Гост 7769-82 чугун легированный для отливок со специальными свойствами. марки (с изменением n 1) от 17 февраля 1982 —
ГОСТ 7769-82
Группа В83
МКС 59.080.30*
ОКП 12 3000
____________________
* В указателе «Национальные стандарты» 2006 год
МКС 77.080.10. — Примечание «КОДЕКС».
Дата введения 1983-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством энергетического машиностроения
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 17.02.82 N 706
3. Стандарт полностью соответствует СТ СЭВ 5505-86 и международному стандарту ИСО 2892-73
4. ВЗАМЕН ГОСТ 7769-75, ГОСТ 11849-76
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
6. Ограничение срока действия снято по протоколу N 7-95 Межгосударственного Совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС N 11-95 год)
7. ИЗДАНИЕ с Изменением N 1, утвержденным в апреле 1987 г. (ИУС 7-87), Поправкой (ИУС 6-91)
Настоящий стандарт распространяется на легированные чугуны для отливок с повышенной жаростойкостью, коррозионной стойкостью, износостойкостью или жаропрочностью.
1.1. Марки легированного чугуна для отливок указаны в табл.1.
Таблица 1
Примечание. В обозначении марок чугуна буквы означают: Ч — чугун; легирующие элементы: Х — хром, С — кремний, Г — марганец, Н — никель, Д — медь, М — молибден, Т — титан, П — фосфор, Ю — алюминий; буква Ш указывает, что графит в чугуне имеет шаровидную форму.
Цифры, стоящие после буквы, означают примерную массовую долю основных легирующих элементов.
Чугуны подразделяются на виды и марки по преобладанию легирования и по назначению.
Применение, эксплуатационные и механические свойства чугунов приведены в приложениях 1, 3.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.2. Химический состав легированных чугунов должен соответствовать требованиям, указанным в табл.2.
Таблица 2
Химический состав чугунов
Марка чугуна | Массовая доля, % | |||||||||||
угле- | крем- | мар- | фос- | серы | хрома | никеля | меди | вана- | молиб- | титана | алю- | |
не более | ||||||||||||
ЧХ1 | 3,0-3,8 | 1,5-2,5 | 1,0 | 0,30 | 0,12 | 0,40-1,00 | — | — | — | — | — | — |
ЧХ2 | 3,0-3,8 | 2,0-3,0 | 1,0 | 0,30 | 0,12 | 1,01-2,00 | — | — | — | — | — | — |
ЧХ3 | 3,0-3,8 | 2,8-3,8 | 1,0 | 0,30 | 0,12 | 2,01-3,00 | — | — | — | — | — | — |
ЧХ3Т | 2,6-3,6 | 0,7-1,5 | 1,0 | 0,30 | 0,12 | 2,01-3,00 | — | 0,5-0,8 | — | — | 0,7-1,0 | — |
ЧХ9Н5 | 2,8-3,6 | 1,2-2,0 | 0,5-1,5 | 0,06 | 0,10 | 8,0-9,50 | 4,0-6,0 | — | — | 0,0-0,4 | — | — |
ЧХ16 | 1,6-2,4 | 1,5-2,2 | 1,0 | 0,10 | 0,05 | 13,0-19,0 | — | — | — | — | — | — |
ЧХ16М2 | 2,4-3,6 | 0,5-1,5 | 1,5-2,5 | 0,10 | 0,05 | 13,0-19,0 | — | 1,0-1,5 | — | 0,5-2,0* | — | — |
ЧХ22 | 2,4-3,6 | 0,2-1,0 | 1,5-2,5 | 0,10 | 0,08 | 19,0-25,0 | — | — | 0,15- | — | 0,15- | — |
ЧХ22С | 0,6-1,0 | 3,0-4,0 | 1,0 | 0,10 | 0,08 | 19,0-25,0 | — | — | — | — | — | — |
ЧХ28 | 0,5-1,6 | 0,5-1,5 | 1,0 | 0,10 | 0,08 | 25,0-30,0 | — | — | — | — | — | — |
ЧХ28П | 1,8-3,0 | 1,5-2,5 | 1,0 | 0,8-1,5 | 0,08 | 25,0-30,0 | — | — | — | — | — | — |
ЧХ28Д2 | 2,2-3,0 | 0,5-1,5 | 1,5-2,5 | 0,10 | 0,08 | 25,0-30,0 | 0,4-0,8 | 1,5-2,5 | — | — | — | — |
ЧХ32 | 1,6-3,2 | 1,5-2,5 | 1,0 | 0,10 | 0,08 | 30,0-34,0 | — | — | — | — | 0,1-0,3 | — |
ЧС5 | 2,5-3,2 | 4,5-6,0 | 0,8 | 0,30 | 0,12 | 0,5-1,0 | — | — | — | — | — | — |
ЧС5Ш | 2,7-3,3 | 4,5-5,5 | 0,8 | 0,10 | 0,03 | 0,0-0,2 | — | — | — | — | — | 0,1-0,3 |
ЧС13 | 0,6-1,4 | 12,0-14,0 | 0,8 | 0,10 | 0,07 | — | — | — | — | — | — | — |
ЧС15 | 0,3-0,8 | 14,1-16,0 | 0,8 | 0,10 | 0,07 | — | — | — | — | — | — | — |
ЧС15М4 | 0,5-0,9 | 14,0-16,0 | 0,8 | 0,10 | 0,10 | — | — | — | — | 3,0-4,0 | — | — |
ЧС17 | 0,3-0,5 | 16,1-18,0 | 0,8 | 0,10 | 0,07 | — | — | — | — | — | — | — |
ЧС17М3 | 0,3-0,6 | 16,0-18,0 | 1,0 | 0,30 | 0,10 | — | — | — | — | 2,0-3,0 | — | — |
ЧЮХШ | 3,0-3,8 | 2,0-3,0 | 0,5 | 0,10 | 0,03 | 0,4-1,0 | — | — | — | — | — | 0,6-1,5 |
ЧЮ6С5 | 1,8-2,4 | 4,5-6,0 | 0,8 | 0,30 | 0,12 | — | — | — | — | — | — | 5,5-7,0 |
ЧЮ7Х2 | 2,5-3,0 | 1,5-3,0 | 1,0 | 0,30 | 0,02 | 1,5-3,0 | — | — | — | — | — | 5,0-9,0 |
ЧЮ22Ш | 1,6-2,5 | 1,0-2,0 | 0,8 | 0,20 | 0,03 | — | — | — | — | — | — | 19,0- |
ЧЮ30 | 1,0-1,2 | 0,0-0,5 | 0,7 | 0,04 | 0,08 | — | — | — | — | — | 0,05- | 29,0- |
ЧГ6С3Ш | 2,2-3,0 | 2,0-3,5 | 4,0-7,0 | 0,06 | 0,03 | 0,0-0,15 | — | — | — | 0,5-1,0 | — | 0,5-1,5 |
ЧГ7Х4 | 3,0-3,8 | 1,4-2,0 | 6,0-8,0 | 0,10 | 0,05 | 3,0-5,0 | — | — | — | — | — | — |
ЧГ8Д3 | 3,0-3,8 | 2,0-2,5 | 7,0-9,0 | 0,30 | 0,10 | — | 0,8-1,5 | 2,5-3,5 | — | — | — | 0,5-1,0 |
ЧНХТ | 2,7-3,4 | 1,4-2,0 | 0,8-1,6 | 0,3-0,6 | 0,15 | 0,2-0,6 | 0,3-0,7 | — | — | — | 0,05- | — |
ЧНХМД | 2,8-3,2 | 1,6-2,0 | 0,8-1,2 | 0,15 | 0,12 | 0,2-0,7 | 0,7-1,6 | 0,2-0,5 | — | 0,2-0,7 | — | — |
ЧНХМДШ | 3,0-3,6 | 2,0-2,8 | 0,6 | 0,08 | 0,03 | 0,2-0,4 | 0,6-1,0 | 0,5-0,8 | — | 0,2-0,6 | — | — |
ЧНМШ | 2,8-3,8 | 1,7-3,2 | 0,8-1,2 | 0,10 | 0,03 | 0,0-0,1 | 0,8-1,5 | — | — | 0,3-0,7 | — | — |
ЧН2Х | 3,0-3,6 | 1,2-2,0 | 0,6-1,0 | 0,25 | 0,12 | 0,4-0,6 | 1,5-2,0 | — | — | — | — | — |
ЧН3ХМДШ | 3,0-3,6 | 2,0-2,8 | 0,8 | 0,08 | 0,03 | 0,2-0,5 | 2,5-4,5 | 0,7-1,5 | — | 0,4-1,0 | — | — |
ЧН4Х2 | 2,8-3,6 | 0,0-1,0 | 0,8-1,3 | 0,30 | 0,15 | 0,8-2,5 | 3,5-5,0 | — | — | — | — | — |
ЧН11Г7Ш | 2,3-3,0 | 1,8-2,5 | 5,0-8,0 | 0,08 | 0,03 | 1,5-2,5 | 10,0-12,0 | — | — | — | — | — |
ЧН15Д7 | 2,2-3,0 | 2,0-2,7 | 0,5-1,6 | 0,30 | 0,10 | 1,5-3,0 | 14,0-16,0 | 5,0-8,0 | — | — | — | — |
ЧН15Д3Ш | 2,5-3,0 | 1,4-3,0 | 1,3-1,8 | 0,08 | 0,03 | 0,6-1,0 | 14,0-16,0 | 3,0-3,5 | — | — | — | — |
ЧН19Х3Ш | 2,3-3,0 | 1,8-2,5 | 1,0-1,6 | 0,10 | 0,03 | 1,5-3,0 | 18,0-20,0 | — | — | — | — | — |
ЧН20Д2Ш | 1,8-2,5 | 3,0-3,5 | 1,5-2,0 | 0,03 | 0,01 | 0,5-1,0 | 19,0-21,0 | 1,5-2,0 | — | — | — | 0,0-0,3 |
Заказать легированный чугун по выгодной цене с доставкой по рф
К группе специальных марок чугунов можно отнести жаростойкие (ГОСТ 7769-82), жаропрочные и коррозионностойкие (ГОСТ 11849-76) чугуны. Сюда же относятся немагнитные, износостойкие и антифрикционные чугуны.
Жаростойкими являются серые и высокопрочные чугуны, легированные кремнием (ЧС5) и/или хромом (ЧХ28, ЧХ32). Эти чугуны со специальными свойствами обладают жаростойкостью до 700…800°С на воздухе, в топочных и генераторных газах. Высокой термо- и жаростойкостью обладают аустенитные чугуны: высоколегированный никелевый серый ЧН15Д7.
К жаропрочным чугунам относятся аустенитные чугуны с шаровидным графитом ЧН19ХЗШ и ЧН11Г7Ш. Для повышения жаропрочности чугуны подвергают отжигу с последующим отпуском. После проведения отжига легированные карбиды приобретают форму мелких округлых включений.
В качестве коррозионностойких применяют чугуны, легированные кремнием (ферросилиды) — ЧС13, ЧС15, ЧС17 и хромом — ЧХ16, ЧХ22, ЧХ28, ЧХ32. Они обладают высокой коррозионной стойкостью в серной, азотной и ряде других кислот. Для повышения коррозионной стойкости кремнистых чугунов их легируют молибденом (ЧС15М4, ЧС17МЗ — антихлоры). Введение в чугун 0,2…0,5 % Мо уменьшает склонность к росту зерна, повышает вязкость, сопротивление износу и улучшает свойства сплава при повышенных температурах. Высокой коррозионной стойкостью в щелочах обладают никелевые чугуны, например, аустенитный чугун 4Н15Д7.
К износостойким чугунам относятся половинчатые и отбеленные чугуны. К износостойким половинчатым чугунам относится, например, серый чугун марки ИЧНХ2, который легируют никелем и хромом, а также чугуны ИЧХНТ, ИЧН1МШ (с шаровидным графитом). Из этих чугунов отливают детали двигателей внутреннего сгорания (крышки и днища цилиндров, головки поршней и др. детали).
Антифрикционные серые чугуны — перлитные чугуны АЧС-1 и АЧС-2 и перлитно-ферритный чугун АЧС-3. Эти чугуны обладают низким коэффициентом трения, зависящим от соотношения феррита и перлита в основе, а также от количества и формы графита. В перлитных чугунах высокая износостойкость обеспечивается металлической основой, состоящей из тонкого перлита и равномерно распределенной фосфорной эвтектики при наличии изолированных выделений пластинчатого графита.
Антифрикционные серые чугуны применяют для изготовления подшипников скольжения, втулок и других деталей, работающих при трении о металл, чаще в присутствии смазочного материала. Детали, работающие в паре с закаленными или нормализованными стальными валами, изготавливают из чугунов АЧС-1 и АЧС-2, а для работы в паре с термически необработанными валами, как правило, применяют чугун АЧС-3.
Наше производство способно изготовить любой сплав по ГОСТ, либо требованиям Заказчика.
Марка чугуна | Эксплуатационные свойства чугунов | Применение |
ЧХ1 | Повышенная коррозионная стойкость в газовой, воздушной, щелочной средах в условиях трения и износа. Жаростойкий в воздушной среде до 773 К | Холодильные плиты доменных печей, колосники агломерационных машин, детали коксохимического оборудования, сероуглеродные реторты, детали газотурбинных двигателей и компрессоров, горелки, кокили, стеклоформы, выхлопные коллекторы дизелей |
ЧХ2 | Повышенная коррозионная стойкость в газовой, воздушной, щелочной средах в условиях трения и износа. Жаростойкий в воздушной среде до 873 К | Колосники и балки горна агломерационных машин, детали контактных аппаратов химического оборудования, решетки трубчатых печей нефтеперерабатывающих заводов, детали турбокомпрессоров, детали стекломашин. Детали термических печей, электролизеров, колосники, детали стекломашин, облицовочные плиты тушильных вагонов |
ЧХ3 | Повышенная коррозионная стойкость в газовой, воздушной, щелочной средах в условиях трения и износа. Жаростойкий в воздушной среде до 973 К | |
ЧХ3Т | Повышенная стойкость против абразивного износа и истирания в пульпо- и пылепроводах, насосах | Износостойкие детали гидромашин, перекачивающие абразивные смеси, футеровки пылепроводов и др. |
ЧХ9Н5 | Высокая стойкость против абразивного износа и истирания в мельницах, пескометах и дробеметах | Износостойкие детали гидромашин, перекачивающие абразивные смеси футеровки пылепроводов и др., мелющие детали угле- и рудоразмольных мельниц, ковши пескометов, склизы, течки и т.д. |
ЧХ16М2 | Наибольшая устойчивость против ударно-абразивного износа и истирания в мельницах, дробеметных и дробеструйных камерах | Износостойкие детали гидромашин, перекачивающие абразивные смеси, футеровки пылепроводов и др., мелющие детали угле- и рудоразмольных мельниц, ковши пескометов, склизы, течки, высокоустойчивые лопатки дробеметных импеллеров |
ЧХ16 | Жаростойкий в воздушной среде до 1173 К, износостойкий при нормальной и повышенной температурах, устойчивый против воздействия неорганических кислот большой концентрации | Арматура химического машиностроения, печная арматура, детали цементных печей |
ЧХ22, ЧХ28Д2 | Высокоустойчивый против абразивного износа и истирания в условиях размольного оборудования, грохотов и склизов, агломашин и песко- и дробеструйных камер при повышенных температурах | Износостойкие детали гидромашин, перекачивающих абразивные смеси, футеровки пылепроводов и др., мелющие детали угле- и рудоразмольных мельниц, ковши пескометов, склизы, течки, высокоустойчивые лопатки дробеметных импеллеров, вставки для армирования брусьев вторичной зоны охлаждения установок непрерывной разливки стали, футеровки мельниц и т.д. |
ЧХ22С | Повышенная коррозионная стойкость в запыленных газовых средах при температуре до 1273 К, высокая кислотостойкость и сопротивление межкристаллитной коррозии | Детали, не подвергающиеся действию постоянных и переменных нагрузок. Детали аппаратуры для концентрированной азотной и фосфорной кислот, печная арматура и т.д. |
ЧХ28, ЧХ32 | Высокая коррозионная стойкость в растворах кислот (азотной, серной, фосфорной, соляной, уксусной, молочной и т.д.), щелочей и солей (азотнокислом аммонии, сульфате аммония, хлорной извести, хлорном железе, селитре), в газах, содержащих серу или SO2, Н2О. Жаростойкость до температур 1373 — 1423 К. Высокое сопротивление абразивному износу | Детали, работающие при небольших механических нагрузках в среде SO2и SO3в щелочах высокой концентрации, азотной кислоте, растворах и расплавах солей при температуре до 1273 К. Детали центробежных насосов, печная арматура, реторты для цементации, сопла горелок, цилиндры, корпуса золотников, гребки печей обжига колчедана и т.д. Сопла для пескоструйных аппаратов и другие детали, подверженные абразивному истиранию. Детали пищевой аппаратуры, проводковая арматура мелкосортных станов |
ЧХ28П | Высокая стойкость после окислительного отжига в цинковых расплавах при температуре до 823 К | Сопряженные детали пар трения, работающие в цинковом расплаве агрегатов горячего непрерывного цинкования |
ЧС5 | Жаростойкие в топочных газах и воздушной среде до 973 К | Колосники, бронеплиты для печей обжига цементной промышленности, сероуглеродные реторты |
ЧС5Ш | Жаростойкие в топочных газах и воздушной среде до 1073 К | Топочная арматура котлов, дистанционирующие детали пароперегревателей котлов, газовые сопла, подовые плиты термических печей |
ЧС13 | Высокая коррозионная стойкость при температуре до 473 К, к воздействию концентрированных и разбавленных кислот, растворов щелочей, солей, кроме фтористоводородных и фтористых соединений. Не допускают резко переменных, а также ударных нагрузок и перепада температур | Простые конфигурации, детали центробежных и поршневых насосов, компрессоров и трубопроводной арматуры, трубы и фасонные детали для трубопроводной арматуры, теплообменников и другие детали химической аппаратуры |
ЧС15 | ||
ЧС17 | ||
ЧС15М4 | Особо высокая коррозионная стойкость в серной, азотной, соляной кислотах разной концентрации и температуры, водных растворах щелочей и солей при местном перепаде температур до 30 К в теле детали при отсутствии динамических, а также переменных и пульсирующих нагрузок | Простые конфигурации, детали центробежных и поршневых насосов, компрессоров и трубопроводной арматуры, трубы и фасонные детали для трубопроводной арматуры, теплообменников и другие детали химической аппаратуры |
ЧС17М3 | ||
ЧЮХШ | Жаростойкий в воздушной среде до 923 К, стойкий против истирания | Пресс-формы для стекольных изделий, детали печного оборудования, ролики чистовых клетей листопрокатных станов |
ЧЮ7Х2 | Жаростойкий в воздушной среде до 1023 К, стойкий против истирания | Детали печной арматуры |
ЧЮ6С5 | Жаростойкий в воздушной среде до 1073 К, коррозионно-стойкий в среде, содержащей соединения серы, стойкий к резким сменам температуры | Отливки, работающие при температурах до 1073 К |
ЧЮ22Ш | Жаростойкий в среде, содержащей серу, сернистый газ и окислы ванадия и пары воды. В воздушной среде жаростойкий до 1373 К. Высокая прочность при нормальной и повышенной температурах | Детали арматуры котлов, дистанционирующие детали пароперегревателей котлов, детали обжиговых колчеданных печей, нагревательных кольцевых печей, колосники агломерационных машин |
ЧЮ30 | Жаростойкий в воздушной среде до 1373 К. Стойкий против износа | Детали печей обжига колчедана |
ЧГ6С3Ш, ЧГ7Х4 | Износостойкий в абразивной среде и против истирания в пыле- и пульпопроводах, мельницах и т.д. | Износостойкие детали мелющего оборудования, детали насосов, футеровки мельниц, дробе- и пескоструйных камер |
ЧГ8Д3 | Немагнитный, износостойкий чугун для эксплуатации в условиях повышенных температур | Немагнитные детали, сопряженные трущиеся детали арматуры |
ЧНХТ | Высокие механические свойства, сопротивление износу и коррозии в слабощелочных и газовых средах (продукты сгорания топлива, технический кислород) и водных растворах | Маслоты поршневых компрессионных и маслосъемных колец, седла и направляющие втулки клапанов дизелей и газомотокомпрессоров. Детали сглаживающих прессов и размольных мельниц бумагоделательных машин |
ЧНХМД | Высокие механические свойства, сопротивление износу и коррозии в слабощелочных и газовых средах (продукты сгорания топлива, технический кислород) и водных растворах | Блоки и головки цилиндров, выхлопные патрубки двигателей внутреннего сгорания, паровых машин и турбин. Поршни и гильзы цилиндров паровых машин, тепловозных и судостроительных дизелей, детали кислородных и газовых мотокомпрессоров, детали бумагоделательных машин |
ЧН2Х | Высокие механические свойства, сопротивление износу и коррозии в слабощелочных и газовых средах (продукты сгорания топлива, технический кислород), водных растворах и расплавах каустика | Различные типы зубчатых колес, цилиндры двигателей, абразивные диски, дроссели, холодильные цилиндры и валы бумагоделательных, картоноделательных и сушильных машин, матрицы штамповочных прессов |
ЧНМШ | Повышенные механические свойства и термостойкость при температуре эксплуатации до 773 К | Крышки и днища цилиндров дизелей, головки поршней, маслоты поршневых колец, холодильные цилиндры и валы бумагоделательных, картоноделательных и сушильных машин |
ЧН4Х2 | Высокая стойкость против абразивного износа и истирания | Износостойкие детали машин, перекачивающих абразивные смеси, футеровки мельниц, пылепроводов, размалывающие валки и шары, сопла, склизы, грохота |
ЧН15Д3Ш, ЧН15Д7 | Высокая коррозионная и эрозионная стойкость в щелочах, слабых растворах кислот, серной кислоте любой концентрации при температуре более 323 К, в морской воде, в среде перегретого водяного пара. Чугун имеет высокий коэффициент термического расширения, может быть парамагнитным при низком содержании хрома | Насосы, вентили и другие детали нефтедобывающей, химической и нефтеперерабатывающей промышленности и арматуростроения. Немагнитные литые детали электротехнической промышленности. Вставки гильз цилиндров, головки поршней, седла и направляющие втулки клапанов и выхлопные коллекторы двигателей внутреннего сгорания |
ЧН19Х3Ш ЧН11Г7Ш | Жаропрочность при температуре до 873 К, высокая коррозионная и эрозионная стойкость в щелочах, слабых растворах кислот, серной кислоте любой концентрации при температуре более 323 К в морской воде, в среде перегретого водяного пара. Имеет высокий коэффициент термического расширения, может быть парамагнитным при низком содержании хрома | Выпускные коллекторы, клапанные направляющие, корпусы турбонагнетателей в газовых турбинах, головки поршней, корпусы насосов, вентили и немагнитные детали |
ЧН20Д2Ш | Высокие механические свойства при температуре до 173 К. Чугун имеет высокую ударную вязкость не менее 3,0 да Д ж/см2 на образцах с острым надрезом (Шарли) и может быть пластически деформирован в холодном состоянии | Насосы и другие детали нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности, детали топливной арматуры |
ЧНХМДШ | Высокие механические свойства, сопротивление износу и коррозии в слабощелочных и газовых средах (продукты сгорания топлива, технический кислород) и водных растворах | Блоки и головки цилиндров, выхлопные патрубки двигателей внутреннего сгорания, паровых машин и турбин. Поршни и гильзы цилиндров паровых машин, тепловозных и судостроительных дизелей, детали кислородных и газовых мотокомпрессоров, детали бумагоделательных машин |
ЧНЗХМДШ | Высокие механические свойства, сопротивление износу и коррозии в слабощелочных и газовых средах (продукты сгорания топлива, технический кислород), водных растворах и расплавах каустика | Различные тины зубчатых колес, цилиндры двигателей, абразивные диски, дроссели, холодильные цилиндры и валы бумагоделательных, картоноделательных и сушильных машин, матрицы штамповочных прессов |
L-NiMn 13 7 | Не обладает магнитными свойствами | Крышки, создающие давление в турбогенераторных установках, кожухи распределительных устройств, фланцы изоляторов, зажимы и трубы |
L-NiCuCr 15 6 2 | Обладает хорошим сопротивлением коррозии, в особенности в щелочных средах, в разбавленных растворах кислот, в морской воде и в солевых растворах. Обладает хорошей теплостойкостью, хорошими несущими свойствами, высоким тепловым расширением, не обладает магнитными свойствами при низких содержаниях хрома | Насосы, клапаны, составляющие печи, втулки для кольцевых держателей поршня и металлических поршнях, изготовленных из легких сплавов |
L-NiCuCr 15 6 3 | Обладает лучшим сопротивлением коррозии и эрозии, чем марка L-NiCuCr Л563 | То же |
L-NiCr 20 2 | Обладает свойствами, аналогичными марке L-NiCuCr 15 6 2, но с более высоким сопротивлением коррозии в щелочных средах. Высокий коэффициент термического расширения | Для тех же изделий, что и марка L-NiCuCr 15 6 2, но предпочтительно для насосов, перекачивающих щелочь, для сосудов, в которых хранятся едкие щелочи; применяется в мыловарении, пищевой промышленности, а также в отраслях промышленности по производству искусственного шелка и пластмассах. Пригоден в тех случаях, когда требуются материалы, не содержащие медь |
L-NiCr 20 3 | Обладает теми же свойствами, что и марка L-NiCr 20 2, но обладает повышенным сопротивлением эрозии, повышенной теплостойкостью и повышенной степенью расширения | В тех же изделиях, что и марка L-NiCr 20 2, но предпочтительно для применения в условиях высоких температур |
L-NiSiCr 20 5 3 | Обладает хорошим сопротивлением коррозии, даже в условиях разбавленной серной кислоты. Более теплостойкий, чем марка L-NiCr 20 2 и марка L-NiCr 20 3 | Составные части насосов, отливки клапанов, применяемых в промышленных печах |
L-NiCr 30 3 | Обладает стойкостью к нагреванию и термическому удару до температуры 800 °С. Хорошее сопротивление коррозии при высоких температурах, высокое сопротивление эрозии в условиях мокрого пара и соляной суспензии; средняя степень термического расширения | Насосы, сосуды под давлением, клапаны, детали фильтрующих устройств, выхлопных трубопроводов и для корпусов турбозагрузочных устройств |
L-NiSiCr 30 5 5 | Обладает хорошим сопротивлением коррозии, эрозии и теплостойкостью; средняя степень теплового расширения | Применяется для составных частей насосов, для клапанов, применяемых для промышленных печей |
L-Ni 35 | Обладает стойкостью тепловому напряжению; низкая степень термического расширения | Детали, обладающие способностью сохранять размеры (например, в станках), для научных приборов, для стеклянных форм |
S-NiMn 13 7 | Не обладает магнитными свойствами | Крышки, создающие давление, в турбогенераторных установках, кожухи распределительных устройств, фланцы изоляторов, зажимы и трубы |
S-NiCr 20 2 | По своему составу, по сопротивлению коррозии и теплостойкости аналогичен марке L-NiCr 20 2 | Насосы, клапаны, компрессоры, втулки, корпусы турбонагнетателей, для выхлопных трубопроводов |
S-NiCr 20 3 | По свойствам аналогичен марке S-NiCr 20 2, но более теплостойкий и обладает лучшим сопротивлением эрозии | То же |
S-NiSiCr2052 | Обладает хорошим сопротивлением коррозии даже в разбавленной серной кислоте. Хорошая теплостойкость. | Составные части для клапанов, насосы, для отливок, применяемых в промышленных печах, которые подвергаются высокому механическому напряжению |
S-Ni 22 | Высокий коэффициент теплового расширения; более низкое сопротивление коррозии и более низкая теплостойкость, чем у марки L-NiCr 20 2. Хорошие характеристики динамического воздействия вплоть до минус 100 °С. Магнитными свойствами не обладает | Насосы, клапаны, компрессоры, втулки, корпусы турбонагнетателей, для выхлопных трубопроводов |
S-NiMn 23 4 | Очень высокий коэффициент теплового расширения. Хорошие характеристики динамического воздействия вплоть до минус 196 °С. Магнитными свойствами не обладает | Отливки в холодильной технике для использования до температуры минус 196 °С. |
S-NiCr 30 1 | Обладает свойствами, аналогичными свойствам марки S — NiCr 30 3, хорошие опорные характеристики | Насосы, котлы, клапаны для деталей фильтрующих устройств, для выхлопных трубопроводов, для корпусов турбонагнетателей |
S-NiCr 30 3 | Обладает свойствами, аналогичными свойствам марки L-NiCr 30 3. Обладает повышенным сопротивлением ползучести, при добавлении 1 % по массе молибдена | Насосы, котлы, клапаны, детали фильтрующих устройств, выхлопных трубопроводов, корпусы турбонагнетателей |
S-NiSiCr 30 5 5 | Обладает свойствами, аналогичными свойствам марки L-NiSiCr 30 5 5. Обладает повышенным сопротивлением ползучести, при добавлении 1 % по массе молибдена | Составные части насосов, клапанов, отливки, применяемые в промышленных печах, подвергаемых высокому механическому напряжению |
S-Ni 35 | Подобно марке L-Ni 35, имеет небольшой коэффициент теплового расширения, но более стойкий к тепловому удару | Детали, обладающие способностью сохранить размеры (например, в станках), для научных приборов, для стеклянных форм |
S-NiCr 35 3 | Обладает свойствами, аналогичными свойствам марки S-Ni 35, повышенным сопротивлением ползучести при добавлении 1 % по массе молибдена | Составные части корпусов газовых турбин, для стеклянных форм |
Хромистый чугун для банных печей
Однако не стоит забывать, что большинство производителей в качестве исходного сырья используют чугунный лом и при выплавке чугуна не контролируют химический состав. Именно поэтому при изготовлении ответственных изделий из чугуна следует обращаться к проверенным производителям, которые готовы предоставить сертификат соответствия либо результат химического анализа.
Чугунная болванка является наиболее оптимальным теплоносителем в банных печах. Особенно в банных печах каменках с прямым нагревом камней. По сравнению с традиционными камнями чугун имеет ряд неоспоримых преимуществ:
- Долговечность — как следствие экономичность
- Высокая прочность
- Высокая теплоемкость
Чугун — это сплав железа с углеродом с содержанием углерода более 2.14%. Наиболее распространённой маркой чугуна является СЧ10-СЧ20. Большинство отливок печного и художественного литья отливаются именно из этих марок.
СЧ — расшифровывается как серый чугун (ГОСТ1412−85) — чугун, с ферритной металлической основой (СЧ10) и графитовыми включениями в виде пластин. Он обладает высокой жидкотекучестью, малой усадкой, хорошими механическими свойствами и может быть выполнен в любых плавильных агрегатах. СЧ10-СЧ20 широко применяется в машиностроении для отливки станин станков и механизмов, поршней, цилиндров.
Однако серый чугун при высоких температурах имеет повышенную склонность к окислению.
Дело в том, что углерод в сером чугуне находится в виде графита (рисунок 1), который имеет крайне низкую плотность и является каналом для проникновения окислительного газа. Графит может вступать во взаимодействие с окислительным газом или вовсе выгорать.
На практике происходит следующее: болванки из серого чугуна разогревают до температур порядка 500 — 700 °C, и затем обильно поливают водой. Взаимодействие с водой приводит к сильному термическому удару. Пары воды, являясь агрессивной средой, и, взаимодействуя с болванкой из серого чугуна — разрушают болванку изнутри.
Подавляющее большинство чугунных изделий для бани, точнее, для банных печей (бруски, ядра), представленных сегодня на российском рынке, выполнены именно из самого дешевого серого чугуна. Поэтому так много негативных отзывов о результатах его использования. Но марок чугуна огромное количество и, как будет показано ниже, крайне важен правильный выбор изделий именно определенных марок для достижения наилучшего результата!
Крайне не рекомендуется использовать болванки из серого чугуна в качестве теплоносителей в бане!
Наиболее целесообразно использование чугунов именно с добавлением хрома — хромистых чугунов (ГОСТ 7769−82) в качестве теплоносителей бани.
По своей структуре хромистый чугун принципиально отличается от серого. В чугунах с добавлением хрома углерод выделяется в виде цементита. Цементит является очень твёрдой и плотной структурой, за счёт чего не снижается общая плотность чугуна и не происходит внутреннего окисления (разрушения) чугуна.
Легирование чугуна малыми добавками хрома (не более 4%) повышает окалиностойкость за счёт измельчения графита и уменьшения его количества в структуре.
Низкохромистые чугуны марки ЧХ1, ЧХ2, ЧХ3 содержат от 0.4 до 3% хрома и характеризуются более высокой жаростойкостью, чем обычные серые чугуны. Эти чугуны должны иметь перлитную структуру металлической основы с пластинчатым графитом. Однако по мере повышения содержания хрома в чугунах появляются включения эвтектического цементита. Для предотвращения образования цементита увеличивают содержание кремния и углерода, модифицируют чугун.
Чугуны с содержанием свыше 4−7% Cr — белые чугуны. Большая часть хрома входит в состав цементита, а при нагреве чугуна — металлическая основа окисляется с образованием оксидов типа Fe2О3, не препятствующих дальнейшему окислению чугуна.
Существенное повышение жаростойкости хромистых чугунов достигается при содержании в них хрома свыше 15%. При высоком содержании хрома при нагреве чугуна на поверхности образуется оксидная пленка (FeO Cr2О3), имеющая высокую плотность и прочное сцепление с металлической основой. В результате существенно повышается окалиностойкость чугуна. По мере повышения содержания хрома возрастает температура, при которой чугун сохраняет высокую жаростойкость (рисунок 2).
Таблица 1 — Влияние хрома на жаростойкость чугуна
Cr, % | 15−17 (ЧХ16) | 20−25 (ЧХ22) | 20−30 (ЧХ28) | 30−36 (ЧХ32) |
T, °C | 900 | 1000 | 1100 | 1300 |
Высокохромистые чугуны ЧХ16, ЧХ28, ЧХ32 имеют существенно более высокую жаростойкость чем низкохромистые благодаря стабильной структуре легированного белого чугуна и высокой окалиностойкости матрицы. В таблице 2 приведены химический состав и механический свойства чугунов низких и высоких марок.
Таблица 2 — Хим. состав и механические свойства жаростойких чугунов
Марка чугуна | Содержание элементов, % | σB, МПа | σизг., МПа. | Твёрдость, HB | |||||
С | Si | Mn | Cr | P | S | ||||
(Не более) | (Не менее) | ||||||||
ЧХ1 | 3.0−3.8 | 1.5−2.5 | 1.0 | 0.40−1.00 | 0.3 | 0.12 | 170 | 350 | 207−286 |
ЧХ2 | 3.0−3.8 | 2.0−3.0 | 1.0 | 1.01−2.00 | 0.3 | 0.12 | 150 | 310 | 207−286 |
ЧХ3 | 3.0−3.8 | 2.8−3.8 | 1.0 | 2.01−3.00 | 0.3 | 0.12 | 150 | 310 | 228−364 |
ЧХ16 | 1.6−2.4 | 1.5−2.2 | 1.0 | 13.0−19.0 | 0.10 | 0.05 | 350 | 700 | 400−450 |
ЧХ28 | 0.5−1.6 | 0.5−1.5 | 1.0 | 25.0−30.0 | 0.10 | 0.08 | 370 | 560 | 215−270 |
ЧХ32 | 1.6−3.2 | 1.5−2.5 | 1.0 | 30.0−34.0 | 0.10 | 0.08 | 290 | 490 | 245−340 |
Область применения изделий из хромистого чугуна
Низкохромистые чугуны ЧХ1,2,3 жаростойки в воздушной окислительной среде при температуре до 700 °C. Высокохромистые до 1200 °C. Помимо высокой жаростойкости, высокохромистые чугуны износостойки, поэтому применяются для деталей, работающих в условиях абразивного изнашивания при высоких температурах окислительных газовых сред.
Таблица 3 — Область применения хромистых чугунов
Марка чугуна | Жаростойкость в воздушной среде до | Применение |
ЧХ1 | 500°C | Холодильные плиты, детали газотурбинных двигателей |
ЧХ2 | 600°C | Детали термических печей Плиты тушильных вагонов |
ЧХ3 | 700°C | |
ЧХ16 | 900°C | Печная арматура |
ЧХ32 | 1100°C-1150°C |
По сравнению с серым чугуном, хромистый имеет низкую теплопроводность и теплоёмкость, т. е. хромистый чугун прогревается чуть медленнее серого.
Хромистые чугуны высоких марок также применяются для изготовления усиленных колосников.
Массивные болванки из хромистого чугуна являются идеальной заменой камням в банных печах. Фактически их срок службы в бытовых условиях не ограничен. Разовое приобретение комплекта гарантирует отсутствие проблем на долгие годы. Быстрее развалится печь, нежели выйдут из строя болванки из хромистого чугуна.
Накапливая тепло в процессе топки, чугунные изделия впоследствии отдают его ровно также, как и камни, создавая мелкодисперсный пар и не требуя ни обслуживания, ни частой замены. Стоимость разовой закладки болванок из хромистого чугуна несколько выше стоимости разовой закладки камней. Однако в случае с хромистым чугуном — это разовая покупка на всю жизнь. А в случае с камнями — покупка на год!
Следовательно, для кирпичных банных печей с прямым нагревом камней альтернативы брускам из хромистого чугуна фактически нет! Это надежные, долговечные, экологически безопасные изделия!
Это давно поняли в банях промышленного масштаба (общественных банях) где давно камни были заменены именно на болванки из хромистого чугуна.
В кирпичных банных печах каменках с опосредованным нагревом камней (где камни лежат в металлическом ящике), а также для металлических или чугунных банных печей шары или кубы из хромистого чугуна можно использовать в комбинации с натуральным камнем. Это в разы увеличит износостойкость закладки.
Частотные характеристики, лекция 6 по тау
6.1. Понятие частотных характеристик
Если подать на вход системы с передаточной функцией W(p) гармонический сигнал
то после завершения переходного процесса на выходе установится гармонические колебания
с той же частотой ,
но иными амплитудой и фазой, зависящими от частоты
возмущающего воздействия. По ним можно судить о динамических свойствах системы.
Зависимости, связывающие амплитуду и фазу выходного сигнала с частотой входного
сигнала, называются частотными характеристиками (ЧХ). Анализ ЧХ системы
с целью исследования ее динамических свойств называется частотным анализом.
Подставим выражения для u(t) и y(t) в уравнение динамики
(aоpn
a1pn — 1 a2pn
— 2 … an)y = (bоpm
b1pm-1
… bm)u.
Учтем, что
а значит
pnu = pnUmejwt = Um
(jw)nejwt = (jw)nu.
Аналогичные
соотношения можно записать и для левой части уравнения. Получим:
По аналогии
с передаточной функцией можно записать:
.
W(j), равная
отношению выходного сигнала к входному при изменении входного сигнала по гармоническому
закону, называется частотной передаточной функцией. Легко заметить, что
она может быть получена путем простой замены p на j
в выражении W(p).
W(j) есть
комплексная функция, поэтому:
где P() — вещественная ЧХ (ВЧХ); Q() — вещественная ЧХ (ВЧХ); Q()
— мнимая ЧХ (МЧХ); А()
— амплитудная ЧХ (АЧХ): (()
— фазовая ЧХ (ФЧХ). АЧХ дает отношение амплитуд выходного и входного
сигналов, ФЧХ — сдвиг по фазе выходной величины относительно входной:
;
Если W(j)
изобразить вектором на комплексной плоскости, то при изменении от
0 до его конец будет
вычерчивать кривую, называемую годографом вектора W(j),
или амплитудно — фазовую частотную характеристику (АФЧХ) (рис.48).
Ветвь АФЧХ при изменении
от — до 0 можно получить
зеркальным отображением данной кривой относительно вещественной оси.
В ТАУ широко используются логарифмические частотные характеристики (ЛЧХ)
(рис.49): логарифмическая амплитудная ЧХ (ЛАЧХ) L()
и логарифмическая фазовая ЧХ (ЛФЧХ)(().
Они получаются путем логарифмирования передаточной функции:
ЛАЧХ получают из первого слагаемого,
которое из соображений масштабирования умножается на 20, и используют не натуральный
логарифм, а десятичный, то есть L()
= 20lgA().
Величина L()
откладывается по оси ординат в децибелах. Изменение уровня сигнала на
10 дб соответствует изменению его мощности в 10 раз. Так как мощность гармонического
сигнала Р пропорциональна квадрату его амплитуды А, то изменению сигнала в 10
раз соответствует изменение его уровня на 20дб,так как
lg(P2/P1) = lg(A22/A12) = 20lg(A2/A1).
По оси абсцисс откладывается частота w в логарифмическом масштабе. То есть
единичным промежуткам по оси абсцисс соответствует изменение w в 10 раз. Такой
интервал называется декадой. Так как lg(0) = — ,
то ось ординат проводят произвольно.
ЛФЧХ, получаемая из второго слагаемого, отличается от ФЧХ только масштабом
по оси . Величина
(()
откладывается по оси ординат в градусах или радианах. Для элементарных звеньев
она не выходит за пределы: — .
ЧХ являются исчерпывающими характеристиками системы.
Зная ЧХ системы можно восстановить ее передаточную функцию и определить параметры.
6.2.
Частотные характеристики типовых звеньев
Зная передаточную функцию звена W(p) легко получить все его частотные характеристики.
Для этого необходимо подставить в нее j
вместо p, получим АФЧХ W(j).
Затем надо выразить из нее ВЧХ P()
и МЧХ (Q().
После этого преобразуют АФЧХ в показательную форму и получают АЧХ A()
и ФЧХ ((),
а затем определяют выражение ЛАЧХ L(w) = 20lgA()
(ЛФЧХ отличается от ФЧХ только масштабом оси абсцисс).
6.2.1. Безынерционное звено
Передаточная функция:
W(p) = k.
АФЧХ: W(j)
= k.
ВЧХ: P() = k.
МЧХ: Q() = 0.
АЧХ: A() = k.
ФЧХ: (() = 0.
ЛАЧХ: L() = 20lgk.
Некоторые ЧХ показаны на рис.50. Звено пропускает все частоты
одинаково c увеличением амплитуды в k раз и без сдвига по фазе.
6.2.2.
Интегрирующее звено
Передаточная функция:
W(p) = k/p.
Рассмотрим частный случай, когда k = 1, то есть
W(p) = 1/p.
АФЧХ: W(j) = ) = .
ВЧХ: P()
= 0.
МЧХ: Q()
= — 1/.
АЧХ: A()
= 1/.
ФЧХ: (()
= — /2.
ЛАЧХ: L()
= 20lg(1/)
= — 20lg().
ЧХ показаны на рис.51. Все частоты звено пропускает с запаздыванием по фазе
на 90о. Амплитуда выходного сигнала увеличивается при уменьшении частоты, и
уменьшается до нуля при росте частоты (звено «заваливает» высокие
частоты). ЛАЧХ представляет собой прямую, проходящую через точку L()
= 0 при = 1. При увеличении частоты
на декаду ордината уменьшается на 20lg10 = 20дб, то есть наклон ЛАЧХ равен —
20 дб/дек (децибел на декаду).
6.2.3. Апериодическое звено
При k = 1 получаем следующие выражения
ЧХ:
W(p) = ;
;
;
;
(()
= 1 — 1 — 2
= — arctg(T);
;
L()
= 20lg(A())
= — 10lg(1 (T)2).
Здесь A1 и A2 — амплитуды числителя и знаменателя ЛФЧХ; 1
и 2 — аргументы
числителя и знаменателя. ЛФЧХ:
ЧХ показаны на рис.52. АФЧХ есть полуокружность радиусом 1/2 с центром в точке
P = 1/2. При построении асимптотической ЛАЧХ считают, что при
< 1 = 1/T можно
пренебречь (T)2
выражении для L(),
то есть L() ) —
10lg1 = 0.. При > >1
пренебрегают единицей в выражении в скобках, то есть L(w)
— 20lg(wT). Поэтому ЛАЧХ проходит вдоль оси абсцисс до сопрягающей частоты,
затем — под наклоном — 20 дб/дек. Частота w1 называется сопрягающей частотой.
Максимальное отличие реальных ЛАЧХ от асимптотических не превышает 3 дб при
= = 1.
ЛФЧХ асимптотически стремится к нулю при уменьшении w до нуля (чем меньше частота,
тем меньше искажения сигнала по фазе) и к — /2
при возрастании до бесконечности.
Перегиб в точке = = 1
при (()
= — /4. ЛФЧХ всех апериодических
звеньев имеют одинаковую форму и могут быть построены по типовой кривой с параллельным
сдвигом вдоль оси частот.
6.2.4. Инерционные звенья второго
порядка
При k = 1 передаточная функция звена: W(p) = .
В виду сложности вывода выражений для
частотных характеристик рассмотрим их без доказательства, они показаны на рис.53.
Асимптотическая ЛАЧХ колебательного звена до сопрягающей частоты 1
= 1/T1 совпадает с осью абсцисс, при дальнейшем увеличении частоты идет с наклоном
— 40 дб/дек. То есть высокие частоты колебательное звено «заваливает»
сильнее, чем апериодическое звено.
Реальная ЛАЧХ при 1
значительно отличается от асимптотической. Это отличие тем существенней, чем
меньше коэффициент демпфирования .
Точную кривую можно построить, воспользовавшись кривыми отклонений, которые
приводятся в справочниках. В предельном случае =
0 получаем консервативное звено, у которого при 1
амплитуда выходных колебаний стремится к бесконечности (рис.54).
ЛФЧХ при малых частотах асимтотически стремится к нулю. При увеличении
частоты до бесконечности выходной сигнал поворачивается по фазе относительно входного
на угол, стремящийся в пределе к — 180о. ЛФЧХ можно построить с помощью шаблона,
но для этого нужен набор шаблонов для разных коэффициентов демпфирования. При
уменьшении коэффициента демпфирования АФЧХ приближается к оси абсцисс и в пределе
у консервативного звена она вырождается в два луча по оси абсцисс, при этом фаза
выходных колебаний скачком меняется от нуля до — 180о при переходе через сопрягающую
частоту (рис.54).
6.2.5. Правила построения ЧХ
элементарных звеньев
При построении ЧХ некоторых звеньев
можно использовать “правило зеркала”: при k = 1 ЛАЧХ и ЛФЧХ звеньев с
обратными передаточными функциями зеркальны относительно горизонтальной оси.
Так на рис.55 изображены ЧХ идеального дифференцирующего и идеального форсирующего
звеньев.
Если k1,
то передаточную функцию звена можно рассматривать как произведение W =
k.W1, где W1 — передаточная функция
с k = 1. При этом амплитуда вектора АФЧХ W(j)
при всех значениях
должна быть увеличена в k раз, то есть A()
= kA1(). Поэтому,
например, центр полуокружности АФЧХ апериодического звена будет находиться не
в точке P = 1/2, а в точке k/2. ЛАЧХ также изменится: L()
= 20lgA() = 20lgkA1() = 20lgkA1()
= 20lgk 20lgA1().
Поэтому при k 1
ЛАЧХ звена нужно поднять по оси ординат не меняя ее формы на 20lgk. На ЛФЧХ
изменение k никак не отразится.
Для примера на рис.56 приведены частотные характеристики апериодического звена при k = 10 и T = 1c. При этом ЛАЧХ апериодического звена с k = 1 поднята вверх на 20lg10 = 20.
Вопросы
- Что называется частотными
характеристиками? - Как получить частотные характеристики опытным путем?
- Как
получить частотные характеристики теоретическим путем по известной передаточной
функции звена? - Что такое и как получить АФЧХ?
- Что такое и как
получить ВЧХ? - Что такое и как получить МЧХ?
- Что такое и как получить
АЧХ? - Что такое и как получить ФЧХ?
- Что такое и как получить ЛАЧХ?
- Что
такое и как получить ЛФЧХ? - Как построить годограф АФЧХ?
- Постройте
АФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ безынерционного звена. - Постройте АФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ
интегрирующего звена. - Постройте АФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ апериодического звена.
- Постройте
АФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ колебательного звена. - Постройте АФЧХ, ЛАЧХ и ЛФЧХ консервативного
звена. - Постройте ЛАЧХ и ЛФЧХ идеального дифференцирующего звена.
- Постройте
ЛАЧХ и ЛФЧХ идеального форсирующего звена. - Как изменятся ЛАЧХ и ЛФЧХ
звена, если коэффициент усиления возрастет в 100 раз? - Для чего служит
правило зеркала.
Далее…