ.

Термостойкость при термоциклировании 20-450⁰С (характерного для условия работы дизельных двигателей), т.е. время возникновения и распространения трещин около графитовых включений у этих чугунов аналогична термостойкости ВЧ, но выше, чем у СЧ.

Используется чугун с вермикулярным графитом (ЧВГ30, ЧВГ35, ЧВГ40) для изготовления деталей двигателей внутреннего сгорания, работающих при переменных и повышенных температурах и механических нагрузках (головки цилиндров); для автомобилей повышенной грузоподъемности (тормозные рычаги для тракторов, крышки коробок передач, тормозные диски для скоростных поездов, изложницы, поддонов и др.).

Тема 6. ТИТАН И ЕГО СПЛАВЫ

Титан, как металл, по распространенности в земной коре занимает четвертое место, уступая алюминию, железу и магнию. Преимущественно Ti используется в авиации, ракетостроении и других отраслях техники, где удельная прочность имеет важное значение.

Ti – серебристо-белый металл с малой плотностью 4,5 г/см³ и высокой температурой плавления 1672⁰С. Он имеет две полиморфные модификации – низкотемпературную – α с ГПУ решеткой и высокотемпературную – β с ОЦК решеткой. Температура перехода α «β 882⁰С. Металлургические заводы изготавливают титановую губку, которую затем переплавляют на машиностроительных предприятиях, получая технический титан, изготавливаемый трех марок: ВТ1-00 (99,53%Ti); ВТ1-0 (99,48%Ti) и ВТ1 (99,44%Ti).

Вредными примесями для Ti являются азот, углерод, кислород, водород, образующие с ним твердый раствор внедрения и хрупкие оксиды, карбиды, нитриты и гидриды, которые понижают пластичность, ухудшают свариваемость, увеличивают твердость и прочность, понижают сопротивление коррозии.

Для сравнения чистый титан имеет σ_В =250МПа, δ=70%, а технический титан σ_В =330-550МПа и δ=20-30%.

Кроме этого на поверхности титана легко образуется стойкая оксидная пленка, обеспечивающая высокую коррозионную стойкость в пресной и морской воде, а также в некоторых кислотах. Титан устойчив также против кавитации и коррозии под напряжением.

Технический титан обладает рядом хороших технологических свойств: хорошо обрабатывается давлением и сваривается, но при этом плохо обрабатывается резанием.