Чугун антифрикционный

Антифрикционный чугун применяют главным образом для различных деталей типа подшипников, работающих обычно в присутствии смазки, предохраняющей поверхности трения от непосредственного контакта.

Сопоставление чугуна с другими антифрикционными материалами указывает на значительно более низкую стоимость его по сравнению с антифрикционными сплавами цветных металлов (рис. 10). Что же касается поведения в эксплуатации, то повышение температуры вызывает у чугуна сравнительно меньшее изменение таких характеристик, как сила трения и коэффициент трения, чем у бронзы или баббита. Изменение же скорости вращения вызывает у чугуна иные качественные изменения, чем у бронзы и баббита.

В то время, как коэффициент трения бронзы и баббита монотонно снижается с увеличением скорости вращения, этот показатель для чугуна обнаруживает после некоторого снижения с повышением скорости вращения резкий скачок при превышении значения скорости вращения величины в 8 м/сек.

Сочетание этих особенностей с учетом прочностных характеристик отдельных типов чугуна и является исходным моментом при решении вопроса о выборе типа и марки чугуна для каждого конкретного случая.


Определяющим критерием для оценки антифрикционного чугуна являются микроструктура и твердость, а для некоторых марок чугуна также и содержание легирующих элементов.

2. В состав ГОСТа включены три основных типа чугуна: серый (с пластинчатым графитом), высокопрочный (с шаровидным графитом), ковкий (углерод отжига).

3. Из семи марок, приведенных в ГОСТе на отливки из антифрикционного чугуна, марка(АСЧ-1) применяются без термической обработки, две марки (АКЧ-1 и АКЧ-2) — только после термической обработки и две марки (АВЧ-1 и АВЧ-2) могут получаться как в литье, так и путем термической обработки.

4. Особенностью ГОСТа является также дифференциация марок чугуна в зависимости от материала вала (каленого или некаленого).

5. Основным критерием для оценки антифрикционного чугуна принята микроструктура.

Проблемы выбора антифрикционного материала. Можно утверждать, что ни один из многочисленных материалов, применяемых в настоящее время в качестве антифрикционных, не удовлетворяет полностью всем предъявляемым требованиям.

В связи с этим следует отметить, что важнейшими особенностями антифрикционного чугуна являются высокая износостойкость, хорошие литейные свойства и относительно низкая стоимость. Именно эти особенности чугуна привлекают

Предельные режимы работы в узлах трения деталей из антифрикционного чугуна

Внимание исследователей и являются стимулом для проведения работ, направленных на изыскание условий наиболее рационального использования чугуна в деталях, работающих в условиях трения, в частности в подшипниках. Вместе с тем выявился также и органический недостаток, присущий чугуну: ухудшенная по сравнению с бронзой прирабатываемость. Эта присущая чугуну всех марок особенность приводит к ограничению допустимых скоростей скольжения, а также и удельных давлений.

За последние годы разработан антифрикционный чугун новых марок, предназначенный для работы при особо высоких нагрузках (до 150—300 кГ/см2), высоких окружных скоростях (до 5 м/сек) или повышенных (до 300° С), температурах (таблица ниже).

Предельные режимы работы в узлах трения деталей из антифрикционного чугуна

Марка Удельное давление P в кГ/см2 Окружная скорость u в м/сек Pu
АСЧ•1 0,5
90
2
0,2
1
18
АСЧ•2
АСЧ•3
1
60
3
0,75
3
45
АВЧ•1
АВЧ•2
5
120
5
1
25
120
АКЧ•1
АСЧ•3
5
120
5
1
25
120

Более подробно применение антифрикционного чугуна и других типов чугуна рассмотрено в статье применение чугуна.

Краткие обозначения:
σв - временное сопротивление разрыву (предел прочности при растяжении), МПа
  ε - относительная осадка при появлении первой трещины, %
σ0,05 - предел упругости, МПа
  Jк - предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа
σ0,2 - предел текучести условный, МПа
  σизг - предел прочности при изгибе, МПа
δ5,δ4,δ10 - относительное удлинение после разрыва, %
  σ-1 - предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа
σсж0,05 и σсж - предел текучести при сжатии, МПа
  J-1 - предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа
ν - относительный сдвиг, %
  n - количество циклов нагружения
sв - предел кратковременной прочности, МПа   R и ρ - удельное электросопротивление, Ом·м
ψ - относительное сужение, %
  E - модуль упругости нормальный, ГПа
KCU и KCV - ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см2   T - температура, при которой получены свойства, Град
sT - предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа   l и λ - коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С)
HB - твердость по Бринеллю
  C - удельная теплоемкость материала (диапазон 20o - T ), [Дж/(кг·град)]
HV
- твердость по Виккерсу   pn и r - плотность кг/м3
HRCэ
- твердость по Роквеллу, шкала С
  а - коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o - T ), 1/°С
HRB - твердость по Роквеллу, шкала В
  σtТ - предел длительной прочности, МПа
HSD
- твердость по Шору   G - модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа
Наверх
Напишите нам