Чугуны с вермикулярным графитом
Наряду с шаровидным графитом высокопрочные чугуны могут содержать некоторое количество вермикулярного (от лат. vermiculus – червячок) графита. В пространстве такой графит, как и пластинчатый, имеет форму изогнутых лепестков. От пластинчатого вермикулярный графит отличается округлыми краями, меньшими размерами и меньшим отношением длины лепестка к его толщине (у вермикулярного графита это отношение находится в пределах 2 – 10, а у пластинчатого значительно больше 10). Поэтому вермикулярный графит не является таким концентратором напряжений, как пластинчатый. Его можно рассматривать как переходную форму от пластинчатого к шаровидному графиту.
При одинаковом содержании углерода и кремния соотношение количеств шаровидного и вермикулярного графита в чугуне зависит от условий его получения, главным образом от обработки расплава лигатурами, содержащими магний и редкоземельные металлы.
Чугун с вермикулярным графитом, как самостоятельный литейный материал в России, был стандартизован в 1989 г. (в промышленности его используют с 1968 г.)
В соответствии с ГОСТ 28394–89 чугун с вермикулярным графитом может содержать не более 40 % шаровидного графита, весь остальной графит – вермикулярный. Такой чугун обозначают буквами ЧВГ, за которыми следует число, указывающее гарантируемое значение sв в кгс/мм2. (табл. П21, П22).
Марку чугуна можно изменить, применив термообработку, от которой зависит структура основы (ферритная, перлитная, бейнитная). При одинаковом строении матрицы механические свойства чугуна с вермикулярным графитом являются промежуточными между значениями свойств серого чугуна с пластинчатым графитом и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
Таблица П21
Химический состав чугуна с вермикулярным графитом
(ГОСТ 2894-89)
| Массовая доля элементов | |||||||
| Марка чугуна | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ca |
| ЧВГ30 ЧВГ35 ЧВГ40 ЧВГ45 | 3,5–3,8 3,5–3,8 3,1–3,5 3,1–3,5 | 2,2–3,0 2,2–2,8 2,0–2,5 2,0–2,5 | 0,2–0,6 0,2–0,6 0,4–1,0 0,8–1,2 | до 0,08 до 0,08 до 0,08 до 0,05 | до 0,025 до 0,025 до 0,025 до 0,025 | до 0,015 до0,15 до 0,2 до 0,3 | – – 0,4–0,6 0,8–1,0 |
Таблица П22
Механические свойства чугуна с вермикулярным графитом
(ГОСТ 2894-89)
| Марка чугуна | Механические свойства | ||||
| sВ,МПа (кгс/мм2) | s 0,2, МПа (кгс/мм2) | Относительное удлинение, d ,% | Твердость по Бринелю НВ | Структура металлической основы | |
| ЧВГ30 ЧВГ35 ЧВГ40 ЧВГ45 | 300 (30) 350 (35) 400 (40) 450 (45) | 240 (24) 260 (26) 320 (32) 380 (38) | 3,0 2,0 1,5 0,8 | 130–180 140–190 170–220 190–250 | Феррит Феррит Перлит Перлит |
Чугуны марок ЧВГ прочнее, а при одинаковой прочности пластичнее чугунов марок СЧ. Они превосходят чугуны марок ВЧ по демпфирующей способности и по обрабатываемости резанием.
Для ЧВГ характерны высокая жидкотекучесть, обрабатываемость резанием, малая усадка. Чугуны с вермикулярным графитом широко используются в мировом и отечественном автомобилестроении, тракторостроении, судостроении, дизелестроении, энергетическом и металлургическом машиностроении для деталей, работающих при значительных механических нагрузках в условиях износа, гидрокавитации, переменном повышении температуры. Например, ЧВГ используется взамен СЧ для производства головок цилиндров крупных морских дизельных ДВС.