Презентація з матеріалознавства на тему чавуни. Чавуни. Структура та властивості. Класифікація та застосування. Сірий чавун маркується літерами СЧ з додаванням цифри, що вказує межу міцності чавуну під час розтягування. Наприклад: СЧ15 СЧ-сірий

«Електричний струм у металах» - Електричний струму металах. Високотемпературна надпровідність. Зміст. Вчені сподіваються отримати речовину у надпровідному стані за кімнатної температури. Повний заряд, що протікає ланцюгом, вимірювався по відкидання стрілки гальванометра. Досвід Толмена та Стюарта (ч1). Надпровідність спостерігається не тільки у елементів, а й у багатьох хімічних сполук та сплавів.

«Властивості металу» - Фізичні властивостіметалів. Бронза Латунь Мельхіор Дюралюміній. Самий важкий метал- Осмій. Щільність металів. Найлегший метал – літій. Історія відкриття металів. Чавун Сталь. Пластичність Електропровідність Теплопровідність Металевий блиск. Презентація з хімії на тему «Фізичні властивості металів» для учнів 9 класів.

«Загальні властивості металів» - Усі сталі мають своє маркування. Приклади розшифровки та позначення сталей. Термін "дюралюміній". Застосування легованих сталей. Алюміній. Характеристики. Титан. Самоперевірка. Фізичні властивості. Використання заліза та його сплавів. Ріжучі та вимірювальні інструменти. Властивості матеріалів та напівфабрикатів.

«Властивості металів» – Періодична система Д. І. Менделєєва. При охолодженні утворюються сплави з потрібними властивостями: легкоплавкі, жаростійкі, кислостійкі і т.д. Ca – відновник. Na – відновник. Отримання сплавів засноване на можливості розплавлених Ме розчинятися один в одному. Фізичні властивості (продовження).

"Фізичні властивості металів" - Лабораторна робота"Фізичні властивості металів". Проводять тепло, модель будови атома. Фізичні властивості металів: Кристалічні грати металу. Міцні, Не прозорі, сріблясто-сірого кольору (виняток мідь – червона та золото – жовте), Всі метали тверді, виняток Hg, Прості речовини – метали.

«Електрична провідність металів» - Напівпровідникові випрямлячі дуже компактні і мають високий ККД. Енергетична щілина Еg = 2? ? область заборонених енергетичних станів В результаті струм потече зовнішнього ланцюга з р-області в n-область. Поглинені областю p-n переходуфотони генеруватимуть електрони та дірки. Принципова схема контакту двох напівпровідників з провідністю р- та n-типу (а).

Білий чавун Білі чавуни характеризуються наявністю вуглецю як цементиту (Fe 3 C). Білий чавун відрізняється: високою твердістю крихкістю високою зносостійкістю Зазвичай білий чавун не піддається механічної обробкиі використовується для переробки в ковкий чавун.

Властивості сірого чавуну Сірий чавун має високі ливарні властивості, добре обробляється різанням. Широко застосовується у машинобудуванні. Для підвищення механічних властивостей виробляється модифікування сірого чавуну шляхом додавання алюмінію чи кальцію.

Антифрикційні чавуни Антифрикційні чавуни отримують на основі сірих, високоміцних і ковких чавунів. Чавуни АЧС леговані: хромом (0,2-0,4%), нікелем (0,2-0,4%), міддю (0,3-2%), алюмінієм (0,4-0,8%). Чавуни АЧВ леговані: міддю (0,7%), магнієм (0,03%). Чавуни АЧК леговані: міддю (1-1,5%).

Жароміцний чавун Шляхом введення легуючих елементів створюються чавуни зі спеціальними фізичними та хімічними властивостями. Жароміцний чавун призначений для експлуатації при температурі до 600 ° С. Легований нікелем, хромом, марганцем. Жароміцний чавун застосовується для виготовлення деталей. газових турбін, насоси, двигуни внутрішнього згоряння.

Маркування жароміцних чавунів Позначення марки жароміцного чавуну включає: літеру Ч (позначає «чавун»); літери Н, X, Р (позначають легуючі елементи нікель, хром, марганець); літеру Ш (позначає, що графіт має кулясту форму); цифри за літерою (вказують процентний зміст легуючих елементів).

Жаростойкий чавун Жаростойкий чавун має здатність протистояти окисленню при підвищених температурах. Легований хромом, кремнієм, алюмінієм. Жаростійкий чавун зберігає властивості при температурі до °С.

Маркування жаростійких чавунів Позначення марки жаростійкого чавуну включає: літери ЖЧ (позначають «жаростійкий чавун»); літери X, З, Ю (позначають легуючі елементи хром, кремній, алюміній); літеру Ш (позначає, що графіт має кулясту форму); цифри (вказують відсотковий зміст легуючих елементів).

Маркування корозійно-стійких чавунів Позначення включає: літеру Ч (позначає «чавун»); літери X, Т, М, Д, Н (позначають легуючі елементи хром, титан, молібден, мідь, нікель); літеру Ш (позначає, що графіт має кулясту форму); цифри (вказують відсотковий зміст легуючих елементів).

3.Білий чавун містить вуглець у вигляді: а) цементиту; б) кулястого графіту; в) пластинчастого графіту.

34

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ, НАУКИ ТА МОЛОДІЖНОЇ ПОЛІТИКИ

ЗАБАЙКАЛЬСЬКОГО КРАЮ

ДЕРЖАВНИЙ ОСВІТНИЙ УСТАНОВА

ПОЧАТКОВОЇ ПРОФЕСІЙНОЇ ОСВІТИ

«ПРОФЕСІЙНЕ УЧИЛИЩЕ №1»

Урок з предмету "Основи матеріалознавства".

Розробив: викладач Федорова Н.В.

Чита, 2011

Тема: "Чавуни. Класифікація чавунів"

Цілі уроку:

Навчальна – вивчити сутність та поняття про чавуни, класифікацію та маркування чавунів, зображати основні думки у вигляді опорних схем; систематизувати зміст матеріалу; узагальнювати та робити висновки.

Розвиваюча – розвивати прагнення до пізнання, творче ставлення до матеріалу, що вивчається; ключові компетенції: навчально-пізнавальну, інформаційну, соціально-трудову, комунікативну; логічне мислення; інтерес до предмета, професійної діяльності

Виховує - виховувати впевненість у своїх здібностях, повагу до праці та людей праці, дисципліну, уважність, зібраність, акуратність, доброзичливу атмосферу на уроці.

Тип уроку : формування нових знань

Методи уроку: пояснювально – ілюстративний, частково – пошуковий, евристична розмова

Міжпредметний зв'язок: хімія, основи слюсарно-складальних робіт, фізика.

Внутрішньопредметний зв'язок: «Класифікація матеріалів. Механічні властивості металів та сплавів», «Технологічні властивості металів та сплавів»

Матеріально-технічне обладнання: проектор, ноутбук, підручник «Матеріалознавство», модуль навчального елемента «Чавуни та їх властивості» (01 – 31), картки - завдання

Література:

1. Ю.Т.Чумаченко, Матеріалознавство (Металообробка): навч. Посібник для НУО-М.: Видавничий центр «Освіта», 2009. - 288с.
2. А.М. Адаскін, Матеріалознавство (Металообробка): навч. Посібник для НУО-М.: Видавничий центр «Академія», 2008. - 204с.

Хід уроку

Урок супроводжується презентацією

1. Організаційний момент(2-3 хв)

1. Перевірка присутніх (здавання рапорту)
2. Перевірка зовнішнього вигляду
3. Перевірка готовності до уроку.

2 Актуалізація опорних знань умінь та навичок та мотиваційних станів.

Викладач : Привіт, хлопці! Сьогодні ми з вами дізнаємося – що таке чавун; познайомимося з видами чавунів і дамо коротку характеристикукожному виду. Їх застосування у машинобудуванні. Запишіть у зошитах тему уроку (за допомогою мультимедіапроектора на екрані висвічуються та зачитуються тема уроку).

) Актуалізація знань

Викладач: Сконцентрувати увагу та налаштуватися на роботу нам допоможе традиційнийбліц опитування : (швидке опитування-гра на 2-3 хв. На листиках учні заповнюють відповіді у вигляді "+", якщо згодні із твердженням викладача та "-" якщо не згодні із твердженням викладача). (слайд 2)

1. Рідкотекучість - здатність металів і сплавів у розплавленому стані заповнювати порожнини ливарної форми (+)
2. Кристалізація – це перехід металу з твердого стану в рідкий стан(-)
3. Повзучість - здатність матеріалу повільно та безперервно пластично деформуватися….(+)
4. Ковкість - здатність металів і сплавів піддаватися різним методам механічної обробки та різальним інструментом.(-)
5. Усадка - здатність металів і сплавів після застигання скорочуватися в размерах.(+)

(Взаємоперевірка та листочки з оцінкою передаються викладачеві)

Мотивація:

Історія.

Викладач : Перші відомості про чавун відносяться до 6 століття до нашої ери У Китаї із високофосфористих залізнякуотримували чавун, що містить до 7% Р(фосфору) з низькою температурою плавлення, з якого відливали різні вироби. Чавун був відомий і античним металургам 4-5 століть до нашої ери. Виробництво чавуну в Західної Європипочалося в 14 столітті з появою перших доменних печей для виплавки чавуну із руд. Отриманий чавун використовували або для переділу в сталь у кричному горні, або для виготовлення різних будівельних деталейта зброї (гармати, ядра, колони та ін).

У Росії виробництво чавуну почалося у 16 ​​столітті; надалі воно безупинно розширювалося, і за Петра I Росія з випуску чавуну перевершила всі країни, але через століття знову відстала від західноєвропейських країн. Поява у другій половині 18 століття вагранок дозволило ливарним цехам відокремитися від доменних, тобто. започаткувало незалежне існування чавуноливарного виробництва. На початку 19 століття виникає виробництво ковкого чавуну. У другій чверті 20 століття починають застосовувати легування чавуну, що дало можливість суттєво підвищити його властивості та отримувати спеціальний чавун (зносостійкі, корозійностійкі, жаростійкі тощо).

У своїй спеціальності ви також можете виявити застосування чавуну: Колодки гальмові чавунні для вагонів і тендерів залізниць, чавунні редуктори,промислові мотори в чавунному корпусі, засувки фланцеві чавунні і т.д.

3. Формування нових знань.

Викладач : Сьогодні ми з вами розберемо тему « Чавуни Класифікація чавунів». (слайд 1)

Кінцева мета вивчення сучасного матеріалу - навчитися розшифрувати марки чавунів. Якщо я вам зараз поставлю просту марку СЧ 15 - 20 і попрошу її розшифрувати, ви навіть не знаєте, про що вам потрібно говорити. Але якщо вас попросити описати перехожого, який іде вулицею, ви, не бачачи його, знаєте, про що ви повинні сказати. (Учні перераховують: стать, зріст, одяг, колір волосся, хода тощо.).

Класифікація чавунів, це і є той алгоритм, з допомогою якого розшифровується марка будь-якого чавуну.

Чавун – це сплав заліза з вуглецем, вміст вуглецю більше 2,14%. (Слайд 3)

Чавун одержують із залізних руд у доменних печах. Крім основи заліза і вуглецю в чавунах містяться в малій кількості домішки, а також легуючі елементи, що спеціально вводяться. (слайд 4)

Класифікація та властивості чавуну.

Чавун, що отримується в доменних печах, поділяється напередільний чавун, що використовується для переділу в сталь, таливарний чавун , що є одним з основних компонентів шихти в чавуноливарному виробництві. До 70-х років. 20 століття в доменних печах іноді виплавляли так званий дзеркальний чавун (10-25% Mn), що застосовувався як розкислювач при виплавці сталі та для отримання спеціальних видів чавуну. При використанні для виплавки чавуну залізних руд, що містять Сг, Ni, Ti та ін легуючі елементи отримують природнолеговані чавуни.

При виробництві виливків у чавуноливарних цехах чавун поділяють: (слайд 6)

1. в залежності від ступеня графітизації, що зумовлює вид зламу, - насірий, білий та половинчастий(або вибілений);
2. залежно від форми включень графіту - на чавун із пластинчастим, кулястим (високоміцний чавун), вермикулярним і пластівцеподібним (ковкий чавун) графітом;
3. залежно від призначення – наконструкційнийі чавун зі спеціальними властивостями;
4. по хімічного складу- налеговані та нелеговані.

(Викладач пояснює ознаки класифікації сталей. Учні, за допомогою модуля навчального елемента, у зошиті будуютьопорну схему)

Докладніше розберемо такі види чавунів: (слайд №7)

1.Білий чавун отримують шляхом первинної кристалізації з рідкого сплаву при швидкому охолодженні. Є сплавом, в якому надлишковий вуглець, що не знаходиться в твердому розчині заліза, присутній у зв'язаному станіу вигляді карбідів заліза Fe3C(цементит), який надає чавуну біло-матового кольору. Білий чавун має високу твердість, крихкість і погано обробляється, тому виготовлення деталей не використовується і застосовується як передільний, тобто. йде на виробництво сталі та інших видів чавуну.Половинчастий чавунмістить частину вуглецю у вільному стані у вигляді графіту, а частина - у зв'язаному у вигляді карбідів. Застосовується як фрикційний матеріал, що працює в умовах сухого тертя (гальмові колодки), а також для виготовлення деталей підвищеної зносостійкості (прокатні, папероробні, борошномельні валки).

2. Сірий (ливарний) чавун(Слайд №7) - найбільш широко застосовуваний вид чавуну (машинобудування, сантехніка, будівельні конструкції) - має включення графітупластинчастої форми. Отримують шляхом первинної кристалізації при повільному охолодженні. Порівняно з металевою основою графіт має низьку міцність. Тому графітові включення можна вважати порушеннями помилки, що послаблюють металеву основу. Так як пластинчасті включення найбільш сильно покривають металеву основу, сірий чавун має найнижчі характеристики, як по міцності, так і пластичності. Властивості графіту утворювати мастильні плівки обумовлює зниження коефіцієнта тертя, а значить опір зношування, хороші антифрикційні властивості. Сірі чавуни добре обробляються різанням, мають здатність розсіювати коливання при вібраціях і змінних навантаженнях. Ці чавуни відрізняються гарною рідиною і малою усадкою. Застосовується сірий чавун, як конструкційний матеріал у будівництві та машинобудуванні для виготовлення маловідповідальних та середньонавантажених деталей.

Маркування сірих чавунів:

Літери СЧ – (позначають сірий чавун)

Цифри – межа міцності на розтягування, кгс/мм 2 ;

Приклад СЧ – 18 – Сірий чавун, 18 – межа міцності при розтягуванні, 18 кгс/мм 2 ;

3.Ковкий чавун (Слайд № 8) отримують з білого шляхом термічної обробки - відпалу. Який полягає у тривалій витримці при температурі 950 оС та повільному охолодженні. В результаті графітні включення набудуть пластівцевої форми. Ці включення компактніші, вони менше надрізають металеву основу, і такий чавун виявляється більш міцним. Він може працювати на розтягнення.

Ковкий чавун використовується для виготовлення дрібних та середніх тонкостінних виливків відповідального призначення, що працюють в умовах динамічних знакозмінних навантажень (деталі приводних механізмів, коробок передач, гальмівних колодок, шестерень, маточок і т.д.). Однак ковкий чавун - малоперспективний матеріал через складну технологію отримання та тривалість виробничого циклу виготовлення деталей з нього.

Маркування ковких чавунів:

Літери КЧ – (позначають ковкий чавун)

Цифри - (1 - число - межа міцності при розтягуванні, кгс / мм 2

Приклад КЧ - 35 - 10 - Ковкий чавун, 35 - межа міцності при розтягуванні, 35кгс/мм 2 , 10 - відносне подовження, 10%)

4. Високоміцний чавун, (слайд № 9) характеризується кулястою або близькою до неї формою включень графіту, отримують модифікуванням рідкого чавуну присадками Mg, Ce, Y, Ca та деяких інших елементів. Кулястий графіт найменшою мірою послаблює металеву основу, що призводить до різкого підвищення механічних властивостей чавуну, наближаючи їх властивості до властивостей вуглецевих сталей, при цьому зберігає хороші ливарні властивості, оброблюваність різанням, здатність гасити вібрації. Цей чавун конкурує з вуглецевими сталями і до того ж він дешевший за ковкий чавун і сталь. Застосовується виготовлення відповідальних деталей в автомобілебудуванні (колінчасті вали двигунів, компресорів, зубчасті колеса, циліндри тощо.). Такий чавун застосовується для заміни сталевих литих та кованих деталей, а також деталей із ковкого або звичайного сірого чавуну.

Маркування високоміцних чавунів:

Літери ВЧ – (позначають високоміцний чавун)

Цифри –(1 - число межа міцності при розтягуванні, кгс/мм 2 , 2-відносне подовження, %)

Приклад ВЧ - 42 - 12 - Ковкий чавун, 42 - межа міцності при розтягуванні, 35кгс/мм 2 , 12 - відносне подовження, 10%)

5. Антифрикційний чавун(слайд 10) - одержують на основі сірих, високоміцних та ковких чавунів.

Антифрикційні чавуни поділяються:

1. на основі сірих чавунів (АЧС -1, АЧС -2, АЧС -3, АЧС -4, АЧС -5, АЧС - 6).
2. на основі високоміцних чавунів (АЧВ – 1, АЧВ – 2)
3. На основі ковких чавунів (АЧК – 1, АЧК – 2)

Маркування антифрикційного чавуну:

Літери АЧ-(позначають антифрикційний чавун)

Цифри – номер марки за ГОСТом

Приклад АЧС – 2, антифрикційний сірий чавун, 2 – номер марки за ГОСТом.

6. Леговані чавуничавуни, в які вводяться спеціальні елементи для поліпшення властивостей чавунів. (слайд 11)

Застосовується виготовлення деталей парових машин і турбін, дизелів, двигунів внутрішнього згоряння тощо.

Маркування легованих чавунів:

Позначення легуючих елементів: (слайд 11)

Х - ХРОМ;

Д – ВІДЬ

Т – ТИТАН

М – МОЛІБДЕН

Н – НІКЕЛЬ

Ю – АЛЮМІНІЙ

С – КРЕМНІЙ

Г – МАРГАНЕЦЬ

Ф - ВАНАДІЙ

Приклад: ЧН 1ХМД – легований чавун, вміст нікелю – 1%, вміст молібдену та міді – до 1,5% (слайд 12)

4. Перевірка ступеня засвоєння матеріалу (закріплення)(Слайд №13).

Викладач: Отже, добігає кінця наш урок. Сьогодні ми познайомилися з вами зі складами та видами чавунів, їх застосування у машинобудуванні. Щоб перевірити, як засвоєно матеріал, вам пропонується виконати самостійно тестові завдання у ваших контрольних зошитах. Увага на екрані.

Пропоную відповісти на такі запитання:

Форма відповіді: поєднання цифри запитання та літери відповіді.

Варіанти відповідей:

а) сірий б) білий в) ковкий г) високоміцний

Запитання:

1. Як називається чавун, у якому вуглець міститься у вигляді цементиту?
2. Як називається чавун, що отримується повільним охолодженням?
3. Як називається чавун із кулястими включеннями?
4. Який чавун переробляється у сталь?
5. Як називається чавун, що отримується в результаті відпалу?
6. Як називається чавун, у якому вуглець знаходиться у вигляді платівок графіту?
7. Як називається чавун, який отримується в результаті модифікування?
8. Як називається чавун із графітом у вигляді пластівців?
9. Який чавун має високі ливарні властивості?
10. Який чавун має високу пластичність?

Відповіді: (слайд 14)

Викладач: Будь ласка, здайте ваші роботи.

Кросворд "Асоціація"

(На дошці через комп'ютер демонструється кросворд, учні у зошиті заповнюють правильні відповіді) (Слайд 15,16,17)

1. Чавун

Основний компонент чавуну (ЗАЛІЗО)

3. Неметал

Сплави заліза з кремнієм, марганцем (ФЕРРОСПЛАВИ)

5. Легуючий елемент

Складова частина гірської породи (КРЕМНІЙ)

7. Неметал

Видатна особистість (ТИТАН)

9. Легуючий елемент

Ліс (БІР)

5. Підбиття підсумків уроку

Викладач підбиває підсумки, виставляє оцінки, відзначає учнів, що відзначилися, акцентує увагу на їх готовності до засвоєння матеріалу наступного уроку, дякує за активну та плідну роботу.

6. Домашнє завдання.(Слайд 18)

Повідомлення: «Чавуни, що застосовуються в машинобудуванні»

Вивчити класифікацію чавунів та їх маркування (СЧ – 15, КЧ 19 – 40, ЧМ3Н3Ю4 , АЧС - 5, ВЧ 10 - 30)

Колодки чавунні гальмівні для вагонів та тендерів залізниць

Колодки гальмові чавунні для вагонів і тендерів залізниць.

Чавунному корпусі сигналізатора /розташований клапан 16, який притиснутий

Каталог чавунних редукторів

Засувки фланцевічавунні з

Засувки фланцевічавунні з

1. Промислові мотори вчавунному корпусі.

Металеві (чавунні) корпуси (обичайки), виготовлені за ГОСТом.

Класифікація чавунів за структурою металевої основи та у формі...

Чавун – це сплав заліза з вуглецем, вміст вуглецю більше 2,14%.

ПРИМІСИ КОРИСНІ ШКІДЛИВІ МАРГАНЕЦЬ - підвищує твердість чавуну КРЕМНІЙ - підвищує міцність і в'язкість, покращує ливарні властивості.

залежно від ступеня графітизації, що зумовлює вид зламу, - на сірий, білий та половинчастий (або вибілений); залежно від форми включень графіту - на чавун з пластинчастим, кулястим (високоміцний чавун), вермикулярним і пластів'яподібним (ковкий чавун) графітом; залежно від призначення - на конструкційний та чавун зі спеціальними властивостями; за хімічним складом - на леговані та нелеговані. Класифікація та властивості чавуну.

Класифікація чавунів: 1. За структурою: 1) Первинний чавун – білий або переробний (з = 3,7% – 4,5%) Fe 3 C – цементит для одержання сталі. 2)Сірий або ливарний чавун. марка: СЧ – 15 Маркування сірих чавунів: Літери СЧ – (позначають сірий чавун) Цифри – межа міцності на розтяг, кгс/мм2; Приклад СЧ – 18 – Сірий чавун, 18 – межа міцності при розтягуванні, 18 кгс/мм 2 ;

3) Ковкий чавун КЧ – 40 – 10, КЧ 40-20 Маркування ковких чавунів: Літери КЧ – (позначають ковкий чавун) Приклад КЧ – 35 – 10 – Ковкий чавун, 35 – межа міцності при розтягуванні, 35кгс/мм 2 , 10 – відносне подовження, 10 %)

4) Високоміцний чавун ВЧ- 35 Маркування високоміцних чавунів: Літери ВЧ – (позначають високоміцний чавун) чавун, 42 - межа міцності при розтягуванні, 35кгс/мм 2 , 12 - відносне подовження, 10%)

5) Антифрикційний чавун – одержують на основі сірих, високоміцних та ковких чавунів. Маркування антифрикційного чавуну: Літери АЧ– (позначають антифрикційний чавун) Цифри – номер марки за ГОСТом Приклад АЧС – 2, антифрикційний сірий чавун, 2 – номер марки за ГОСТом.

Х - ХРОМ; Д – МЕДЬ Т – ТИТАН М – МОЛІБДЕН Н – НІКЕЛЬ Ю – АЛЮМІНІЙ С – КРЕМНИЙ Г – МАРГАНЕЦЬ Ф - ВАНАДІЙ 6) Леговані чавуни – чавуни в які вводяться спеціальні елементи для поліпшення властивостей чавунів.

ЧН 1ХМД – легований чавун, вміст нікелю – 1%, вміст молібдену та міді – до 1,5%

Як називається чавун, у якому вуглець міститься у вигляді цементиту? Як називається чавун, що отримується повільним охолодженням? Як називається чавун із кулястими включеннями? Який чавун переробляється у сталь? Як називається чавун, що отримується в результаті відпалу? Як називається чавун, у якому вуглець знаходиться у вигляді платівок графіту? Як називається чавун, який отримується в результаті модифікування? Як називається чавун із графітом у вигляді пластівців? Який чавун має високі ливарні властивості? Який чавун має високу пластичність? Форма відповіді: поєднання цифри запитання та літери відповіді. Варіанти відповідей: а) сірий б) білий в) ковкий г) високоміцний

1.б 2.а 3.г 4. б 5. у 6. а 7. р 8. у 9. а 10. у Відповіді:

1. Чавун Транспортування лісу річкою 2. Метал Основний компонент чавуну 3. Неметал Небажаний компонент чавуну Кросворд "Асоціація"

4. Легуючі добавки Сплави заліза з кремнієм, марганцем 5. Легувальний елемент Шкіра 6. Неметал у складі чавуну Складова частина гірської породи

7. Неметал Основний компонент чавуну 8. Легуючий елемент Видатна особистість 9. Легуючий елемент Ліс

Повідомлення: «Чавуни, що застосовуються в машинобудуванні» Вивчити класифікацію чавунів та їх маркування. Домашнє завдання.

Чавун – це залізовуглецевий сплав із вмістом вуглецю >2,14 % та домішками в десятих частках відсотків. Крім того, в чавуні містяться домішки в десятих частках: кремній, марганець, сірка, фосфор та ін. З метою поліпшення властивостей чавуни можуть вводитися легуючі елементи, такі як хром, нікель, мідь та ін.

Види чавуну

Сірий чавун Сірий чавун це сплав заліза, кремнію (від 1,2-3,5%) і вуглецю, що містить також постійні домішки Mn, P, S. У структурі таких чавунів більшість або весь вуглець знаходиться у вигляді графіту пластинчастої форми. Злам такого чавуну через наявність графіту має сірий колір. Застосовується сірий чавун для виготовлення навантажених деталей, що працюють в легких умовах. Наприклад, корпуси редукторів, насосів, електродвигунів, різні кришки, опалювальні батареї тощо.

Білий чавун - це чавун, у якого вуглець хімічно з'єднаний з залізом. Вуглець у білому чавуні знаходиться у вигляді цементиту Fe3C – пов'язаний стан. Цементит надає зламу чавуну блиск, а графіт - сірий колір. Тому чавун, у якому весь вуглець перебуває у зв'язаному стані, отримав назву білого чавуну. Порівняно м'який і піддається механічній обробці. М'якість надає вільний вуглець.

Ковкий чавун Ковкий чавун одержують тривалим відпалом білого чавуну, в результаті якого утворюється графіт пластівцевої форми. Металева основа такого чавуну: ферит та рідше перліт. Ковкий чавун отримав свою назву через підвищену пластичність та в'язкість (хоча обробці тиском не піддається). Ковкий чавун має підвищену міцність при розтягуванні і високий опір удару. З ковкого чавуну виготовляють деталі складної форми: картери заднього моста автомобілів, гальмівні колодки, трійники, косинці і т.д.

Високоміцний чавун має у своїй структурі кулястий графіт, який утворюється у процесі кристалізації. Кулястий графіт послаблює металеву основу не так сильно як пластинчастий, і не є концентратором напруги. У половинчастому чавуні частина вуглецю (понад 0,8%) міститься у вигляді цементиту. Структурні складові такого чавуну – перліт, ледебурит та пластинчастий графіт. Високоміцний чавун, Половинчастий чавун

Чавун широко використовується під час виробництва виробів різного призначення. Головні якості чавуну – дешевизна, гарні ливарні якості, міцність та твердість. Чавун використовується там, де необхідно отримати деталі складної форми та достатньої міцності. Наприклад – станини верстатів, корпусні деталі чи художні чавунні огорожі. Всім добре відомі художні прикраси набережних Санкт-Петербурга, виготовлені з чавунного лиття. Не менш красиво оформлені ажурні литі ворота Зимового палацу та інші пам'ятники. Область застосування чавуну

В автомобільній промисловості з чавуну одержують блоки циліндрів двигунів внутрішнього згоряння (на сучасне виробництвовикористовують чавун з вермікулярним графітом), а також колінчасті вали дизельних двигунів. Чавун широко використовується в сантехнічному обладнанні - з чавуну роблять ванні, раковини та кухонні мийки, а також опалювальні радіатори, труби та фітинги. Наприклад, ванни з чавуну дуже цінуються знавцями за їхню надійність, міцність і невибагливість в експлуатації. Такі ванні можуть бути десятиліттями, зберігаючи первісний вигляд без змін.

Розробник:: Креміс Є.П.

Мета: вивчити чавуни Завдання:

-Вивчити:
вплив постійних домішок на структуру та властивості
чавуну;
класифікацію чавунів;
властивості та застосування чавунів
маркування чавунів за ГОСТом;
-навчитися:
вибирати тип чавуну для виготовлення деталей машин;
розшифровувати марки чавунів.

Сплави заліза з вуглецем, що містять вуглецю від 2,14 до 6,67%, називають чавунами.

Орієнтовний вплив елементів на структуру чавуну
Вплив
Елементи
Зміст у %
Відносне графітизуюче
дія
на основну
металеву
масу
Зменшення
змісту
перліту
на графіт
при
затвердінні
у твердому
стані
Збільшення
кількості та
укрупнення
+ 1,0
+ 1,0
Кремній
До 3,0
Вуглець
Марганець
Більше 1,7
» 0,8
Те саме
Роздрібнення
перліту
Те саме
Слабке
подрібнення
+ 1,0
Від +0,2 до +0,5
» 1,0
Освіта
сірчистого
марганцю
Те саме, але зменшення кількості
- 0,2
» -0,2 » 0,5
Фосфор
До 1,0
Освіта
фосфідів
Впливає слабко
+ 0,1
» + 0,1 » -0,2
Сірка
» 0,2
Освіта
сульфідів
Зменшення
кількості
- 2,0
»-2»-4
Нікель
» 1,5
Роздрібнення
перліту
+ 0,4
"+ 0,4" - 0,2
Хром
» 1,0
Те саме
- 1,2
» - 1,2 » - 3,0
Збільшення
кількості та
слабке
подрібнення
Зменшення
кількості та
слабке
подрібнення
Примітки: 1. Знак "+" означає позитивний, а знак "-" - негативний вплив.

Процес графітизації.

Процес графітизації
.
Графіт це поліморфна модифікація вуглецю.
Способи утворення графіту в чавуні
- З рідкої фази;
- при розкладанні цементиту, що раніше утворився.
Графітизацію з рідкої фази, а також від розпаду
цементиту первинного та цементиту, що входить до складу
евтектики називають первинною стадією графітизації.
Виділення вторинного графіту з аустеніту називають
проміжною стадією графітизації.
Освіта евтектоїдного графіту, а також графіту,
цементиту, що утворився в результаті, що входить до складу
перліту називають вторинною стадією графітизації.

Форми графіту: пластинчастий; кулястий; пластівчастий; вермікулярний.

Класифікація чавунів

Залежно від стану вуглецю в чавуні розрізняють:
білий чавун – вуглець у зв'язаному стані у вигляді цементиту,
зламі має білий колір і металевий блиск
сірий чавун - весь вуглець або більша частина знаходиться в
вільному стані у вигляді графіту
половинчастий - частина вуглецю знаходиться у вільному
стан у формі графіту
високоміцний
кулясту форму
ковкий чавун
форму
чавун
графітні
включення
мають
- графітні включення мають пластівцеву

Залежно від форми графіту та
умов його утворення розрізняють
наступні групи чавунів
сірий – з пластинчастим графітом
високоміцний - з кулястим
графітом
ковкий - з пластівцевим графітом

Схеми мікроструктур чавуну в залежності від металевої основи та форми графітових включень

Сірий чавун
Властивості
Механічні властивості сірого чавуну залежить від
кількості та розміру графітних включень. за
порівняно з металевою основою графіт має
низьку міцність. Тому графітні включення
можна вважати порушеннями суцільності,
що послаблюють металеву основу. Так як
пластинчасті включення найбільше послаблюють
металеву основу, сірий чавун має найбільш
низькі характеристики, як міцності, так і
пластичності серед усіх машинобудівних
чавунів. Зменшення розміру графітних включень
покращує механічні властивості.

Застосування

Враховуючи малий опір виливків із сірого
чавуну розтягуючим і ударним навантаженням, слідує
використовувати цей матеріал для деталей, які
піддаються стискаючим або згинальним
навантаженням. У верстатобудуванні це базові, корпусні.
деталі, кронштейни, зубчасті колеса, що направляють;
в автобудуванні - блоки циліндрів, поршневі кільця,
розподільні вали, диски зчеплення. Виливки з
сірого чавуну також використовуються в
електромашинобудування, для виготовлення товарів
народного вжитку.

Високоміцний чавун
Властивості
Ці чавуни мають високу рідину,
лінійна усадка – близько 1%. Ливарні напруги в
виливках трохи вище, ніж для сірого чавуну. З-за високого модуля пружності досить висока
оброблюваність різанням. Мають
задовільною зварюваністю.

Застосування

З високоміцного чавуну виготовляють тонкостінні.
виливки (поршневі кільця), кувальні шаботи.
молотів, станини та рами пресів та прокатних станів,
виливниці, різцетримачі, планшайби.
Виливки колінчастих валів масою до 2..3 т, натомість
кованих валів зі сталі, мають більш високу
циклічною в'язкістю, малочутливі до
зовнішні концентратори напруги, мають
кращими антифрикційними властивостями та
значно дешевше.

Ковкий чавун
Властивості
Феритні ковкі чавуни (КЧ 33-8, КЧ 37-12) мають
більш високу пластичність, а перлітні
(КЧ 50-4, КЧ 60-3) більш високу міцність

Застосування

Виливки з ковкого чавуну застосовують для деталей,
працюючих при ударних та вібраційних навантаженнях.
З феритних чавунів виготовляють картери
редукторів, маточини, гаки, скоби, хомутики, муфти,
фланці.
З перлітних чавунів виготовляють виделки
карданних валів, ланки та ролики ланцюгів конвеєра,
гальмівні колодки.

Вибілені та інші чавуни Вибілені – виливки, поверхня яких складається з білого чавуну, а всередині сірий або високоміцний чавун.

склад
2,8…3,6 % вуглецю, та знижений вміст кремнію
–0,5…0,8 %.
Властивості
Мають високу поверхневу твердість (950…1000)
НВ) та дуже високу зносостійкість.

Використання для виготовлення прокатних валів, вагонних коліс з вибіленим ободом, куль для кульових млинів. Для виготовлення

деталей, що працюють в умовах
абразивного зносу, використовуються білі чавуни,
леговані хромом, хромом і марганцем, хромом та
нікелем. Виливки з такого чавуну відрізняються високою
твердістю та зносостійкістю.
Для деталей, що працюють в умовах зношування при високих
температурах, використовують високохромисті та
хромонікелеві чавуни. Жаростійкість досягається
легуванням чавунів кремнієм (5…6 %) та алюмінієм (1…2
%). Корозійна стійкість збільшується легуванням
хромом, нікелем, кремнієм.
Для чавунів можна використовувати термічну обробку.

Маркування чавунів

КЧ30-6
СЧ15

Сірий чавун маркується літерами СЧ з додаванням цифри, що вказує межу міцності чавуну під час розтягування. Наприклад: СЧ15 СЧ-сірий

Сірий чавун маркується буквами СЧ з
додаванням цифри, яка вказує
межа міцності чавуну при
розтягування.
Наприклад: СЧ15
СЧ -сірий чавун;
15 - межа міцності на розтягування
σв=150Мпа.

Ковкий чавун маркується літерами КЧ та цифрами. Перші дві цифри вказують межу міцності на розтяг, а другі відносне подовження

Ковкий чавун маркується літерами КЧ та
цифрами. Перші дві цифри вказують
межа міцності на розтяг, а
другі відносне подовження при
розтягування.
Наприклад: КЧ30-6
КЧ - ковкий чавун;
30 - межа міцності на розтягування
σв=300Мпа;
6 - відносне подовження при
розтягуванні δ=6%.

Високоміцний чавун маркується літерами ВЧ та цифрами. Перші дві цифри вказують межу міцності на розтяг, а другі відносне у

Високоміцний чавун маркується
літерами ВЧ та цифрами. Перші дві
цифри вказують межу міцності на
розтягнення, а друге відносне
подовження при розтягуванні.
Наприклад: ВЧ35-22
ВЧ – високоміцний чавун;
35 - межа міцності на розтягування
σв=350Мпа;
22 - відносне подовження при
розтягуванні δ=22%.

Марки сірого чавуну для виливків, що застосовуються в основних галузях машинобудування.

Галузь
машинобудування
Призначення виливків
Марка чавуну (ГОСТ 1412 – 70)
Автобудування
Коробки швидкостей, всмоктувальні та вихлопні труби, маховики
Блоки циліндрів
СЧ 15-32
СЧ 18-36 СЧ 24-44
Головки циліндрів
СЧ 21-40; СЧ 28-48
Гільзи циліндрів
СЧ 21-40
Станіни пресів, гідроциліндри
СЧ 32-52
Станини верстатів, розмітні плити,
гідроциліндри, клапани
СЧ 21-40
Підстави верстатів, санки, столи
СЧ 18-36
Корита, краніки, основи, плити
СЧ 00
Дрібні та середні невідповідні виливки
СЧ 15-32
Вихлопні труби, маховики,
фундаментні рами, картери, кришки
робочих циліндрів, блоки та інші
відповідальні виливки
СЧ 21-40
Тракторобудування
Верстатобудування
Дизелебудування

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Які сплави відносяться до чавунів?
2. На які групи поділяють чавуни?
2. Яку форму може мати графіт?
3. Яку властивість надає графіт чавунам?
4. Які властивості має сірий чавун?
5. Які чавуни називаються вибіленими?
6. Чому білий чавун має обмежене використання?
7. Як маркуються чавуни?

Домашнє завдання

, С.80-87
Створити презентацію.
Теми презентацій:
Модифіковані чавуни.
Антифрикційні чавуни.
Вплив вуглецю на властивості чавунів.

Список літератури

1 Никифоров В.М. Технологія металів та конструкційні матеріали.
- М.: Машинобудування, 1987
2 Довідник машинобудівника. У 6-ти т. т. 6/ Під редЭ.А.Сателя. – 3-тє
вид., виправ. та дод. - М.: Машинобудування, 1964. 540 с. мул.
3 http://mashinostroenie.3dn.ru/publ/materialovedení/chuguny/25-1-0-27
4 http://do.gendocs.ru/docs/index-208591.html?page=4#5480651