Сурет – Сұр шойын құрылымы

Сұр шойынның механикалық қасиеттері металдық негізіне, графиттің орналасуына, оның өлшемі мен санына байланысты. Неғұрлым перлит көбейген сайын, соғұрлым шойынның беріктігі арта түседі. Неғұрлым графит аз және ұсақ болса, олардың ара қашықтары ұлғайса, соғұрлым шойынның беріктігі жоғарылайды.

Сұр шойынның құйылғыштың қасиеті жоғары, ақ шойынға қарағанда кесу құралдарымен жонып өңделуі жақсы, морттылығы аздау, сондықтан одан әр түрлі құю әдістері арқылы мәшине жасау саласында қолданылатын бөлшек пен бұйымдар істеп, оны құйма шойын деп те атайды.

Сұр шойынның беріктік сипаттамаларының (σ_в, σ_из, σ_сж) арасындағы байланыс шамамен мынадай: . Бұл байланыстан сұр шойынның созу кезіндегі беріктік шегінің мәні иілу және қысу кезіндегі беріктік шектерінен 2-4 есе төмен екенін көреміз. Созу кезінде пластинкалы пішінді графит кернеу шоғырлағышының рөлін атқаратындықтан, шойынның созуға қарсылығы төмен. Сұр шойынның салыстырмалы ұзару коэффициенті δ = 0,2 – 0,5%. Сондықтан сұр шойынды қысу жағдайында жұмыс істейтін бөлшектер үшін пайдаланған тиімді.

Графит шойынның механикалық қасиетін төмендеткенмен, оған пайдалы әсері де бар:

1) кесу құралдарымен өңделуін жақсартады;

2) үйкеліске төзімділігін арттырады;

3) шойынның діріл мен тербелісті басуы ұлғаяды;

4) шойын беткі ақауларының әсері азаяды.

Сұр шойынның химиялық құрамы: 2,9-3,7% С; 1,0-2,6% Si; 0,5-1,1% Mn; P 0,2%-дан көп емес; S 0,15%-дан көп емес.

Сұр шойынды СЧ (серый чугун) әріптерімен және уақытша қарсыласу мәнін көрсететін екі орынды санмен белгілейді (ГОСТ 1412-85) 13.1-кесте. Мысалы, СЧ 30 маркалы сұр шойынның σ_в = 30 кгс/ мм² немесе 30 · 9,8 = 294 МПа.

Сұр шойын құймасының өлшемін тұрақтандыру және қалдық кернеуді жою үшін жұмсартудан (500-600^oC) өткереді. Механикалық қасиеттері мен үйкеліске төзімділігін арттыру мақсатымен қалыпты күйге жұмсартады немесе шынықтырып барып босаңдатады.

Сұр шойыннан статикалық және динамикалық жүктеме жағдайында жұмыс істейтін бөлшектер жасалынып, станок, автомобиль, трактор жасау, ауыл шаруашылығы салаларында және т. б. қолданыс тапты.

Сұр шойынның беріктігін арттыру үшін сұйық шойынға (пештен шөмішке ағызған кезде) модификатор (ферросилиций, силикокальций, алюминий) қосады. Мұндай шойынды модификацияланған шойын деп атайды. Модификацияланған шойын құрылымы перлитте бірқалыпты тараған ұсақ графиттен тұрады. Модификацияланатын сұр шойын химиялық құрамы: 2,9-3,2% С; 1,0-1,3% Si; 0,7-1,1% Mn; P 0,2%-дан көп емес, S 0,12%-дан көп емес. Модификацияланған шойынды сұр шойын сияқты белгілейді.

Беріктігі жоғары шойын. Шойынды магний не цериймен модификациялау арқылы графиті шар тәріздес беріктігі жоғары шойын алынады (13.9-сурет). Беріктігі жоғары шойын алу үшін көбінесе модификатор ретінде магний (0,03-0,07%) пайдаланылады. Магний шойынның кристалдану үрдісінде графиттің бағытты өсуін тежеп, оның шар тәріздес қалыптасуына ықпал етеді. Графиттің беріктігі өте төмен болған соң, графит орналасқан жерлерді шойындағы қуыстар деп қарастыруға болады. Пішіні үш түрлі графиттің ішіндегі ең кіші көлем шарға тиесілі. Ендеше шар тәріздес графитті шойынның қуысы басқа шойындардан аз. Оның үстіне шар тәріздес графиттің кернеу шоғырлағыштығы пластинкалы мен ұлпа тәріздес графитке қарағанда төмен. Беріктігі жоғары шойынның металдық негізі феррит пен перлит (13.9-сурет). Графиті шар тәріздес беріктігі жоғары шойынның механикалық қасиеттері (әсіресе беріктік шегі) басқа шойындардан жоғары (13.1-кестені қараңыз).

а – ферритті; б – перлитті