Одноразовые, но не совсем: способы капремонта современных моторов
Благодаря лучшим теплопроводимым свойствам количество воды, используемой с целью охлаждения, также уменьшается. Алюминиевые блоки двигателей, как и чугунные, имеют свои преимущества и недостатки. Поэтому, прежде чем сделать выбор, необходимо взвесить все «да» и «против» в конкретной ситуации.
После кузова двигатель — это второе, на что нужно обратить внимание при покупке автомобиля. Если с ним что-то не так ремонт может оказаться новому владельцу не по карману
А новый двигатель (точнее, ореставрированный на заводе старый, но все же почти новый), может стоить столько же, сколько пришлось выложить за покупку подержаного автомобиля. В этой статье речь пойдет о никасиловом покрытии стенок цилиндров, о двигателях, на которых оно применялось и о том, каких от него можно ждать неприятностей.
В основном здесь речь пойдет о двигателях M52, M52TU и M54.
Скажу сразу: владельцам рестайлинговой 39-й бэхи можно можно не волноваться. Никасила там нет. Ибо в 1998 году уже было ясно, что никасил — это проблема… Теперь по порядку.
Сами блоки цилиндров изготовлены из алиминиевого сплава. Чтобы меньше масса была. Это понятно. А для уменьшения трения и соответственно прибавления численности подкапотного табуна цилиндры изнутри покрывали никасилом. Никасил — это дорогое никель-кремниевое покрытие, ставшее популярным в 90-х годах.
Гильза цилиндра двигателя схема
Гильзы цилиндров (сухие и мокрые).
Внутреннюю тщательно отполированную поверхность 2 (рис. 1, а) цилиндра называют зеркалом цилиндра. Точная обработка этой поверхности (ее овальность и конусность должны быть не более 0,02 мм) обеспечивает легкость движения поршня и плотное прилегание его к цилиндру.
Блок-картеры выполняются со вставными гильзами из легированных чугунов, обладающих большой износостойкостью и высокими механическими качествами. Применение вставных гильз позволяет увеличить срок службы блок-картера (путем замены изношенных гильз новыми) и упрощает его отливку.
Гильзы называются мокрыми (рис. 1, б), если они омываются охлаждающей жидкостью с наружной стороны, или сухими (рис. 1, в), если они установлены в предварительно расточенный цилиндр блок-картера. Мокрые гильзы цилиндров применяются в большинстве автотракторных двигателей: А-41 (рис. 42), Д-240 (рис. 1, а ) , 24Д (рис. 1, г). Сухие гильзы применяются при ремонте цилиндров. Толщина стенок мокрых гильз составляет 6—8 мм, а сухих—2—4 мм.
Наибольший износ наблюдается в верхней части цилиндра, находящейся под воздействием высоких температур и коррозионного влияния отработавших газов. Для уменьшения износа в верхнюю часть цилиндров двигателей ГАЗ-52 и гильзы 7 (рис. 1, г) цилиндров двигателей 24Д, ГАЗ-53 и ЗИЛ-130 запрессованы короткие вставки 10, изготовленные из антикоррозионного (кислотоупорного) чугуна.
Цилиндры двигателей с воздушным охлаждением (Д-21А1 и Д-37Е) крепятся на шпильках к картеру и гильз не имеют.
У многих двигателей для повышения износостойкости внутреннюю поверхность гильз подвергают закалке на глубину 1,5—3 мм с нагревом токами высокой частоты.
Мокрую гильзу в гнездо блок-картера 8 (рис. 44, б и г) устанавливают так, чтобы предотвратить утечку жидкости из водяной рубашки в гильзу и поддон картера. Кроме того, гильзе должна быть обеспечена возможность изменения длины при нагревании и охлаждении. На рисунке 1, б показана установка мокрой гильзы цилиндра в блок-картер двигателя Д-240. Нижним пояском буртик 4 опирается на основание
Цилиндрической выемки в верхней плоскости блок-картера 8. На нижнем поясе блок-картера сделана кольцевая канавка, в которую закладывают уплотняющее резиновое кольцо 9. Это кольцо несколько выступает над поверхностью пояса блок-картера. При установке гильзы в блок-картер резиновое кольцо обжимается и, заполняя все пространство кольцевой канавки, создает надежное уплотнение между гильзой и блок-картером. Торец гильзы несколько выступает над верхней плоскостью блок-картера, что обеспечивает лучшее обжатие прокладки 6 и создает надежное уплотнение от прорыва газов из цилиндра. На верхней плоскости торца гильзы имеется узкий выступающий поясок.
Мокрая гильза
Стоимость шлифовки колен. вала, ГБЦ, ремонта блоков цилиндров
Поскольку мокрые гильзы обеспечивают лучший отвод тепла, такие гильзы применяют в форсированных двигателях. Мокрые гильзы, в частности, имеют тракторный дизель СМД-14 ( рис. 314), автомобильные карбюраторные двигатели М-24, ЗИЛ-130 и др. Изношенные мокрые гильзы в большинстве случаев не ремонтируют, а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси.
Поскольку мокрые гильзы обеспечивают лучший отвод тепла, такие гильзы применяют в форсированных двигателях. Мокрые гильзы, в частности, имеют тракторный дизель СМД-14 ( рис. 35), автомобильные карбюраторные двигатели ГАЗ-21 ( рис. 36, 37), ЗИЛ-130 ( см. рис. 22) и др. Изношенные мокрые гильзы в большинстве случаев не ремонтируют ( расточка и шлифовка), а заменяют новыми без снятия двигателя с шасси.
При установке мокрой гильзы в блок-картер добиваются, чтобы охлаждающая жидкость не попадала в поддон картера и в цилиндр и чтобы обеспечивалась возможность свободного изменения длины гильзы при ее нагревании и охлаждении.
При использовании мокрых гильз достигаются следующие преимущества: упрощается литье блок-картеров, имеется возможность применения более износостойких материалов, повышается теплоот-вод и уменьшается неравномерность нагрева, снижается трудоемкость ремонта.
В стенках мокрых гильз при изменении положения шатуна п направления действия нормальных сил возникают динамические деформации, вызываемые ударами поршня при его перекладке в в. Амплитуда ударных сил во многом зависит от зазора в паре поршень — гильза п от профиля поверхности поршня но высоте.
Верхний фланец мокрой гильзы двигателя ГАЗ-21 входит в проточку блока и через прокладку надежно зажимается головкой цилиндров; в нижней части гильза уплотняется кольцевой прокладкой из маслоупорной резины.
| Продольный разрез двигателя ГАЗ-21. / — блок-картер. 2 — мокрая гильза. 3 — поршень с юбкой облегченного типа. |
В блок-картере мокрую гильзу устанавливают в двух направляющих поясах ( см. рис. 22, 35), причем диаметр верхнего направляющего пояса выполняют несколько большим, чем диаметр нижнего.
В блок-картере мокрую гильзу устанавливают в двух направляющих поясах ( см. рис. 308 и 314), причем диаметр верхнего направляющего пояса выполняют несколько большим, чем диаметр нижнего.
На наружной поверхности мокрой гильзы имеются два точно обработанных пояса. Посадка верхнего пояса гильзы выполнена с зазором, чтобы предохранить металл от трещин при тепловом расширении. Верхним поясом гильза опирается на поверхность выточки в рубашке цилиндра. Для предохранения от прорыва газов стык между головкой блока, гильзами и рубашкой цилиндров уплотняется общей алюминиевой, стале — или медноасбестовой прокладкой. При обжатии шпильками головки блока или крышки прокладка деформируется и уплотняет соединение. Нижняя часть мокрой гильзы цилиндра не может быть уплотнена жестко, так как она в процессе работы двигателя нагревается и удлиняется. Здесь применяют подвижную посадку, предохраняющую гильзовую втулку от деформации.
Уплотнение нижнего стыка мокрой гильзы и блока достигается обычно с тгомощыо двух резиновых колец 1 ( рпс.
Блок цилиндров с мокрыми гильзами всегда легче, чем блок-картер, отлитый как одно целое с цилиндрами; однако стоимость его изготовления может быть более высокой. Преимуществом такой конструкции блока цилиндров является устранение брака при литье вследствие нарушения геометрии формы и неравномерности толщины стенок отливки. Благодаря этому обеспечивается более равномерное охлаждение цилиндров, беспрепятственная циркуляция охлаждающей воды и устранение явлений неравномерного нагрева стенок.
| Уплотнительная прокладка из листов мягкой стали.| Уплотнение газового стыка при помощи кольцевых канавок. |
Для этого торец фланца мокрой гильзы / располагают на 0 05 — 0 30 мм выше верхней плоскости блока 2 ( рис. 63, б), что уменьшает площадь контакта, на которую передается большая часть сил затяжки крепежных шпилек ( или болтов) головки блока.
| Заготовки автомобильных и тракторных гильз. |
Сферы применения чугуна
Благодаря ценным свойствам, дешевизне и хорошим литейным характеристикам чугун применяют для изготовления различных деталей и предметов. Из чугуна можно получить изделия интересной и особенной формы, так как этот материал обладает отличной твердостью и прочностью. Сделанные чугунные предметы смогут выдержать достаточно серьезные нагрузки. Именно по этой причине из чугуна делают корпуса машин и основания станков.
- Чугун всегда применялся для изготовления деталей и предметов тяжелой промышленности. Его использовали в металлургии и станкостроении. При этом этот материал брался в очень больших количествах. Он применялся в качестве основного для мелких изделий и для крупногабаритных предметов, масса которых достигала сотни тонн.
- В машиностроении нашел свое применение серый чугун с графитной составляющей. Именно это вид всегда берут для изготовления ответственных деталей. Чугунные машинные изделий хорошо противостоят колебаниям и вибрации.
- В автомобильной промышленности из чугуна изготавливают блоки цилиндров. Это ответственные детали, которые должны обладать высокой прочностью и стойкостью к износу. Этим качествам помогает соответствовать чугун. Чтобы сделать названные показатели оптимальными в чугун добавляют специальные добавки в виде графита. Графит в несколько раз повышает такое свойство сплава, как прочность. Добавки позволяют сделать чугун совершенным и использовать его при изготовлении коленчатый валов дизелей.
- Из чугуна делают тормозные колодки. Мы знаем, что эти детали работают при повышенном трении. Чугун помогает им выдержать эти жесткие условия. Кроме этого, из чугуна делают валки мукомольный и бумагоделательных машин.
- Чугунные изделия хорошо работают при низких температурах. Для этой целей используют ковкий вид чугуна. Из него делают узлы тракторов и сложных механизмов, которые будут в дальнейшем работать в жестких условиях.
- Чугун широко используется для изготовления предметов быта. Это материал очень популярен среди нашего населения. Чугунные горшки, сковородки, казаны можно встретить как на обычной кухни, так в арсенале посуды ресторана. Это действительно уникальная посуда.
- Про чугунную сковородку, которая обладает отличным качеством, знает любая хозяйка. Чугунная посуда хорошо сохраняет тепло. В ней удобно готовить блюда, для которых необходимо постоянно сохранять тепло. Чугунную посуду используют для приготовления плова, каш и рагу. Продукты в ней сохраняют массу полезных свойств. В такой пищи не образуются канцерогенные вещества. Кстати было доказано, что чугунная посуда способна обогащать продукты полезными элементами железа.
- Для нефтяной промышленности, сложной и опасной отрасли, трубы изготавливают только из чугуна. Изделия получаются с высокими эксплуатационными качествами.
- Чугун отличается своей долговечностью. Поэтому в наших домах до сегодняшнего времени можно увидеть мойки и ванны, которые были изготовлены более 50 лет назад и до сегодняшнего дня с успехом эксплуатируются.
- Чугун очень часто применяют для художественных предметов. Из него делают разные произведения искусства. Так, набережная Санкт-Петербурга, практически вся украшена чугунными изделиями. Из чугуна изготавливают интересные и необычные ограждения, ажурные ветвистые ворота и чугунные памятники. Все это стало возможным благодаря хорошим литейным качествам этого материала. Сделанные вещи практически не изнашиваются и смотрятся так же даже спустя много лет. Нередко можно встретить чугунные произведения искусства в стенах музея.
Особенно радует то, что чугун хорошо ценится как второсортный материал. То есть, если вдруг чугунная вещь стала ненужной ее можно сдать на переплавку и получить за это неплохие деньги.
Про характеристики и области применения сталей и чугунов (легированных, антифрикционных, литейных и др.) расскажем ниже.
Данное видео расскажет о сферах применения чугуна:
https://youtube.com/watch?v=QaZ8bCK4ipE
Это интересно: Кубатурник пиломатериала — определение, формулы расчета, таблицы
Чугун ковкий
В структуре ковкого чугуна графит имеет хлопьевидную форму. Такой графит называют углеродом отжига. По сравнению с серым чугуном ковкий чугун обладает более высокой прочностью, пластичностью и вязкостью. Свое название он получил потому, что имеет повышенную пластичность. Ковке в прямом понимании этого слова чугун не подвергается.
Процесс получения отливок из ковкого чугуна включает две стадии: изготовление фасонных отливок из белого чугуна и отжиг полученных отливок с целью графитизации цементита. При отжиге происходит разложение цементита белого чугуна с образованием графита хлопьевидной формы. В результате этого хрупкие и твердые отливки становятся пластичными и более мягкими. В зависимости от условий и режима отжига структура чугуна может иметь ферритную (Ф), перлитную (П) и ферритно-перлитную металлическую основу. Наибольшее распространение получил пластичный ферритный ковкий чугун. Отжиг ковкого чугуна-весьма продолжительный процесс, занимающий 70-80 ч. Однако его можно ускорить путем закалки отливок из белого чугуна перед графитизацией, а также модифицированием чугуна алюминием, бором, висмутом или титаном. Существуют и другие способы ускорения процесса отжига. Использование указанных способов позволяет сократить продолжительность отжига до 35-40 ч.
Таблица 2. Чугуны ковкие, их основные свойства и применение
| Марка | НВ | Свойства и применение |
| КЧ 35-10 КЧ37-12 | 160 | Чугуны ферритного класса используют для производства деталей,
эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках (картеров, редукторов, ступиц, крюков, скоб, задних мостов, кронштейнов) |
| КЧ 30-6
КЧ 33-8 |
160 | Для изготовления менее ответственных деталей
(хомутов, гаек, вентилей, деталей сельскохозяйственных машин, глушителей, фланцев, муфт, тормозных деталей, педалей, гаечных ключей, колодок, кронштейнов) |
| КЧ 45-7 | 203 | Ковкие чугуны перлитного класса марок обладают высокой прочностью,
умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Из них получают вилки карданных валов, шестерни, червячные колеса, поршни, подшипники, звенья и ролики конвейерных цепей, втулки, муфты, тормозные колодки, коленчатые валы |
| КЧ 50-5 | 226 | |
| КЧ 55-4 | 236 | |
| КЧ 60-3 | 264 | |
| КЧ 65-3 | 264 | |
| КЧ 70-2 | 280 | |
| КЧ 80-1,5 | 314 |
По ГОСТ 1215-79 маркируется ковкий чугун по тому же принципу, что и высокопрочный. Например, марка чугуна КЧ 33-8 означает, что данный чугун имеет предел прочности σв = 32.4 Н/мм 2 (33 кгс/мм 2 ) и относительное удлинение δ =8 %.
Отливки из ковкого чугуна можно получить с сечением до 55 мм. При большем сечении в сердцевине отливок образуется пластинчатый графит и чугун становится не пригодным для отжига. В машиностроении чаще применяют высокопрочный чугун, который получают при менее сложных и более дешевых технологических процессах, чем процессы производства ковкого чугуна.
Основные свойства ковкого чугуна и его применение приведены в таблице 2.
Гильза — цилиндр
Гильзы цилиндров, устанавливаемые на один двигатель, должны быть номинального размера или расточены и хонингованы до одного общего для всех гильз ремонтного размера.
| Коленчатый вал. |
Гильза цилиндра 37 изготовлена из специальной сталя и рубашка И — из углеродистой стали, напрессованной на наружный диаметр гильзы. Внутренняя поверхность гильзы для повышения износоустойчивости азотирована на глубину 0 35 — 0 6 мм. На наружной боковой поверхности гильзы нарезаны под.
Гильза цилиндра должна быть износостойкой. В результате трения червяка о внутреннюю поверхность гильзы и химического воздействия материалов и продуктов их разложения гильза интенсивно изнашивается.
Гильзы цилиндров насоса сменные.
Гильзы цилиндров тракторных двигателей служат направляющими для возвратно-поступательного движения поршня. Вместе с поршнем и головкой цилиндров они образуют замкнутый объем, в котором осуществляется рабочий цикл двигателя.
Гильзы цилиндров автомобильных и тракторных двигателей являются крупными тонкостенными втулками. Их изготовляют из заготовок, полученных центробежным литьем, литьем в песчаные формы с корковым стержнем и литьем в оболочковые формы. Наиболее часто гильзы обрабатывают по следующему технологическому маршруту: черновое и получистовое растачивание; черновое и получистовое обтачивание; закалка с помощью ТВЧ и отпуск; чистовое растачивание; гидравлическое испытание, предварительное и чистовое хонингование; шлифование поясков и бурта; подрезка торцов и обтачивание наружной поверхности бурта; тонкое хонингование.
| Конструкция гильз цилиндров. |
Гильзу цилиндров устанавливают в блок-картер сверху. Бурт / входит в кольцевую выточку блок-картера. Нижняя часть гильзы размещается в гнезде подвижно, благодаря чему не возникает препятствий изменению ее длины при нагревании и охлаждении. Чтобы предотвратить просачивание воды из рубашки в картер, в канавки гнезда или на гильзе устанавливают уплотняющие кольца 6, изготовленные из специальной резины. В двигателях с воздушным охлаждением каждый цилиндр изготавливается отдельно.
Часто гильзы цилиндров выполняют вставными, что позволяет использовать для рабочих поверхностей цилиндров более износостойкие, хотя и дорогостоящие материалы. Гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, называются мокрыми. У неко — торых двигателей в верхнюю наиболее изнашиваемую зону гильзы впрессовывают вставки длиной 50 — 60 мм из износостойкого чугуна ( например, нирезиста), чем значительно увеличивают срок службы гильзы. Внутренняя часть гильзы, которая направляет движение поршня вместе со вставкой, подвергается тщательной обработке резанием, в результате чего образуется поверхность, называемая зеркалом цилиндра. Двигатели, показанные на рис. 6 — 9, имеют мокрые вставные гильзы.
Часто гильзы цилиндров выполняют вставными, что позволяет использовать для рабочих поверхностей цилиндров дорогостоящие более износостойкие материалы. Гильзы, непосредственно омываемые охлаждающей жидкостью, называются мокрыми. У некоторых двигателей в верхнюю, наиболее изнашиваемую зону гильзы впрессовывают вставки длиной 50 — 60 мм из износостойкого чугуна, что значительно увеличивает срок службы гильзы. Внутренняя часть гильзы, которая направляет движение поршня вместе со вставкой, подвергается тщательной обработке резанием, в результате чего образуется поверхность, называемая зеркалом цилиндра. Двигатели, показанные на рис. 4 — 7, имеют мокрые вставные гильзы.
Все гильзы цилиндров в отремонтированном двигателе по внутреннему диаметру должны иметь один и тот же ремонтный размер.
Качество гильз цилиндров часто низкое — эллипсность и конусность превышают 0 10 мм, а 0 03 — 0 05 мм — обычное явление. Следовательно, при наличии таких гильз самые лучшие по прилагаемое в эталонной гильзе кольца покажут повышенный расход масла.
| Среднее значение максимальных. |
Износ гильз цилиндров после пробега до 200 тыс. км для большинства двигателей не превышал 0 1 мм, при этом средний темп изнашивания составил 0 7 жк / 1000 км, что значительно ниже, чем у двигателей ЗИЛ-120, имеющих хромированное верхнее компрессионное кольцо, для которых темп изнашивания гильз цилиндров составляет 4 5 Л1В / 1000 км.
Производство
Технология промышленного извлечения железа из железосодержащего сырья и получение чугуна достаточно трудоёмкая и сложная. Нет смысла описывать все химические и технологические процессы и углубляться в терминологию. Изучить вопрос можно при желании в источниках по металлургии.
Чугун выплавляют из магнитного, красного, бурого железняка, на металлургических комбинатах, в специальных доменных печах. Топливом служит кокс, который частично могут заменять мазутом или газом.
Руда проходит предварительную подготовку, прежде чем попасть в доменную печь. Помимо руды и топлива, для плавки используют флюсы – известняки, необходимые для образования шлака и удаления серы из расплава.
Методы подготовки зависят от качества руды – это дробление, сортировка, окусковывание, обогащение и другие.
Пройдя все сложные процессы, руда превращается в шихту, которая непрерывно загружается в доменную печь.
Через фурмы в нижней части подается раскаленный воздух, обогащенный кислородом и природный газ, который сгорает под воздействием высоких температур, образуя диоксид кислорода. Поднимаясь выше, газ соединяется с кислородом и с еще не сгоревшим углеродом, преобразуясь в угарный газ СО. Он вступает в реакцию с оксидами железа, «отбирая» у них кислород.
В результате образуется почти чистый металл. Расплавленная чугунная масса стекает в горн. Несгораемые остатки также стекают вниз.
Готовый чугун сливают через определенные промежутки времени в специальные ковши.
Пока в печи идет процесс плавки, отверстие, через которое выпускают чугун, забивают специальной пробкой из тугоплавкой массы. Чтобы выпустить металл, в пробке пробивают отверстие. По специальным каналам в полу цеха поток расплавленного металла течет «красным сливом».
Жидкий шлак также выпускают из печи по другому каналу.
С каждой плавки берется проба. Металл заливают в специальную форму и делают анализ. Все процессы автоматизированы. За ними следят операторы.
А простому обывателю домна представляется гигантской пробиркой, в которой происходит «таинство» превращения железной руды в чугун.
Чугун серый
Серый чугун широко применяется в машиностроении. Такое название он получил по серому цвету излома, обусловленному наличием в структуре чугуна свободного углерода в виде графита. По виду металлической основы различают серые чугуны перлитные, перлитно-ферритные и ферритные.
Таблица 1. Чугуны серые литейные, их основные свойства и применение
| Марка | σв МПа | НВ | Свойства и применение |
| Сч10 | 275 | 139-274 | Малоответственные отливки с толщиной стенок до 15 мм (корпуса, крышки, кожухи и др.), детали, для которых прочностная характеристика не является обязательной,- опоки, арматуру, рамки, сковороды, декоративные детали, массивные строительные колонны, фундаментные плиты |
| СЧ15 | 314 | 160-224 | Малоответственные отливки с толщиной стенок 10 — 30 мм (трубы, корпуса клапанов, вентили при давлении — до 20 МПа и др.), корпусные малонагруженные детали, подмоторные плиты, рычаги, шкивы, маховики, емкости для масла и охлаждающей жидкости, корпуса фильтров, фланцы, крышки, звездочки цепных передач |
| СЧ18 | 354 | 167-224 | Ответственные отливки с толщиной стенок 10 — 20 мм (шкивы, зубчатые колеса, станины, суппорты и др.) |
| СЧ20 | 397 | 167-236 | Ответственные отливки с толщиной стенок до 30 мм (блоки цилиндров, поршни, тормозные барабаны, каретки и др.), для изготовления базовых корпусных деталей повышенной прочности и износостойкости, деталей, к которым предъявляются требования герметичности при давлении до 8 МПа (80 кгс/см2), корпусов, коробок передач, шпиндельных бабок, балансиров, планшайб, гильз, кареток, цилиндров, насосов, золотников, арматуры, компрессоров |
| СЧ25 | 450 | 176-245 | Ответственные отливки с толщиной стенок до 40 мм (кокильные формы, поршневые кольца и др.), для изготовления базовых корпусных деталей повышенной прочности и износостойкости, деталей, к которым предъявляются повышенные требования к герметичности |
| СЧ3О | 490 | 177-250 | Ответственные отливки с толщиной стенок до 60 мм (поршни, гильзы дизелей, рамы, штампы и др.), для изготовления кронштейнов, салазок столов и суппортов, деталей с поверхностной закалкой, цилиндров, корпусов насосов, дизелей и двигателей внутреннего сгорания, поршневых колец, коленчатых и распределительных валов |
| СЧ35 СЧ45 | 540 | 193-264 | Ответственные высоконагруженные отливки с толщиной стенок до 100 мм (малые коленчатые валы, детали паровых двигателей и др.) деталей, для изготовления к которым предъявляются требования герметичности при давлении свыше 8 МПа |
Графит обладает низкими механическими свойствами. Он нарушает целостность металлической основы. Располагаясь между зернами металлической основы, графит ослабляет связь между ними. Поэтому серый чугун плохо сопротивляется растяжению и имеет очень низкую пластичность и вязкость. Чем крупнее и прямолинейнее графитовые включения, тем хуже механические свойства чугуна. Твердость серого чугуна, а также его сопротивление сжатию близки к показателям стали, имеющей такую же структуру, как у металлической основы чугуна.
Графит оказывает и некоторое положительное влияние на свойства чугуна, в частности, он повышает его износостойкость, действуя аналогично смазке, повышает обрабатываемость резанием, так как делает стружку ломкой, способствует гашению вибраций изделий, уменьшает усадку при изготовлении отливок.
Механические свойства серого чугуна могут быть улучшены равномерным распределением мелкопластинчатого графита в отливке. Это достигается путем специальной обработки — модифицирования, когда в жидкий чугун перед его разливкой вводят добавки, которые образуют дополнительные центры графитизации, в результате чего получается мелкопластинчатый графит. Чугун с таким графитом называют модифицированным. От обычного серого чугуна он отличается более высоким сопротивлением разрыву, однако пластичность и вязкость его при модифицировании не улучшаются.
По ГОСТ 1412-85 буквы СЧ в обозначении марки чугуна означают — серый чугун. Двузначная цифра соответствует пределу прочности при растяжении σв МПа. Стандарт нормирует предел прочности серых чугунов σв = 274÷637 МПа, твердость — 143÷637 НВ и химический состав.
Основные свойства серого чугуна и его применение приведены в таблице 1.
МАРКИ
1.1. Марки чугуна, его химический состав, микроструктура и твердость должны соответствовать нормам, указанным в табл. 1 — 3.
Назначение и условия применения чугуна приведены в справочных приложениях 1 и 2.
Массовая доля марганца в чугуне марки АЧС-5 приведена в справочном приложении 3.
Таблица 1
| Марка чугуна* | Массовая доля элемента, % | ||||||||||||
| С | Si | Mn | Cr | Ni | Ti | Cu | Sb | Pb | Al | Mg | P | S | |
| АЧС-1 | 3,2 — 3,6 | 1,3 — 2,0 | 0,6 — 1,2 | 0,2 — 0,5 | — | — | 0,8 — 1,6 | — | — | — | — | 0,15 — 0,40 | Не более 0,12 |
| АЧС-2 | 3,0 — 3,8 | 1,4 — 2,2 | 0,3 — 1,0 | 0,2 — 0,5 | 0,2 — 0,5 | 0,03 — 0,10 | 0,2 — 0,5 | — | — | — | — | 0,15 — 0,40 | Не более 0,12 |
| АЧС-3 | 3,2 — 3,8 | 1,7 — 2,6 | 0,3 — 0,7 | Не более 0,3 | Не более 0,3 | 0,03 — 0,10 | 0,2 — 0,5 | — | — | — | — | 0,15 — 0,40 | Не более 0,12 |
| АЧС-4 | 3,0 — 3,5 | 1,4 — 2,2 | 0,4 — 0,8 | — | — | — | — | 0,04 — 0,40 | — | — | — | Не более 0,30 | 0,12 — 0,20 |
| АЧС-5 | 3,5 — 4,3 | 2,5 — 3,5 | 7,5 — 12,5 | — | — | — | — | — | — | 0,4 — 0,8 | — | Не более 0,20 | Не более 0,05 |
| АЧС-6 | 2,2 — 2,8 | 3,0 — 4,0 | 0,2 — 0,6 | — | — | — | — | — | 0,5 — 1,0 | — | — | 0,5 — 1,0 | Не более 0,12 |
| АЧВ-1 | 2,8 — 3,5 | 1,8 — 2,7 | 0,6 — 1,2 | — | — | — | Не более 0,7 | — | — | — | 0,03 — 0,08 | Не более 0,20 | Не более 0,03 |
| АЧВ-2 | 2,8 — 3,5 | 2,2 — 2,7 | 0,4 — 0,8 | — | — | — | — | — | — | — | 0,03 — 0,08 | Не более 0,20 | Не более 0,03 |
| АЧК-1 | 2,3 — 3,0 | 0,5 — 1,0 | 0,6 — 1,2 | — | — | — | 1,0 — 1,5 | — | — | — | — | Не более 0,20 | Не более 0,12 |
| АЧК-2 | 2,6 — 3,0 | 0,8 — 1,3 | 0,2 — 0,6 | — | — | — | — | — | — | — | — | Не более 0,25 | Не более 0,12 |
___________
* В обозначении марки: АЧ — антифрикционный чугун: С — серый с пластинчатым графитом; В — высокопрочный с шаровидным графитом; К — ковкий с компактным графитом; цифра — порядковый номер марки.
Таблица 2
| Марка чугуна | Графит | Перлит* | Фосфидная эвтектика (характер распределения) | Прочие составляющие | |||
| форма | Размер | Распределение | Занимаемая площадь | Дисперсность | |||
| АЧС-1 | ПГф1,
ПГф2, ПГф4, ВГф2 |
ПГд15 — ПГд180 | ПГр1 — ПГр3 | П — П70 | ПД0,3 — ПД1,6 | ФЭр1,
ФЭр2 |
Цементит не допускается |
| АЧС-2
АЧС-3 АЧС-4 |
П85, П70 | ||||||
| П — П85 | |||||||
| АЧС-5 | Аустенит: после закалки — не менее 80 % поля шлифа, в литом состоянии — не менее 45 % поля шлифа. Карбиды: после закалки — не более 8 %, в литом состоянии — не более 25 % | ||||||
| АЧС-6 | П — П85 | ПД0,3 — ПД1,6 | ФЭр2,
ФЭр3 |
Цементит не допускается | |||
| АЧВ-1 | ШГф2,
ШГф4, ШГф5 |
ШГд15 — ШГд180 | П96 — П45 | ПД0,3 — ПД1,0 | ФЭр1,
ФЭр2 |
Не более 5 % цементита | |
| АЧВ-2 | П70 — П45 | ||||||
| АЧК-1 | КГф2,
КГф3 |
КГд15 — КГд90 | П — П85 | Цементит не допускается | |||
| АЧК-2 | П70 — П45 |
__________
* Для всех марок чугуна структура металлической основы вида ПТ1.
Таблица 3
| Марка чугуна | Твердость по Бринеллю (НВ) | Марка чугуна | Твердость по Бринеллю (НВ) |
| АЧС-1 | 180 — 241 | АЧС-6 | 100 — 120 |
| АЧС-2 | 180 — 229 | АЧВ-1 | 210 — 260 |
| АЧС-3 | 160 — 190 | АЧВ-2 | 167 — 197 |
| АЧС-4 | 180 — 229 | АЧК-1 | 187 — 229 |
| АЧС-5 | 180 — 290 | АЧК-2 | 167 — 197 |
| 140 — 180* |
_________
* После нагрева до температуры 950 — 1000 °С, выдержки и закалки.
(Измененная редакция, Изм. № 1).
