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 | |
