КЛАССИФИКАЦИЯ И МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ

Чугуны – сплавы железа, содержащие углерода более 2,14 %. Применяемые на практике чугуны обычно содержат углерода от 2,4 до 4 %. Углерод в чугунах может находиться либо в форме кристаллов химического соединения Fе3C – цементита (Ц), либо в форме кристаллов графита (Г). Чаще всего при кристаллизации чугуна образуются обе формы – и цементит («связанный» углерод), и графит («свободный» углерод). Свойства чугунов очень сильно зависят от структуры, т.е. от соотношения количества кристаллов цементита и графита, а также от формы кристаллов графита (пластинчатый, шаровидный или хлопьевидный графит).

В зависимости от структуры, соотношения «связанного» и «свободного» углерода, формы кристаллов графита различают следующие группы чугунов: белый, серый высокопрочный, ковкий.

Белый чугун

Здесь углерод – «связанный», в виде цементита. Составляющие структуры такого чугуна: перлит + ледебурит + цементит. Это очень твердые (НВ 450-600), труднообрабатываемые и хрупкие материалы. Имеют в силу этого ограниченное применение и не стандартизированы (не маркируются). Высокая твердость обусловливает их высокую износостойкость в абразивной среде. Примеры применения: шары в шаровых мельницах для размола минералов, рабочие колеса и корпуса насосов для перекачки пульпы (углесосы).

Серый чугун (ГОСТ 1412-85)

Из общего содержания углерода не более 0,8 % — «связанный», остальной – в виде кристаллов пластинчатого графита. В структуре металлической основы такого чугуна могут присутствовать феррит (Ф), перлит (П). Механические свойства серых чугунов зависят от структуры металлической основы и от количества, размеров и равномерности распределения включений пластинчатого графита. Наибольшей прочностью обладает серый чугун, имеющий структуру П + Г. Маркируется по стандарту (ГОСТ 1412-85) серый чугун буквами и цифрами: СЧ10; СЧ20; СЧ30; СЧ40. Буквы зашифровывают название: С – серый, Ч – чугун; цифры указывают предел прочности при испытании на растяжение (в кгс/мм2, не менее). Например: чугун СЧ25 – серый чугун, предел прочности при растяжении не менее 25кгс/мм2 (или – 250 МПа).

Серые чугуны имеют невысокую прочность на растяжение, но значительно лучше работают на сжатие, на изгиб. Они обладают очень хорошими литейными свойствами, хорошо обрабатываются резанием. Хорошо гасят вибрации, имеют антифрикционные свойства. Широко применяются для изготовления литых корпусных деталей металлорежущих станков, двигателей внутреннего сгорания и других деталей, не работающих в условиях растягивающих нагрузок, ударных нагрузок.

Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293-85)

В отличие от серых чугунов в структуре высокопрочных чугунов кристаллы графита имеют шаровидную форму, которая значительно меньше, чем пластинчатый графит ослабляет такую же, как в серых чугунах, металлическую основу. Поэтому прочностные характеристики у него намного выше, приближаются к углеродистой стали; высокопрочный чугун обладает также некоторой пластичностью и ударной вязкостью. В то же время он, как и серый чугун, способен гасить вибрации, имеет неплохие антифрикционные свойства в условиях трения скольжения со смазкой. Литейные свойства высокопрочного чугуна близки серому чугуну.

Шаровидная форма графита получается в результате дополнительной обработки – модифицирования – жидкого чугуна в ковше небольшими добавками магния или некоторых редкоземельных элементов. Модифицирование магнием чугуна, отличающегося по химическому составу от серого чугуна меньшим содержанием вредных примесей Р (> 0,12 %) и S (> 0,02 %), — довольно сложная операция, так как магний при температуре жидкого чугуна переходит в парообразное состояние. Это несколько удорожает чугун, но во многих случаях его применение взамен стали экономично.

По стандарту (ГОСТ 7293-85) высокопрочный чугун маркируется буквами и цифрами: ВЧ40; ВЧ45; ВЧ50; ВЧ60; ВЧ80. Буквы указывают название: В – высокопрочный, Ч – чугун; цифры указывают величину предела прочности при растяжении (кгс/мм2, не менее). Например: чугун ВЧ45 – высокопрочный чугун с пределом прочности при растяжении не менее 45 кгс/мм2 (или 450 МПа).

Высокопрочные чугуны применяются для изготовления тяжелонагруженных деталей: траверсов прессов, прокатных валиков, коленчатых валов двигателей, дизелей, крышек и корпусов трансмиссии, корпусов насосов и вентилей и др., работающих в условиях растягивающих, динамических нагрузок.

Ковкий чугун (ГОСТ 1215079)

Ковким называют чугун, который получается при длительной термообработке – отжиге при Т » 900…1000 °С – белого чугуна. В литых заготовках со структурой белого чугуна при отжиге в течение 16…24 часов происходит графитизация – распад химического соединения Fe3C (кристаллы цементита) и образование кристаллов хлопьевидного графита. При этом структура металлической основы становится аналогичной серому чугуну. Так как кристаллы кристаллов хлопьевидного графита в меньшей степени, чем пластинчатый, ослабляют металлическую основу, то ковкие чугуны прочнее серых чугунов, обладают некоторой пластичностью и ударной вязкостью.

По стандарту (ГОСТ 1215079) ковкие чугуны маркируются буквами и цифрами: КЧ35-10; КЧ37-12; КЧ45-6; КЧ50-4; КЧ56-4; КЧ60-3; КЧ63-2. Буквы указывают название: К – ковкий, Ч – чугун; цифры, следующие за буквами, указывают величину предела прочности при растяжении (кгс/мм2, не менее); вторая группа цифр указывает на величину относительного удлинения при испытании на растяжение в %. Например: чугун КЧ37-12 – ковкий чугун с пределом прочности при растяжении не менее 37 кгс/мм2 (или 370 МПа) и относительным удлинением не менее 12 %.

Ковкие чугуны применяются для изготовления в основном тонкостенных деталей в сельскохозяйственном машиностроении, автостроении, деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках: картеров редукторов, ступиц, скоб, фланцев, муфт, гаек и др.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector