Стали. С увеличением содержания углерода (рис.1.30) повышаются твердость и прочность, снижается пластичность, улучшается обработка резанием, повышается закаливаемость, но ухудшается свариваемость стали. Твердость и прочность тем выше, чем выше дисперсность ( более мелкие кристаллы) феррита и цементита.
Вредными примесями для стали являются S, P, O, H, N. Сера S ухудшает пластичность и вязкость; сталь становится хрупкой при высоких температурах (красноломкость), поэтому серы должно быть в сталях мене 0,03%. При наличии серы в сплаве по краям зерен создается эвтектика FeS, которая при температурах выше 985 °С плавится, поэтому по границам зерен образуются трещины и металл разрушается .
Наличие фосфора Р в стали приводит к хладноломкости ( возникают трещины уже при комнатной температуре и, особенно, интенсивно при отрицательных температурах), ухудшается пластичность и вязкость сплава. В высококачественных сталях должно быть фосфора менее 0,03% .
Марганец Mn раскисляет сталь и нейтрализует вредное влияние серы S,. повышает прочность и износостойкость стали.
Кремний Si повышает упругость и прочность стали, увеличивает предел текучести , что снижает возможности холодной штамповки и высадки металла.
Чугуны. Микроструктура чугунов (табл. 14) зависит от скорости охлаждения металла : при быстром охлаждении будет белый чугун ( углерод находится в химически связанном состоянии в виде цементита и ледебурита ), а при медленном охлаждении будет серый чугун ( углерод находится в виде графита ).
Таблица 1.4
Марки и механические характеристики чугунов.
Группы чугунов
Марки чугунов
sb , МПа
НВ
d , %
Серые
СЧ 10
100
120…150
СЧ 15
150
130…241
………
………
……..
СЧ 35
350
179…290
Высокопрочные
ВЧ 35
350
140…170
22
ВЧ 40
400
140…202
15
………
……….
……..
………
ВЧ 100
1000
270…360
2
Ковкие
КЧ 30-6
³ 300
£ 163
6
КЧ 33-8
³ 330
£ 163
8
КЧ 37-12
³ 370
£ 163
12
…….
…….
……
КЧ 63-2
³ 630
£ 269
2
Кремний Si способствует графитизации чугуна, и улучшает его литейные свойства. В серых чугунах содержится 0,8 …4,5 % Si.
Марганец Mn способствует отбеливанию чугуна, но содержание Mn до 1,2% полезно, т.к. увеличиваются твердость и прочность чугуна.
Фосфор Р повышает жидкотекучесть чугуна , поэтому допустимо его содержание до 0,4%, но в ответственных чугунных отливках содержится фосфора менее 0,15%, т.к. с ростом содержания его увеличивается хрупкость чугуна.
Сера S затрудняет графитизацию, увеличивает хрупкость и ухудшает жидкотекучесть чугуна , поэтому серы в чугунах должно быть не более 0,1%.
Серые чугуны делятся на модифицированные, высокопрочные и ковкие ( табл. 1.4.).
В серых чугунах графит имеет пластинчатую форму, в высокопрочных- шаровидную, а в ковких- хлопьевидную .Примеры обозначения чугунов:
СЧ25 ГОСТ 1412-85, ВЧ 50 ГОСТ 7293-85.