КОВКИЕ ЧУГУНЫ.

ВЫСОКОПРОЧНЫЕ ЧУГУНЫ.

Отливки из серого чугуна получают при заливке в формы расплавленного в вагранках чушкового доменного чугуна, стального и чугунного лома и ферросплавов.

СЕРЫЕ ЛИТЕЙНЫЕ ЧУГУНЫ.

Влияние различных химических элементов на свойства серых чугунов

Углерод и кремний являются графитизирующими элементами. Изменяя содержание углерода и кремния, можно получить чугуны с различной структурой.

Марганецзатрудняет графитизацию и способствует увеличению связанного углерода в чугуне. Он несколько повышает механические свойства чугуна, особенно в тонкостенных отливках. Кроме того, он связывает серу, оказывающую вредное влияние, в соединение MnS.

Сера является вредной примесью, в чугуне сера образует серную эвтектику. Она ухудшает литейные свойства чугуна и способствует его отбеливанию (если содержание серы больше 0,15 %).

Фосфор практически не влияет на графитизацию чугуна. Он улучшает литейные свойства чугуна, в частности жидкотекучесть. Фосфор улучшает литейные свойства чугуна, способствует повышению износостойкости серого чугуна, но увеличивает его хрупкость.

Серые чугуны обозначают (маркируют) буквами С (серый), Ч (чугун) и цифрами, показывающими предел прочности при растяжении (цифру нужно умножить на 10) в МПа. Стандартные марки чугунов: СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30, СЧ35. Допускаются также по требованию потребителя чугуны марок СЧ18, СЧ21, СЧ24.

Высокопрочные чугуны имеют те же типы структур, что и серые литейные (перлитную, перлито-ферритную и ферритную), но графит в них имеет шаровидную форму. Шаровидная форма графита обеспечивает наибольшую прочность для той или иной металлической основы чугуна. Получают путем добавления в жидкий серый чугун небольшого количества магния и ферросилиция (реже церия). Такой чугун отличается хорошей износостойкостью, антифрикционностью и является хорошим заменителем литой стали, ковкого чугуна, сплавов цветных металлов для изготовления коленчатых валов и шатунов двигателей внутреннего сгорания.

Высокопрочные чугуны маркируют буквами ВЧ (В — высокопрочный, Ч — чугун) и цифрами, обозначающими предел прочности при растяжении. ВЧ38; ВЧ42; ВЧ45; ВЧ50; ВЧ60; ВЧ70; ВЧ80; ВЧ100.

Ковкий чугун — это чугун с хлопьевидной формой графитных включений. По сравнению с пластинчатым графитом хлопьевидный графит располагается в металлической основе чугуна более компактно, включения графита не действуют как острые надрезы (что характерно для пластинчатого графита), и поэтому такие включения в меньшей степени ослабляют металлическую основу.

Ковкий чугун получается из белого доэвтектического чугуна путем длительного графитизирующего отжига (томления).

В процессе отжига цементит, входящий в структуру белого чугуна, распадается на феррит и графит хлопьевидной формы. В зависимости от строения металлической основы различают перлитный, перлито-ферритный и ферритный ковкий чугуны. Ферритный ковкий чугун получают из чугуна белого с содержанием углерода не более 2,5%, а перлитный - из белого чугуна, в котором углерода не более 3,2%.

Режим отжига белого чугуна на ковкий представлен на рис.4.

Время, час

Т,°С

950-1000°С

720°С

^Ц→Г

Рис.4. График отжига для получения ковкого чугуна

40-60 часов

Сущность процессов графитизации белого чугуна заключается в разложении метастабильного цементита (Fe_зC) в графит.

Маркируют ковкие чугуны буквами КЧ (К — ковкий, Ч — чугун) и цифрами, обозначающими предел прочности при растяжении, и относительное удлинение в %.