Теоретико-экспериментальное обоснование повышения износостойкости пары трения кольцо-маслоотражатель турбокомпрессора методом отпуска
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
зуемых для изготовления и восстановления деталей. Выбранный материал должен обладать достаточной механической прочностью, технологичностью, а пара трения должна обеспечивать минимальный коэффициент трения, исключать возможность схватывания и заедания. Конструкция и технология изготовления должны обеспечивать гарантированный зазор между торцами кольца и канавки. Для повышения износостойкости колец производитель покрывает торцы колец твердым хромом либо кольца лудят оловом [17]. Основным материалом для изготовления колец уплотнений является специальный чугун. Поэтому, применяя различные режимы термообработки, производители изменяют механические свойства и износостойкость колец [17, 23…25].
1.4 Термообработка чугунов как способ повышения
износостойкости колец
Чугун - сплав железа с углеродом (содержанием обычно более 2,14 %), характеризующийся эвтектическим превращением. Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита. В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют: белый, серый, ковкий и высокопрочные чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.). Как правило, чугун хрупок [26, 27].
Различают несколько видов чугуна:
- белый чугун, в котором весь углерод (2,0...3,8%) находится в связанном состоянии в виде цементита, что и определяет его свойства: высокая твердость(НВ 450…550) и хрупкость, хорошая сопротивляемость износу, плохая обрабатываемость режущими инструментами. Белый чугун применяют для получения серого и ковкого чугуна и стали. Для изготовления деталей машин белый чугун не используется, серый чугун (Сч)(таблица 1.1) содержит углерод в связанном состоянии только частично (не более 0,5%). Остальной углерод находится в чугуне в свободном состоянии в виде графита.
Таблица 1.1 - Механические свойства серых чугунов
Чугун?В, МПаНВСтруктура металлической основыСч - 15150163-229ФерритСч - 25250180-250Феррит + ПерлитСч - 40400207-285ПерлитСч - 45450229-289Перлит
Графитовые включения делают цвет излома серым. Чем излом темнее, тем чугун мягче. Образование графита происходит в результате термической обработки белого чугуна, когда часть цементита распадается на мягкое пластичное железо и графит. В зависимости от преобладающей структуры различают серый чугун на перлитной, ферритной или феррито-перлитной основе.
Свойства серого чугуна зависят от режима охлаждения и наличия некоторых примесей. Например, чем больше кремния, тем больше выделяется графита, а потому чугун делается мягче. Серый чугун имеет умеренную твердость и легко обрабатывается режущими инструментами.
Сч - 10; Сч - 15 - используется для слабо- и средненагревающихся деталей (крышки, фланцы, маховики, суппорты, тормозные барабаны, диски сцепления).
Сч - 20; Сч - 25 - применяется для деталей, работающих при повышенных статистических и динамических нагрузках (картеры двигателя, поршни цилиндров, барабаны сцепления, станины станков и т. д.).
Сч - 40; Сч - 45 - перлитный чугун. Обладает более высокими механическими свойствами (корпуса насосов, компрессоров, гидроприводов);
ковкий чугун (Кч) получают после длительного отжига белого чугуна при высоких температурах, когда цементит почти полностью распадается с выделением свободного углерода на ферритной или перлитной основе. Углеродные включения имеют округлую, хлопьевидную форму. В отличие от серых, ковкие чугуны являются более прочными и пластичными и легче обрабатываются. Этот чугун применяют для изготовления деталей высокой прочности, которые подвержены сильному истиранию и ударным, законопеременным нагрузкам;
- высокопрочные (модифицированные) чугуны (Вч) (таблица 1.2) значительно превосходят обычные серые по прочности и обладают некоторыми пластическими свойствами. Их применяют для отливок ответственных деталей, для изготовления оборудования прокатных станков, кузнечно-прессового оборудования, корпусов паровых турбин, коленчатых валов и др. сталь чугун маслоотражатель турбокомпрессор
Феррит (лат. .
Таблица 1.2 - Механические свойства ковких чугунов
Чугун?В, МПа 1?, % 2НВСтруктура металлической основыКч - 30-63006100-163Феррит + 10-3% перлитаКч - 37-1237012110-163Феррит + 10-3% перлитаКч - 60-36003200-269Перлит + 20-0% ферритаКч - 80-1,58001,5270-320Перлит + 20-0% феррита1) ?В, МПа - предел прочности;
) ?, % - относительное удлинение [28…30].
Перлит (от фр. perle - жемчужина) - одна из структурных составляющих железоуглеродистых сплавов - сталей : представляет собой эвтектоидную <http://r