Інформація, розрахунки, калькулятори,
ГОСТ
Жаростійкість характеризує працездатність чавуну при підвищених н високих температурах в умовах дії малих навантажень, коли головною причиною руйнування виливків є утворення окалини або тріщин. Спостерігається також необоротне зміна розмірів виливків, яке прийнято називати постом. Жаростійкість оцінюється по окалиностойкость - збільшення маси виливки в г / (м2 ∗ч) і ростоустойчівості - зменшення щільності чавуну або збільшення довжини зразка за 150 годин витримки при відповідній температурі. Для жаростійких чавунів при відповідній температурі збільшення маси зразка не повинно перевищувати 0,5 г / м2. а довжини 0,2%. Зростання чавуну зростає з підвищенням температури і тривалості витримки, збільшенням числа циклів коливань температури (особливо при переході через критичний інтервал) швидкості зміни температури і агресивності середовища (рис. 1, а). Причинами викликають зростання чавуну, є також графітизація і інші Фазові перетворення, що протікають зі збільшенням обсягу фаз, розподіл основного металу і легуючих елементів, розчинення графіту і пороутворення, релаксація напружень.
У найбільш несприятливих умовах наприклад при циклічній зміні температури в агресивному середовищі необоротне збільшення обсягу може досягати 20, а іноді 50-100%. Характерними ознаками зростання є різке зниження механічних властивостей і утворення сітки розпалу на поверхні виливків.
Подрібнення і зменшення кількості графіту і розміру евтектичного зерна, заміна перліту ферритом в структурі підвищують окалиностойкость і ростоустойчівость чавунів марок СЧ. Цьому сприяють зменшення вмісту С і Si. заміна звичайного чавуну модифікованим, низька легування Cr, Ni і іншими елементами, Вищою окаліностойкостио і ростоустойчівостью володіє високоміцний чавун (рис. 1, б). Ковкий чавун з типовим для нього виділенням вуглецю відпалу займає при одній і тій же матриці проміжне положення між чавунами марок.
На повітрі чавун марки СЧ зберігає підвищену стійкість при температурах до 450-500 ° С, а в атмосфері пічних газів лише до 350 ° С, в атмосфері водяної пари не вище 300 ° С. Явище зростання в високоміцному чавуні з кулястим графітом (ВЧШГ) практично не спостерігається при температурах до 400-500 ° С.
При більш високих температурах слід застосовувати спеціальні леговані чавуни. Найбільш часто для підвищення жаростійкості використовують легування Si, Al і Cr.
Вплив Si і Al на окалиностойкость і ростоустойчівость чавуну неоднозначно (рис. 2). При невеликих добавках цих елементів в звичайний чавун з пластинчастим графітом розглядаються властивості погіршуються. Навіть незначна кількість Si в білих чавунах різко знижує їх жаростійкість. Однак при досить високому вмісті Si і Al стійкість чавуну проти окислення і зростання різання підвищується.
Сприятливі результати дії високих концентрацій Si на окалііостой кістка і ростоустойчівость пов'язані з отриманням стабільної структури графіт + кремнеферріт. У міру збільшення вмісту Si критичні точки розташовуються при більш високій температурі. Так, при 6% Si точка Дс, розташовується близько 950 ° С, а при 7% Si - близько 1000 ° С. Кремній, входячи в твердий розчин, підвищує температуру освіти неміцною вюстітной фази (Fe3 O4). т. е. збільшує стійкість металевої основи проти окислення.
Вплив А1 на жаростійкість чавуну проявляється насамперед шляхом освіти ім захисних оксидних плівок. Алюміній підвищує температуру виникнення вюстітной фази і сприяє утворенню оксидних плівок з шпііельіьш типом решітки (FeO∗Al2 O3).
На зменшення росту і окислення виливків хром впливає вже при невеликих кількостях (0,5-1,5%; рис. 2, а) .Ввод хрому в таких кількостях гальмує графітизацію евтектоїдного цементиту, подрібнює включення графіту н підвищує опірність окислення металевої основи внаслідок підвищення температури освіти вюстітной фази. Максимального рівня ці властивості досягають при Сг> 15%. Більшість жароміцних хромистих чавунів (> 10% Сr) відносяться до типу білих чавунів.
1, 1 '- збільшення вмісту Si в звичайному і високоміцному чавуні відповідно; 2, 2 '- збільшення вмісту Al; 3 - збільшення вмісту Сr
Таблиця 1. Жаростійкість деяких легованих чавунів (ГОСТ 7769-82)