Аннинський аграрно-промисловий технікум
Тема уроку: Чавуни
Тип уроку. Урок засвоєння нового матеріалу.
Вид уроку. Лекція.
Обладнання уроку. підручник, комп'ютер, мультимедійний проектор.
- навчальні: вивчити класифікацію чавунів і вплив на якість і властивості чавунів вуглецю і домішок;
- розвиваючі: розвивати здатність виділяти головне і записувати це у вигляді конспекту, вміти самостійно засвоювати знання; розвивати творче мислення, увагу;
- виховні: виховувати культуру спілкування, почуття колективізму і співпереживання успіхів і невдач товаришів, вміння працювати в колективі, формувати технічну грамотність студентів.
На уроці в учнів формуються основні загальні та професійні компетенції, що відповідають вимогам ФГОС СПО за фахом 23.02.03 «Технічне обслуговування та ремонт автомобільного транспорту»:
1. Загальні компетенції:
2. Професійні компетенції:
- здатність розробляти заходи щодо комплексного використання сировини, заміни дефіцитних матеріалів і вишукування способів утилізації відходів виробництва (ПК 1.3).
1. Організаційний момент -3 хв.
Привітання викладача, перевірка готовності до уроку, організація уваги.
2. Актуалізація опорних знань - 5 хв.
В ході фронтальної бесіди студентам нагадуються основні поняття попередньої теми, задаються наступні питання:
3. Формулювання теми і цілей уроку.
Мета: в кінці уроку студенти повинні знати класифікацію чавунів і маркування по ГОСТу, вміти розшифровувати марки чавунів.
4. Пояснення нового матеріалу.
5. Закріплення нового матеріалу.
Питання для закріплення
6. Домашнє завдання.
Конспект лекції, скласти таблицю «Чавуни»
Рекомендований теоретичний матеріал
- Класифікація чавунів
- Білий чавун. Його структура, властивості, застосування
- Сірий чавун, його структура, властивості, маркування по ГОСТу і застосування
- ковкий чавун
- високоміцний чавун
- Антифрикційні чавуни, маркування, і застосування
1. Класифікація чавунів
Чавун є багатокомпонентний сплав заліза з вуглецем, марганцем, кремнієм, фосфором і сіркою. У чавуні також міститься незначні кількості водню, азоту і кисню. У легованому чавуні можуть бути хром, нікель, ванадій, вольфрам і титан, кількість яких залежить від складу проплавляющей руд.
Залежно від призначення виплавлювані в доменних печах чавуни поділяють на три основних види: переробний, що йде на переділ в сталь; ливарний, призначений для отримання виливків з чавуну в машинобудуванні; доменні феросплави, використовувані для розкислення стали в сталеплавильному виробництві.
За структурою чавуни можна розділити на наступні групи:
- сірий - чавун, в якому вуглець перебуває у вигляді графіту.
- білий - чавун, в якому вуглець перебуває у вигляді цементиту і перліту.
За призначенням чавуни можна класифікувати так:
2. Білий чавун. Його структура, властивості, застосування
Таку назву чавун отримав по виду зламу, який має матово-білий колір.
Білі чавуни (переробні) рідко використовуються в народному господарстві в якості конструкційних матеріалів, так як через великий вміст цементиту дуже крихкі і тверді, з працею відливаються і обробляються інструментом. З них роблять деталі гідромашин, пескометом і інших конструкцій, що працюють в умовах підвищеного абразивного зношування. Білий чавун застосовується для виготовлення деталей підвищеної втомної міцності: колінчастих і розподіли-них валів, сідел клапанів, шестерень масляного насоса, суп-портів дискового гальма ВАЗ та ін. Для збільшення зносостійкості білі чавуни легують хромом, ванадієм, молібденом і іншими карбидообразующих елементами. Маркування білих чавунів не встановлена.
Різновидом білих чавунів є вибілені чавуни. Поверхневі шари виробів з таких чавунів мають структуру білого (або половинчастого) чавуну, а серцевина - сірого чавуну. Отбел на деяку глибину (12. 30 мм) отримують шляхом швидкого охолодження поверхні (наприклад, виливок чавуну в металеві або піщані форми).
Для зняття структурних напружень, які можуть привести до утворення тріщин, виливки піддають нагріванню. Висока зносостійкість вибілених чавунів обумовлена твердістю поверхні. З вибіленого чавуну виготовляють прокатні валки листових станів, колеса, кулі для млинів та ін.
3. Сірий чавун, його структура, властивості, маркування по ГОСТу і застосування
Структура сірого (ливарного) чавуну складається з металевої основи з графітом пластинчастої форми, вкраплення в цю основу. Така структура утворюється безпосередньо при кристалізації чавуну в литві відповідно до діаграми стану системи Fe-С (стабільної). Причому, чим більше вуглецю і кремнію в сплаві і чим нижче швидкість його охолодження, тим вище ймовірність кристалізації по цій діаграмі з утворенням графитной евтектики. При низькому вмісті вуглецю і кремнію чавун модифікують невеликими дозами деяких елементів (наприклад, алюміній, кальцій, церій).
Модифікування металів - введення в металеві розплави модифікаторів, тобто речовин, невеликі кількості яких (зазвичай не більше десятих часток%) сприяють створенню додаткових штучних центрів кристалізації, і отже, утворення структурних складових в подрібненої або округлої форми, що покращує механічні властивості металу.
Для характеристики структури сірого чавуну необхідно визначати розміри, форму, розподіл графіту, а також структуру металевої основи. У звичайному сірому чавуні при повільному охолодженні під час кристалізації графіт дуже слабо розгалужується. Він схожий на розетку з невеликим числом вигнутих пелюстків.
Металева основа сірих чавунів формується з аустеніту при евтектоїдних розпад і може бути перлитной, ферритной і ферритно-перлітною. Освіта перліту відбувається легко, в порівняно короткий проміжок часу.
Механічні властивості сірих чавунів залежать від властивостей металевої основи і, головним чином, від кількості, форми і розмірів графітних включень. Перлитная основа забезпечує найбільші значення показників міцності і зносостійкості.
Марки сірих чавунів згідно ГОСТ 1412 - 85 складаються з літер «СЧ» і цифр, відповідних мінімальній межі міцності при розтягуванні. Чавун СЧ15 - феритний; СЧ25, СЧ30, СЧ35 - ферритно-перлітні чавуни, починаючи з СЧ40- перлітні чавуни.
Сірі чавуни мають високі ливарні якостями (жидкотекучесть, мала усадка, незначний пригар металу до форми і ін.), Добре обробляються і чинять опір зносу, однак через низькі міцності і пластичних властивостей в основному використовуються для невідповідальних деталей. У верстатобудуванні сірий чавун є основним конструкційним матеріалом (станини верстатів, столи і верхні санчата, колонки, каретки і ін.); в автомобілебудуванні з ферритно-перлітних чавунів роблять картери, кришки, гальмівні барабани та ін. а з перлітних чавунів - блоки циліндрів, гільзи, маховики і ін. В будівництві сірий чавун застосовують, головним чином, для виготовлення деталей, що працюють при стисненні (черевиків, колон), а також санітарно-технічних деталей (опалювальних радіаторів, труб). Значна кількість чавуну витрачається для виготовлення тюбінгів, з яких споруджується тунель метрополітену.
Ковким чавун називається тому, що його можна піддавати обробці тиском, хоча чавуни чи не кують, а деталі з чавуну отримують лише методом лиття в зв'язку з тим, що ковкий чавун має більш високу пластичність у порівнянні з сірим.
Ковкі чавуни з пластівчасту формою графіту одержують з білих доевтектичних чавунів, наражаючи їх спеціальним Графітізуючі відпалу. Графітізірующій отжиг білого чавуну заснований на метастабильности цементиту і складається зазвичай з двох стадій (рисунок)
Малюнок. Схема відпалу білого чавуну в ковкий
Перша стадія (930. 1050 ° С) підбирається по тривалості такої, щоб весь цементит, що знаходиться в структурі виливки, розпався на аустеніт і пластівчастий графіт. Процес графітоутворення полегшується при модифікуванні (наприклад, алюмінієм і бором). Чавун, отриманий таким чином, називається модифікованим.
Ковкі чавуни з перлітною металевою основою мають високі твердістю і міцністю в поєднанні з невеликою пластичністю. Ковкий феритний чавун характеризується високою пластичністю і відносно низькою міцністю.
Ковкий чавун згідно ГОСТ 1215 - 79 маркується буквами "КЧ" і двома числами: перше вказує тимчасовий опір при розтягуванні; друге - відносне подовження (%).
Ковкий чавун йде на виготовлення деталей підвищеної міцності і в'язкості: картерів, редукторів, коробок передач, кронштейнів ресор і ін.
5. Високо-випробувальний чавун
Щоб уникнути утворення в високоміцних чавунах ледебуріта, їх піддають Графітізуючі відпалу. Тривалість такого відпалу завдяки підвищеному вмісту Графітізуючі елементів (вуглецю, кремнію) значно коротше, ніж при відпалі білого чавуну.
Структура високоміцного чавуну складається з металевої основи (ферит, перліт) і включень графіту кулястої форми. Кулястий графіт, що має мінімальну поверхню при даному обсязі, значно менше послаблює металеву основу, ніж пластинчастий графіт, і не є активним концентратором напружень.
Марки високоміцних чавунів згідно ГОСТ 7293-85 складаються з літер «ВЧ» і цифр, перші вказують величину тимчасового опору, другі - відносне подовження (%). Стандарт передбачає наступні марки чавунів: ВЧ35-22; ВЧ40-15; ВЧ45-10; ВЧ50-7; ВЧ60-3; ВЧ70-2; ВЧ80-2; ВЧ100-2.
Високоміцні чавуни мають гарні ливарні і споживчими властивостями (різанням, здатність гасити вібрації, висока зносостійкість і ін.) Властивостями. Вони використовуються для масивних виливків замість сталевих литих і кованих деталей - циліндри, шестерні, колінчаті і розподільні вали і ін.
6. Антифрикційні чавуни, маркування, і застосування
Антифрикційними чавунами є сірі і високоміцні чавуни спеціальних марок.
Антифрикційні сірі чавуни - перлітні чавуни АЧС-1 і АЧС-2 і перлітною-феритний чавун АЧС-3. Ці чавуни мають низький коефіцієнт тертя, що залежить від співвідношення фериту і перліту в основі, а також від кількості і форми графіту. У перлитових чавунах висока зносостійкість забезпечується металевою основою, що складається з тонкого перліту і рівномірно розподіленим фосфорної евтектики при наявності ізольованих виділень пластинчастого графіту.
Антифрикційні сірі чавуни застосовують для виготовлення підшипників ковзання, втулок та інших деталей, що працюють при терті об метал, частіше в присутності мастильного матеріалу. Деталі, що працюють в парі з загартованими або нормалізованими сталевими валами, виготовляють з чавунів АЧС-1 і АЧС-2, а для роботи в парі з термічно необробленим валами застосовують чавун АЧС-3.
Антифрикційні високоміцні (з кулястим графітом) чавуни виготовляють з перлітною структурою - АЧВ-1 і ферритно-перлітною (50% перліту) - АЧВ-2. Чавун АЧВ-1 використовується для роботи у вузлах тертя з підвищеними окружними швидкостями в парі з загартованим або нормалізованим валом.
Головне достоїнство антифрикційних чавунів в порівнянні з бабітом і антифрикційними бронзами - низька вартість, а основний недолік - погана прірабативаемость, що вимагає точного сполучення поверхонь, що труться.
Маркування чавунів здійснюється шляхом поєднання букв і цифр.
Прийнято наступні позначення:
Пpимеp: АЧС1; АЧС2; АЧС3; АЧВ1; АЧВ2; АЧК1; АЧК2.
Букви "АЧС" позначають антифрикційний сірий чавун; "АЧВ" - Антифрикційний високоміцний чавун; "АЧК" - антифрикційний ковкий чавун.
Список використаної літератури
Всі поля є обов'язковими для заповнення
Інформація доступна тільки для зареєстрованих користувачів.
Шановні колеги. Переконливе прохання бути уважнішими при оформленні заявки. На підставі заповненої форми оформляється електронне свідоцтво. У разі невірно вказаних даних організація відповідальності не несе.