Химические свойства. Коррозия металлов и сплавов. Перспективы применения нелегированного доменного чугуна без выделений графита, страница 39

Режим закалки

Коэффициент линейного расширения, a×10^-6, град^-1 при температуре, °С

50

100

150

200

250

300

350

400

450

без нагрева

6,97

7,12

6,49

11,62

13,71

14,42

14,40

14,56

13,68

900°С, 0,5ч + 900°С, 1ч

6,31

6,67

6,73

11,38

14,04

15,34

14,06

12,26

13,49

900°С, 0,5 ч

6,54

6,90

3,47

6,07

11,40

15,70

13,36

10,42

11,07

900°С, 0,5ч + 900°С, 1ч + 900°С, 1ч

5,30

6,44

3,84

9,15

13,93

14,65

11,52

10,25

11,37

900°С, 1ч + 900°С, 1ч + 900°С, 1ч

6,97

3,81

9,63

17,01

12,59

8,36

9,22

11,73

14,10

900°С, 0,5ч + 900°С, 1ч +1100°С, 15¢, охл-е до 900°С, 15¢

9,36

8,45

3,45

9,15

14,71

13,41

5,76

7,97

8,11

900°С, 0,5ч + 3 т/о 900°С, 1ч + 1100°С, 15¢, охл-е до 900°С + 900°С, 1ч

8,45

6,20

4,53

10,20

16,02

6,80

6,06

10,88

11,51

то же + двойная закалка с 900°С

9,07

3,81

9,16

17,93

6,41

7,04

9,90

13,02

13,68

1100°С, 3¢

6,54

7,12

2,66

9,27

15,41

14,88

8,85

10,42

11,22

1130°С, 1ч, печь + 900°С, 1ч

9,77

5,68

7,18

12,66

6,91

5,70

10,06

13,02

12,87

Таблица 5.12 – Химический состав доменного чугуна без выделений графита

На рисунке 5.18 приведены результаты воздействия циклической закалки на КЛР чугуна. Наиболее важным здесь является снижение КЛР до значений 3,75-4,00×10^-6 град^-1 при температурах испытания 100-150°С. После этих температур происходит резкое повышение значений КЛР с образованием аномалии при температурах испытания 200-300°С. Для сырого чугуна такая аномалия отсутствует. В [31] на примере сплавов алюминия с кремнием сделана попытка объяснить появление такой аномалии действием водорода. Снижение КЛР при низких температурах испытания 50-150°С уже указывает на возможность применения доменного чугуна для изготовления изделий вместо ЖЧС – 5,5; ЖЧЮ – 22; ЖЧЮШ – 22 – (чугаль), ЖЧХ – 30 и ЧН15Д7Х2 (нерезист), которые имеют КЛР 12-14; 16-20; 9-10 и 17-19×10^-6 град^-1 соответственно [30]. Таким образом, можно считать, что доменный чугун без выделений графита при плотности 7713 кг/м³ может иметь большую сферу применения для изготовления изделий, от которых требуются низкие значения коэффициента линейного расширения в сочетании с высокой твердостью и износостойкостью (поршневые кольца, гильзы цилиндров и др.).

Очень сильно вызывает появление аномалии при 250°С предварительный высокотемпературный отжиг, предусматривающий охлаждение с печью после выдержки в течение 1 ч при 1130°С (рисунок 5.19).

Последующая закалка отожженных образцов с 900°С в кипящую H₂O позволила установить наличие противоположной аномалии. Она заключается в резком снижении КЛР в интервале 250-300°С. Характерно, что закалка существенно повышает КЛР при 50°С и незначительно снижает при 100°С. Для отожженного и окончательно закаленного чугуна значения КЛР при 350-450°С ниже, чем у сырого. В [48, 49] приведены первые результаты по работам, целью которых было установление возможности применения такого чугуна для изготовления инструмента. Поскольку самым выдающимся достижением в инструментальной промышленности является разработанная в 1906 г. быстрорежущая сталь, то в настоящей работе приведено сравнение доменного чугуна и стали Р6М5.