СПРАВОЧНИК СУПЕРСПЛАВОВ – Часть 56

С (Si + Ig R11 р) = К,

Где К ^ 4,5 — для перлитно-цемент – ной структуры; К = 4,5н-6,0 для пер – литио-графитнон структуры; К = Ю-f – 14 для перлитно-ферритно-графитиой структуры; K^ 14 для ферритно – графитной структуры.

Наряду с Si большое значение кан графитизнрующнй элемент имеет Al, который иногда частично или пол­ностью заменяет Si. Это улучшает свойства чугуна, особенно пластич­ность. Наиболее благоприятное соче­тание характеристик прочности, вяз­кости и пластичности достигается и алюминиевых чугунах прн содержа­нии в них Si ^ 1,0 %.

По влиянию небольших добавок дру­гих элементов на структуру чугуна и, следовательно, свойства добавки можно разбить на три группы.

Первая группа элементов (Ni, Со, Cu) аналогично Si оказывает графити – знрующее влияние, способствует раз­мельчению выделений графита. Одно­временно эти элементы стимулируют получение более дисперсных перлит­ных игольчатых и мартенситных струк­тур даже при сравнительно медленном охлаждении.

Вторая группа элементов (Cr, Mo, W, V и др.) в противоположность первой препятствует графитизации с интенсивностью, пропорциональной концентрации. При содержании, пре­вышающем предел растворимости; их в цементите или феррите, они образуют специальные карбиды.

К третьей группе элементов можно отнести Ti, Zr, Ce, Ca, Mg, В и др. Эти элементы характеризуются высо­кой химической активностью, почти целиком расходуются на образование тугоплавких карбидов, сульфидов, ок­сидов, нитридов, которые могут слу­жить зародышами в процессе после­дующей кристаллизации п повышать дисперсность металлической основы. Более того, элементы этой группы Alg, Ca, Ce и др. редкоземельные металлы (РЗМ) входят в состав лигатур для модифицирования чугуна с целью по­лучения графита вермнкулярной или шаровидной формы.

15. Свойства основных структурных составляющих чугуиа [2, 6, 8, 20]

Структурные составляющие чугуна

0B-

МПа

Е, %

HB ¦ 10-

МПа

Феррит

250-

—400

30—50

110—

-140

Перлит

800-

—1000

15-20;

200-

-260

Сорбит

1200-

-1400

1.0—15

240-

-зео

Троостит

280-

-320

Бей ннт

! 300-

-350

Мартенсит

1400-

-1800

350-

-550

Аустелит

400-

-800

4№—60

140-

-160

Цементит

30-

-50

I 750-

-800

Фосфидная эвтектика

300-

-400

Графит

17-

-35

130-

-180

Примечание. При легировании фаз металлической основы свойства их повышаются. Например феррит, легированный 2 % Si, имеет ав = 600 МПа.

Влияние графитовых включений на различные эксплуатационные свойства чугуна также многообразно и не одно» зиачно.

При нагружеяни чугуна графитовые включения, являясь «надрезами», сни­жают его прочность и пластичность. Это происходит, во-первых, вследствие некоторого уменьшения живого сече­ния металлической основы из-за поло­стей, занятых графитом, имеющим не­большую прочность на разрыв, и, во-вторых, что наиболее важно, из-за высокой концентрации напряжений, возникающей в местах графитовых включений, особенно при пластинча­той форме графита. Чем длиннее пластинки графита, тем больше коэф­фициент концентрации напряжений. Все это приводит к резкой локализа­ции пластических деформаций в ме­таллической основе, исчерпанию пла­стичности материала в этих местах, развитию трещин и в итоге — к ква­зихрупкому разрушению материала при средних напряжениях и показате­лях пластичности, более низких, чем прочность и пластичность металличе­ской основы чугуна.