Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Козлов Г.С. Термическая обработка стали курс ле...doc
Скачиваний:
59
Добавлен:
16.08.2019
Размер:
5.84 Mб
Скачать

8. Термическая обработка серого литейного чугуна

Чугунные отливки из серого чугуна очень часто подвергают термической обработке: отжигу, нормализации, закалке, отпуску, поверхностной закалке, азотированию и т. д.

Серый чугун подвергают отжигу для снятия остаточных литейных напряжений, для выравнивания твердости по сечению отливок и стабилизации их размеров. Иногда отжиг проводят для устранения местного отбела на отливках и улучшения их обрабатываемости.

Отжиг чугунного литья для снятия литейных напряжений проводят при 500-6500 в течение 2-5 час. (в зависимости от садки печи и размеров литья) с охлаждением с печью.

Отжиг для стабилизации размеров чугунных изделий, например станин металлообрабатывающих станков, проводится при. 600-650° с медленным охлаждением (30-50 град/час).

Для устранения частичного отбела чугунных отливок и улучшения их обрабатываемости проводится высокотемпературный графитизирующий отжиг с выдержкой при 900-950° в течение 3-4 час. и охлаждением с печью до 300-350°. При таком отжиге в отбеленных участках отливок происходит распад цементита на феррит и графит, вследствие чего белый или половинчатый чугун переходит в серый.

Термическая обработка для повышения прочности изделий из серого литейного чугуна, например нормализация или закалка, целесообразна только в том случае, если в структуре чугуна нет грубых выделений пластинчатого графита. Поэтому такой обработке с большим эффектом можно подвергать, например, изде­лия из чугуна с шаровидным графитом.

Нормализации обычно подвергают чугунные отливки простой формы и небольших сечений. Нормализация проводится при 850-900°. При таком нагреве часть углерода - графита растворяется в аустените и после охлаждения на воздухе металлическая основа получает структуру трооститовидного перлита с более высокой твердостью и лучше сопротивляется износу. Иногда для снятия напряжений после нормализации изделия подвергают отпуску при 500-600°.

Чугун закаливают от 850-880° в воде. Закалке можно подвергать чугуны, не только имеющие перлитную металлическую осно­ву, но и чугуны с ферритной металлической основой, так как во время нагрева под закалку за счет растворения графита феррит насыщается углеродом. Твердость чугуна после закалки достигает 450-500 НВ независимо от исходной структуры металлической основы (перлит или феррит). Структура закаленного чугуна состоит из мартенсита со значительным количеством остаточного аустенита и выделений графита.

После закалки для уничтожения закалочных напряжений чугун подвергают отпуску. Чугунные изделия, предназначенные для работы на износ, отпускают при 200-350°. Чугунные отливки, не работающие на износ, подвергают отпуску при 450-600°. При отпуске закаленных чугунов твердость понижается значительно меньше, чем при отпуске стали, что объясняется наличием в структуре закаленного чугуна большого количества остаточного аустенита, а также высоким содержанием кремния, который повышает устойчивость мартенсита при отпуске.

Прочность мелких отливок из серого чугуна можно повысить изотермической закалкой: нагрев при 850-880°. охлаждение в селитре при 450-500° в течение одного часа.

Высокопрочные чугуны с шаровидным графитом можно подвергать пламенной или высокочастотной поверхностной закалке

При этом хорошие результаты поверхностной закалки получаются только в том случае, когда основная металлическая структура является перлитной или же перлито-ферритной, в которой перлита не менее 70-75%. Нагрев при поверхностной закалке очень быстрый и проводится в течение очень короткого времени, поэтому получить закаленный слой с высокой твердостью на чугунных изделиях с ферритной металлической основой практически невозможно, так как за короткое время углерод не успевает в достаточной степени из гнезд графита продиффундировать в ферритные зерна.

Легированные серые чугуны и высокопрочные магниевые чугуны иногда подвергают азотированию. Азотирование проводится при 550-6000 в течение 50-60 час. Поверхностная твердость азотированных чугунных изделий достигает 600-800 HV и такие изделия имеют очень высокую износоустойчивость.

Во многих случаях хорошие результаты дает сульфинирова-ние чугуна, например сульфинированные поршневые кольца быстро прирабатываются, хорошо сопротивляются износу и срок их службы повышается в несколько раз.