ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА (ЧУГУНА) В СРЕДЕ ЖИДКОГО АЛЮМИНИЯ
|
Аннотация 2
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Виды и классификация чугунов 7
1.2 Структура, свойства и модифицирование чугуна 10
1.3 Технология получения чугунов 20
1.4 Коррозионная стойкость чугуна 26
1.5 Травление чугуна 30
1.6 Микроструктура, макроскопический и микроскопический анализ..
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Основные сведения об эксперименте 34
2.2 Описание микроструктуры исследуемых чугунов 35
ГЛАВА III. 3. Разработка методических указаний к лабораторной работе по теме «техника микроструктурного анализа» 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 66
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА I. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Виды и классификация чугунов 7
1.2 Структура, свойства и модифицирование чугуна 10
1.3 Технология получения чугунов 20
1.4 Коррозионная стойкость чугуна 26
1.5 Травление чугуна 30
1.6 Микроструктура, макроскопический и микроскопический анализ..
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Основные сведения об эксперименте 34
2.2 Описание микроструктуры исследуемых чугунов 35
ГЛАВА III. 3. Разработка методических указаний к лабораторной работе по теме «техника микроструктурного анализа» 46
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 65
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 66
Чугуны являются важнейшими материалами современного машиностроения и находят широкое применение в промышленности. Это связано с тем, что чугуны обладают высокими технологическими, механическими и эксплуатационными свойствами. Следовательно, в целом хорошими техническими и экономическими показателями. Отливки из чугунов составляют около 80 % всего фасонного литья металлургической продукции. С каждым годом российский рынок чугуна растет и пополняется отечественными производителями, а производство чугуна увеличивается.
В наше время наука о металлах развивается весьма динамично, в основном, благодаря современной аппаратуре (микрорентгеноспектральный анализ, электронные микроскопы и множество других, не менее важных, приборов). Все эти новшества позволяют более полно и глубоко изучить строение и структуру различных металлов и сплавов, находить новые пути повышения их механических, физических и технических свойств.
Актуальность настоящей работы обусловлена тем, что в современном мире огромное количество различных важных материалов изготавливается из чугунов, повышаются их свойства и прочностные характеристики. В ближайшем будущем будет наблюдаться тенденция к увеличению роста производства этого металла. На протяжении многих лет, металлурги, химики и все кто связан с проблемой стойкости металлов, задаются вопросом, как повысить прочностные характеристики различных металлов. Таким образом, тема исследования стойкости чугунов в расплаве алюминия, позволит углубиться в проблему прочностных характеристик различных чугунов.
Представленная работа позволит более подробно изучить структурообразование, фазовые превращения, микроструктуру и стойкость чугунов различной номенклатуры в нестандартной среде. Исследования в этой области имеют не только научное, но и промышленное значение. Оценка начальных и конечных результатов позволит выявить некоторые физико-химические закономерности и даст представление о стойкости чугунов заданной номенклатуры.
Вопросу стойкости чугунов посвящено множество работ, демонстрирующих изменение структурных составляющих и показывающих состояние прочностных характеристик. При этом известно, что стойкость чугуна и последующие ее изменения, зависят от химико-физических составляющих расплава, добавки модификаторов и условий проведения плавки.
Целью исследования являлось выявление особенностей изменения микроструктуры, свойств и стойкости серого чугуна СЧ20, хромистого высоколегированного чугуна ЧХ28 и высокопрочного ВЧ50, в расплаве жидкого алюминия.
Для достижения цели в дипломном исследовании были сформулированы следующие задачи:
- получить, систематизировать и обобщить теоретические и экспериментальные данные о чугунах;
- провести опытные плавки серого чугуна (марки СЧ20), хромистого высоколегированного чугуна (марки ЧХ28) и высокопрочного (марки ВЧ50) в среде жидкого алюминия, на производственной площадке;
- изучить структуру отливок из серого, высокопрочного и хромистого чугунов, после погружения в расплав алюминия и выдержки при определенной температуре;
- исследовать физические и механические свойства (твердость, плотность, износостойкость, деформационное поведение, коррозионную стойкость) до и после эксперимента...
В наше время наука о металлах развивается весьма динамично, в основном, благодаря современной аппаратуре (микрорентгеноспектральный анализ, электронные микроскопы и множество других, не менее важных, приборов). Все эти новшества позволяют более полно и глубоко изучить строение и структуру различных металлов и сплавов, находить новые пути повышения их механических, физических и технических свойств.
Актуальность настоящей работы обусловлена тем, что в современном мире огромное количество различных важных материалов изготавливается из чугунов, повышаются их свойства и прочностные характеристики. В ближайшем будущем будет наблюдаться тенденция к увеличению роста производства этого металла. На протяжении многих лет, металлурги, химики и все кто связан с проблемой стойкости металлов, задаются вопросом, как повысить прочностные характеристики различных металлов. Таким образом, тема исследования стойкости чугунов в расплаве алюминия, позволит углубиться в проблему прочностных характеристик различных чугунов.
Представленная работа позволит более подробно изучить структурообразование, фазовые превращения, микроструктуру и стойкость чугунов различной номенклатуры в нестандартной среде. Исследования в этой области имеют не только научное, но и промышленное значение. Оценка начальных и конечных результатов позволит выявить некоторые физико-химические закономерности и даст представление о стойкости чугунов заданной номенклатуры.
Вопросу стойкости чугунов посвящено множество работ, демонстрирующих изменение структурных составляющих и показывающих состояние прочностных характеристик. При этом известно, что стойкость чугуна и последующие ее изменения, зависят от химико-физических составляющих расплава, добавки модификаторов и условий проведения плавки.
Целью исследования являлось выявление особенностей изменения микроструктуры, свойств и стойкости серого чугуна СЧ20, хромистого высоколегированного чугуна ЧХ28 и высокопрочного ВЧ50, в расплаве жидкого алюминия.
Для достижения цели в дипломном исследовании были сформулированы следующие задачи:
- получить, систематизировать и обобщить теоретические и экспериментальные данные о чугунах;
- провести опытные плавки серого чугуна (марки СЧ20), хромистого высоколегированного чугуна (марки ЧХ28) и высокопрочного (марки ВЧ50) в среде жидкого алюминия, на производственной площадке;
- изучить структуру отливок из серого, высокопрочного и хромистого чугунов, после погружения в расплав алюминия и выдержки при определенной температуре;
- исследовать физические и механические свойства (твердость, плотность, износостойкость, деформационное поведение, коррозионную стойкость) до и после эксперимента...
В настоящей дипломной работе были изучены основные аспекты исследования стойкости серого СЧ20, высокопрочного ВЧ50 и хромистого ЧХ28 чугунов в среде жидкого алюминия и проведен ряд экспериментов.
При выполнении дипломной работы были проведены исследования химического состава, физических и химических свойств и структурно-фазового состояния изучаемых чугунов, которые широко применяются в машиностроительном производстве. С помощью микроскопического анализа, была изучена структура поверхности чугунов и дано представление об общем строении металла и наличии в нем определенных дефектов. Сделаны соответствующие выводы по поводу стойкости чугунов заданной номенклатуры в расплаве жидкого алюминия.
Цель дипломной работы заключалась в том, чтобы определить какой из чугунов заданной номенклатуры имеет наибольшую стойкость в расплаве жидкого алюминия.
Микроструктура образцов серых чугунов СЧ20, оставалась практически идентичной до и после проведения экспериментов, за исключением, небольшого изменения графитных включений. С течением времени пластинчатые вклю-чения графита формировались в шаровидные, что указывало на уменьшение отрицательного влияния этих включений. Графитные включения уменьшались, а значит, повышались механические свойства чугунных образцов. Округлые включения шаровидного графита не создают резкой концентрации напряжений, такие включения не являются трещинами, а чугун с шаровидным графитом имеет значительно более высокую прочность при растяжении в изгибе, чем чугун с пластинчатым графитом. Образцы серого чугуна СЧ20 меньше всего подверглись разрушению, что говорит о высокой стойкости такого чугуна в агрессивных средах, в том числе в расплаве жидкого алюминия.
В микроструктуре образцов высокопрочных чугунов ВЧ50 включения графита уменьшались с течением времени. С каждым образцом количество пустот уменьшалось, как известно, чем меньший объем занимают пустоты, тем выше свойства чугуна. Однако образцы высокопрочного чугуна с течением времени разрушались в расплаве алюминия, что говорит о низкой стойкости и нестабильности исследуемых образцов высокопрочного чугуна.
Микроструктура хромистых чугунов состоит из перлита вторичного цементита и ледебурита. В доэвтектических белых чугунах находятся три струк-турные составляющие: перлит (крупные темные зерна), вторичный цементит (белая составляющая), ледебурит перлитный - ячеистая составляющая, в которой на белом цементитном поле располагаются мелкие темные включения перлита. Вторичный цементит выделяется из аустенита, содержащего при 1147°С- 2,14% углерода, а при 727°С -0,8% углерода. В белых чугунах с низким содержанием углерода (близким к 2,14%) вторичный цементит выявляется достаточно отчетливо, так как в таких чугунах мало ледебурита. Образцы хромистого чугуна ЧХ28 также как образцы серого чугуна СЧ20 не сильно подверглись разрушению по сравнению с высокопрочным чугуном ВЧ50.
После проведения экспериментов выявлено, что образцы серого и хромистого чугунов в расплаве жидкого алюминия оказались значительно устойчивее, чем образцы высокопрочного чугуна.
Установлено, что в результате изменения структурных составляющих исследуемых чугунов уменьшается предел прочности, увеличивается износостойкость, при этом твердость пластичность и плотность остаются без изменений.
Подводя итоги, можно уверенно говорить о том, что серый чугун СЧ20 и хромистый чугун ЧХ28, больше подходят для работы в расплаве жидкого алю¬миния, нежели высокопрочный чугун ВЧ50.
При выполнении дипломной работы были проведены исследования химического состава, физических и химических свойств и структурно-фазового состояния изучаемых чугунов, которые широко применяются в машиностроительном производстве. С помощью микроскопического анализа, была изучена структура поверхности чугунов и дано представление об общем строении металла и наличии в нем определенных дефектов. Сделаны соответствующие выводы по поводу стойкости чугунов заданной номенклатуры в расплаве жидкого алюминия.
Цель дипломной работы заключалась в том, чтобы определить какой из чугунов заданной номенклатуры имеет наибольшую стойкость в расплаве жидкого алюминия.
Микроструктура образцов серых чугунов СЧ20, оставалась практически идентичной до и после проведения экспериментов, за исключением, небольшого изменения графитных включений. С течением времени пластинчатые вклю-чения графита формировались в шаровидные, что указывало на уменьшение отрицательного влияния этих включений. Графитные включения уменьшались, а значит, повышались механические свойства чугунных образцов. Округлые включения шаровидного графита не создают резкой концентрации напряжений, такие включения не являются трещинами, а чугун с шаровидным графитом имеет значительно более высокую прочность при растяжении в изгибе, чем чугун с пластинчатым графитом. Образцы серого чугуна СЧ20 меньше всего подверглись разрушению, что говорит о высокой стойкости такого чугуна в агрессивных средах, в том числе в расплаве жидкого алюминия.
В микроструктуре образцов высокопрочных чугунов ВЧ50 включения графита уменьшались с течением времени. С каждым образцом количество пустот уменьшалось, как известно, чем меньший объем занимают пустоты, тем выше свойства чугуна. Однако образцы высокопрочного чугуна с течением времени разрушались в расплаве алюминия, что говорит о низкой стойкости и нестабильности исследуемых образцов высокопрочного чугуна.
Микроструктура хромистых чугунов состоит из перлита вторичного цементита и ледебурита. В доэвтектических белых чугунах находятся три струк-турные составляющие: перлит (крупные темные зерна), вторичный цементит (белая составляющая), ледебурит перлитный - ячеистая составляющая, в которой на белом цементитном поле располагаются мелкие темные включения перлита. Вторичный цементит выделяется из аустенита, содержащего при 1147°С- 2,14% углерода, а при 727°С -0,8% углерода. В белых чугунах с низким содержанием углерода (близким к 2,14%) вторичный цементит выявляется достаточно отчетливо, так как в таких чугунах мало ледебурита. Образцы хромистого чугуна ЧХ28 также как образцы серого чугуна СЧ20 не сильно подверглись разрушению по сравнению с высокопрочным чугуном ВЧ50.
После проведения экспериментов выявлено, что образцы серого и хромистого чугунов в расплаве жидкого алюминия оказались значительно устойчивее, чем образцы высокопрочного чугуна.
Установлено, что в результате изменения структурных составляющих исследуемых чугунов уменьшается предел прочности, увеличивается износостойкость, при этом твердость пластичность и плотность остаются без изменений.
Подводя итоги, можно уверенно говорить о том, что серый чугун СЧ20 и хромистый чугун ЧХ28, больше подходят для работы в расплаве жидкого алю¬миния, нежели высокопрочный чугун ВЧ50.
Подобные работы
- ИССЛЕДОВАНИЕ СТОЙКОСТИ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА (СТАЛЕЙ) В СРЕДЕ ЖИДКОГО АЛЮМИНИЯ
Дипломные работы, ВКР, металлургия. Язык работы: Русский. Цена: 4600 р. Год сдачи: 2017 - Исследование процессов формирования и свойств постоянных покрытий литейных металлических форм на основе алюминидов никеля и железа
Диссертации (РГБ), машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4290 р. Год сдачи: 2018 - ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ ЧУГУННЫХ ИЗЛОЖНИЦ ДЛЯ РАЗЛИВКИ АЛЮМИНИЯ НА ВОДООХЛАЖДАЕМОМ КОНВЕЙЕРЕ
Бакалаврская работа, технология машиностроения. Язык работы: Русский. Цена: 5600 р. Год сдачи: 2016 - Исследование диэлектрических свойств композиционных материалов на основе алюминия и его сплавов, полученных микродуговым оксидированием
Бакалаврская работа, материаловедение . Язык работы: Русский. Цена: 4600 р. Год сдачи: 2018 - ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ С ЦЕЛЬЮ ОЦЕНКИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ
Диссертации (РГБ), машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4340 р. Год сдачи: 2015 - ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ С ЦЕЛЬЮ ОЦЕНКИ ИХ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ
Диссертации (РГБ), машиностроение. Язык работы: Русский. Цена: 4360 р. Год сдачи: 2015 - Исследование характеристик образцов с износостойким покрытием
Магистерская диссертация, технология машиностроения. Язык работы: Русский. Цена: 4875 р. Год сдачи: 2017 - Разработка технологии приготовления сплава АК12 для получения
автомобильных колес сложной конфигурации
Бакалаврская работа, материаловедение . Язык работы: Русский. Цена: 4600 р. Год сдачи: 2020