Какой чугун Магнитится?

Сколько стоит 1 кг чугуна?

Стоимость чугунного лома

Ковкий чугун

Ковкий чугун представляет собой сплав железа с углеродом, в котором содержится 2,2—3,0 % углерода, 1,1—1,3% кремния, 0,3—0,6% марганца, до 0,2% фосфора и до 0,1% серы. Название «ковкий» следует понимать лишь в том смысле, что этот чугун по сравнению с серым является более вязким и пластичным. Благодаря этим свойствам ковкий чугун широко применяют для изготовления машиностроительных деталей, испытывающих в работе ударные нагрузки.

Ковкие чугуны для отливок по ГОСТ 1215—59 (см. табл. 1) изготовляют следующих марок: КЧ 30—6, КЧ 33—8, КЧ 35—10, КЧ 37—12, КЧ 45—6, КЧ 50—4, КЧ 56—4, КЧ 60—3, КЧ 63-2. Условные обозначения марок: К — ковкий; Ч — чугун; первые две цифры — предел прочности при растяжении в кгс/мм2, а последняя цифра — относительное удлинение в процентах. Большинство технологических операций (изготовление форм и стержней, заливка расплава, выбивка и очистка отливок) в литейных цехах ковкого чугуна осуществляют обычными способами. При формовке изменяют лишь способ подвода расплава к отливке и устройство литниково-питающей системы. Следует, однако, иметь в виду, что производство отливок из ковкого чугуна более сложно и длительно, чем из серого. Так как в вагранке получить чугун с низким (менее 3%) содержанием углерода очень трудно, то плавку обычно проводят последовательно в двух печах. Шихту расплавляют в вагранке, а полученный в ней жидкий чугун переливают в дуговую электрическую печь и уже там доводят до требуемого химического состава. Полученный расплав разливают в песчаные формы. Низкое содержание кремния и углерода приводит к образованию в отливках белого чугуна, обладающего большой твердостью и хрупкостью, обусловленной присутствием в основе чугуна цементита (рис. 15, а).

Таблица 1. Физические, технологические и механические свойства литейных сплавов

* Предел прочности при изгибе, кгс/мм2.

После выбивки из форм и очистки отливки подвергают отжигу при температуре 900— 1000° С в специальных томильных печах. При отжиге цементит белого чугуна разлагается на феррит и свободный углерод, в результате чего исчезает свойственная белому чугуну хрупкость и он становится пластичным. При распаде цементита объем чугуна несколько увеличивается, отчего отливки во время отжига деформируются (коробятся). Если коробление достигает значительной величины, то отливки правят под прессом или ударами молота.

На рис. 15, б показана схема структуры наиболее распространенного ферритного ковкого чугуна, который характеризуется темным цветом излома и используется при производстве деталей сельскохозяйственных машин, ответственных автомобильных деталей, деталей тормоза и т. д.

Рис. 15. Структуры белого (а) и ковкого (б) чугуна: 1 — цементит, 2 — феррит, 3 — углерод отжига

Чугун ковкий

Свойства и характеристики ковкого чугуна:
Отливки из черно-сердечного ковкого чугуна получают путем графитизирующего отжига отливок из белого чугуна. Они характеризуются повышенными σв и δ вследствие образования при отжиге хлопьевидного графита, более компактного, чем в СЧ с пластинчатым графитом. Металлическая основа у КЧ, как и у других чугунов, может быть ферритной или перлитной в зависимости от его химического состава и применяемого режима термической обработки.

Основные преимущества отливок из КЧ заключаются в однородности их свойств по сечению, практическом отсутствии напряжений. КЧ применяется преимущественно для отливок с толщиной стенок 3—50 мм, что связано со стремлением обеспечить безусловное получение структуры БЧ при литье и однородность строения и свойств во всех сечениях отливки. Наибольшую прочность можно получить при высокодисперсном перлите и малом количестве и наибольшей компактности графита, а наибольшую пластичность — при феррите и таком же графите,

Влияние температуры на химические свойства КЧ проявляется главным образом выше 400 °С и выражается в понижении σв и σ0,2 и повышении δ. Ферритный КЧ характеризуется более низким порогом хрупкости, чем перлитный КЧ (обычно при —80 °С); с возрастанием твердости перлитного КЧ порог хрупкости повышается.

Если отливки из КЧ не имеют литейных дефектов, они могут быть герметичны при давлениях 20 МПа и выше.

Перлитный КЧ обладает высокой износостойкостью в условиях работы со смазкой при давлении до 20 МПа и быстро изнашивается при трении без смазочного материала. Перлитно-ферритный КЧ имеет сравнительно низкие антифрикционные свойства в условиях работы со смазкой и весьма хорошие при работе без смазочного материала.

Обрабатываемость КЧ примерно такая же, как и высокопрочного чугуна.

Объемная и линейная усадка велики у белого чугуна как при кристаллизации, так и в твердом доперлитном состоянии при сравнительно небольшом предусадочном расширении. Вследствие этого в сложных отливках легко образуются горячие и холодные трещины. Поэтому сложные отливки практически невозможно получать в металлических формах, оказывающих существенное сопротивление усадке. Для уменьшения склонности чугуна к образованию трещин следует понижать до минимума содержание Р, S, снижать содержание N и О в чугуне, использовать оптимальные температуры заливки и т. д.

В сравнении с КЧ высокопрочный чугун обладает лучшими литейными и более высокими механическими свойствами, возможностью во многих случаях обходиться без термической обработки, а также возможностью применения для деталей любых массы и размеров. Поэтому отливки из КЧ в последние годы заметно вытесняются отливками из высокопрочного чугуна, особенно там, где это оказывается экономически целесообразно.

По своим литейным и механическим свойствам он занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. По разнообразию свойств в зависимости от структуры ковкий чугун близок к стали и в ряде случаев является полноценным ее заменителем. По сравнению со сталью ковкий чугун обладает повышенной демпфирующей способностью и малой чувствительностью к надрезам.

Отливки из ковкого чугуна по условиям изготовления почти полностью свободны от остаточных напряжений. Структура ковкого чугуна обеспечивает высокую плотность металла. Отливки с толщиной стенки 7—8 мм выдерживают гидростатическое давление до 40 am, что позволяет использовать ковкий чугун для производства большого ассортимента деталей водо-, газо- и паропроводных установок.

Ковкий чугун удовлетворительно работает при пониженных температурах, но обладает в сравнении с серым чугуном увеличенной склонностью к хрупкому динамическому разрушению.

Несмотря на большое разнообразие номенклатуры изделий и различные области применения, ковкий чугун используют главным образом при получении тонкостенного литья (толщина стенок 3—40 мм). Это связано прежде всего со стремлением обеспечить безусловное получение отбела и однородность свойств во всех сечениях отливки как при первичной кристаллизации белого чугуна, так и в процессе термической обработки. Требование равномерности толщины стенок отливок из ковкого чугуна является обязательным условием обеспечения высокого качества и экономичности производства изделий.

Химический состав ковкого чугуна не регламентируется ГОСТом, а определяется требованиями к его механическим и технологическим свойствам. Основные элементы, с помощью которых регулируются свойства ковкого чугуна, — углерод и кремний, а в производстве перлитного чугуна, кроме того, марганец, хром и др.

Механические свойства ковкого чугуна в значительной мере зависят от общего объема содержащихся в нем включений углерода отжига и поэтому для получения высококачественного сплава следует отдавать предпочтение низкоуглеродистому чугуну (2,4—2,7% С).

Содержание углерода при производстве ковкого чугуна дуплекс-процессом (вагранка—электропечь) находится в пределах 2,2—2,9%, а при ваграночной плавке 2,7—3,1% . Содержание кремния зависит от толщины стенки отливки и определяется допустимыми пределами суммарного содержания углерода и кремния, которое обычно не должно превышать для высококачественного ферритного ковкого чугуна 3,7—3,8%, а для низкосортного (ваграночного) 4,0—4,1%.

Варианты химического состава ковкого чугуна для отливок в автомобильной промышленности приведены в таблице ниже.

4.Химический состав и свойства ковкого чугуна для автомобильных отливок [2]

Карбидообразующие элементы при большом содержании в чугуне замедляют его графитизацию, некоторые из них (Ti, Та, Zr, Nb) при малом содержании оказывают модифицирующее действие и ускоряют графитизацию. С, Si, А1 — графитизацию ускоряют. Ni и Си — оказывают неоднозначное влияние — ускоряют первую и замедляют вторую стадии графитизации.

Углерод, образуя графитные включения, является основным регулятором механических свойств ковкого чугуна. Наиболее высокими свойствами обладает чугун с пониженным содержанием углерода. Однако этот чугун имеет низкую жидкотекучесть и требует длительного отжига. Для хорошего заполнения литейной формы низкоуглеродистый ковкий чугун необходимо сильно перегревать.

Кремний. Необходимое содержание кремния зависит от многих факторов: количества углерода, толщины стенки, требуемой степени графитизации и т. д. Обычно количество кремния определяется суммой С + Si, которая для высококачественного ферритного чугуна составляет 3,7—3,8%, а для низкосортного 4,0— 4,1%. Высокая сумма С -f- Si может привести к выделению пластинчатого графита при первичной графитизации, что резко понижает механические свойства чугуна. При низкой сумме С + Si даже при весьма длительном отжиге графитизация чугуна полностью не происходит. При содержании кремния до 1,5% механические свойства ковкого чугуна повышаются. Такие же результаты могут быть получены за счет одновременного увеличения содержания кремния и фосфора, однако при этом снижается ударная вязкость. Кремний резко ускоряет графитизацию.

Марганец. Повышает прочность феррита и увеличивает количество связанного углерода. При повышении содержания марганца до 0,8—1,4% увеличивается количество перлита в структуре и прочность чугуна повышается, но резко падают пластичность и ударная вязкость. Марганец снижает температуру эвтектоидного превращения, чем затрудняет 2-ю стадию графитизации и способствует образованию структуры зернистого перлита. При производстве ферритного ковкого чугуна содержание марганца не должно превышать 0,6% , а при производстве перлитного — 1,2%.

Сера. Избыточную серу считали вредной примесью, тормозящей первую стадию графитизации ковкого чугуна. Однако установлено, что избыточная сера, растворяясь в металлической основе, дает возможность получать ковкий чугун с высокими механическими свойствами и компактной формой графита.

В работах показано, что содержание серы в ферритном ковком чугуне, модифицированном алюминием, может быть повышено до 0,20% без увеличения длительности отжига. При этом механические свойства возрастают за счет улучшения формы графита, упрочнения феррита и перлитизации металлической основы.

Определяющее влияние на структуру и свойства ковкого чугуна оказывает отношение содержания марганца и серы в нем. Установлено, что при отношении Mn : S меньшем 1,7 отливки из белого чугуна даже в весьма массивных сечениях свободны от выделений первичного графита. Скорость распада эвтектических карбидов на первой стадии отжига от отношения марганца к сере зависит незначительно. При отношении Мп : S = 0,8—1,2 перлитная структура сохраняется независимо от длительности второй стадии графитизации, а форма углерода отжига получается шаровидной. С повышением отношения Мп : S наблюдается переход к перлито-ферритной и ферритной структуре металлической основы и уменьшение компактности выделений углерода отжига. Изменение отношения Мп : S от 1,0 до 3,0 позволяет получить всю гамму структур (от перлитной до ферритной) и механических свойств ковкого чугуна по ГОСТу 1215—59, без изменения содержания других химических элементов и технологии производства.

Фосфор. При содержании свыше 0,20% ведет к повышению жидкотекучести чугуна и некоторому увеличению предела прочности при растяжении, но резко снижает ударную вязкость и повышает порог хладноломкости. Фосфор ускоряет первую и замедляет вторую стадии графитизации.

Хром является наиболее сильным замедлителем процесса графитизации ковкого чугуна. Его содержание обычно ограничивают 0,06—0,08%. Повышение количества хрома до 0,1—0,12% приводит к необходимости прибегать к специальным мерам для получения ферритного ковкого чугуна (удлинять отжиг, производить предварительную закалку отливок и др.). Трудности получения ферритного ковкого чугуна при повышенном содержании хрома связаны с образованием сложных карбидов, устойчивых при высоких температурах, и замедлением диффузионных процессов в металлической основе. Широкое использование металлолома, содержащего легированную сталь, при производстве ковкого чугуна приводит к увеличению концентрации хрома в шихте и требует изыскания методов нейтрализации его влияния на процесс графитизации. Так, совместное модифицирование ковкого чугуна алюминием, бором и сурьмой или ферротитаном позволяет получать ферритный и перлитный ковкий чугун, содержащий до 0,2% хрома, с высокими механическими свойствами без удлинения цикла отжига.

Молибден способствует измельчению перлита и графитных включений, увеличивает предел прочности (на 3—7 кГ/мм2 при присадке 0,5% Мо), но затрудняет графитизацию вследствие образования легированного цементита и специальных карбидов. Он влияет аналогично хрому, но слабее последнего. Молибден предохраняет ковкий чугун от хрупкости в интервале температур 300—500° С.

Ванадий. Присадка 0,05—0,10% ванадия позволяет получать износостойкий ковкий чугун с сорбито-перлитной основой. Прочностные характеристики повышаются на 30—40%.

Свойства при повышенных и пониженных температурах. При повышенных температурах сопротивление ковкого чугуна упругим и пластическим деформациям понижается. Несколько уменьшается и пластичность при кратковременных испытаниях.

Характерной особенностью поведения чугуна при высоких температурах является его рост, связанный с необратимым увеличением объема. Этот рост особенно увеличивается при термоциклировании — периодическом нагреве и охлаждении. Причинами роста чугуна являются графитизация при нагреве и выделение растворенного углерода на новых центрах графитизации при охлаждении, а также проникновение кислорода во внутрь изделия, приводящее к окислению металлической матрицы чугуна особенно по границам включений графита или по границам зерен. Рост весьма велик, когда имеет место неодновременное превращение в различных слоях металла при частых колебаниях температуры. Это приводит к объемным изменениям, создающим сжимающие и растягивающие напряжения, обусловливающие возникновение микротрещин. Микротрещины сами увеличивают объем чугуна и служат добавочными каналами для окисления металлической основы агрессивными газами.

Ковкий чугун имеет меньшую склонность к росту в сравнении с серым чугуном в связи с изолированностью в металлической основе компактных графитовых включений. Мала склонность к росту в области субкритических температур и у перлитного ковкого чугуна, имеющего низкое содержание кремния, а следовательно, меньшую склонность к графитизации. Ковкий чугун при субкритических температурах имеет в 2—3 раза большую ростоустойчивость, чем обычный серый чугун. При высоких надкритических температурах, когда мала сопротивляемость металлической основы окислению и велико растворение графита, процессы роста протекают в ковком чугуне так же интенсивно, как и в обычном сером чугуне. Таким образом, отливки из ковкого чугуна могут работать в течение продолжительного срока лишь при таких Температурах, при которых процессы окисления не имеют большого равития.

Увеличение температуры испытания выше 400— 450° С вызывает интенсивное падение прочности. В атмосфере водяного пара, являющегося интенсивным окислителем, допустимая температура работы отливок из ковкого чугуна должна быть понижена до 300° С. При этом необходимо учитывать, что ферритный ковкий чугун хуже сопротивляется окислению, чем перлитный.

Длительная прочность ковкого чугуна при 300—400° С невелика и резко понижается при дальнейшем повышении температуры. Форма кривой ползучести и ее скорость зависят от структуры чугуна, температуры и величины напряжений.

По данным работы, длительная прочность перлито-ферритного ковкого чугуна при 425° С (соответствующая испытаниям в течение 4000 ч) одинакова с литой сталью марки 25Л после отжига, в то время как кратковременная прочность стали при этой температуре выше, чем чугуна. При температурах более высоких, чем 500°, длительная прочность феррито-перлитного чугуна оказывается меньше, чем указанной стали. Ферритный ковкий чугун при всех температурах имеет длительную и кратковременную прочность ниже, чем сталь. Сопротивление ползучести ковкого чугуна выше, чем серого, но ниже, чем высокопрочного чугуна.

В отличие от серого чугуна по мере понижения температуры ферритный кoвкий чугун становится более хрупким, что связано с насыщением его азотом.

Наиболее распространенным модификатором ковкого чугуна является алюминий. Присадки его в количестве 0,015—0,025% от веса расплавленного металла обеспечивают отсутствие первичного графита при нормальном содержании углерода и кремния и толщине стенки отливки до 40 мм. Повышение механических свойств при оптимальных добавках алюминия связано с увеличением дисперсности и более равномерным распределением графита в металлической основе, а также, возможно, упрочнением феррита. Дальнейшее повышение содержания алюминия в ковком чугуне приводит к резкому снижению механических свойств.

Широко применяют модифицирующие смеси, в которых одной из основных составляющих является бор. Оптимальная присадка бора, равная 0,002—0,003%, повышает механические свойства ферритного ковкого чугуна и уменьшает длительность графитизирующего отжига.

Модифицирующие смеси, кроме элементов графитизаторов (алюминия и бора), часто содержат элементы антиграфитизаторы (висмут, сурьму, теллур), обеспечивающие сквозной отбел при толщине стенки до 80 мм. Содержание висмута в смесях составляет 0,001—0,003% , оптимальное содержание сурьмы 0,002—0,004%.

Модифицирование снижает влияние изменений температуры заливки металла в форму и колебаний его химического состава на механические свойства, что улучшает технологичность ковкого чугуна. Необходимо учитывать, что эффективность воздействия модификаторов на механические свойства ковкого чугуна и уменьшение продолжительности отжига зависят от времени пребывания металла в ковше перед разливкой. При чрезмерном его увеличении эффект модифицирования резко снижается.

Модифицирующие смеси алюминий—бор—висмут и алюминий—бор—сурьма достаточно полно нейтрализуют вредное влияние хрома на торможение процесса графитизации. Даже при содержании 0,18—0,20% Сг ковкий чугун имеет достаточно высокие механические свойства, хорошую обрабатываемость и не требует длительного отжига.

Влияние нормализации, закалки и отпуска. Нормализация повышает прочность, твердость и износостойкость ковкого чугуна при некотором понижении его пластичности. Нормализация приводит к увеличению содержания в структуре перлита.

Закалка с последующим высоким отпуском является оправдавшим себя методом получения ковкого чугуна со структурой зернистого перлита. Максимальная твердость закаленного ферритного и феррито-перлитного ковкого чугуна достигается при

Технологические свойства. Литейные свойства (жидкотекучесть, усадка, склонность к образованию горячих трещин) характеризуют ковкий чугун как хороший литейный материал.

Жидкотекучесть имеет особо важное значение, так как большинство отливок обладает сложной конфигурацией при небольшом весе и тонких стенках. Белый чугун из-за низкого содержания углерода, кремния и фосфора имеет пониженную жидкотекучесть по сравнению с серым чугуном.

Жидкотекучесть возрастает с увеличением содержания кремния, фосфора и особенно углерода. Сера и марганец в отдельности слабо влияют на жидкотекучесть, но увеличенное содержание обоих элементов приводит к повышению содержания в расплаве тугоплавкого соединения MnS и понижению жидкотекучести.

Усадка и склонность к образованию горячих трещин. Величина усадки зависит от химического состава чугуна и технологии изготовления отливок. Усадка в жидком состоянии и в процессе затвердевания определяет образование усадочных раковин и пористости, а в твердом состоянии — различие в размерах модели и отливки.

Общий объем усадочных раковин и усадочной пористости определяется объемной усадкой сплава при кристаллизации отливки, т. е. при переходе жидкого чугуна в твердое состояние.

Белый чугун имеет большую усадку при затвердевании, чем серый, но меньшую, чем высокопрочный чугун.

Образование усадочных раковин и пористости происходит в местах отливок, где металл затвердевает в последнюю очередь, т. е. в местах концентрации наибольшей массы металла, где теплоотвод наименее интенсивен. В зависимости от конфигурации отливок эти дефекты могут быть макро- и микроскопическими, сосредоточенными и рассредоточенными, внутренними и внешними. Для предупреждения образования дефектов усадочного происхождения необходимо при конструировании отливок предусматривать возможность создания направленного их затвердевания. Литниковая система отливок из ковкого чугуна должна обязательно иметь прямые и отводные питающие бобышки (прибыли) у массивных мест отливки и в «горячих узлах» [8].

Объемная и линейная усадка чугуна в твердом состоянии определяется не только термическим сжатием, но и выделением газов из твердого металла, фазовыми превращениями, сопротивлением формы и т. д. Усадка определяет в значительной мере величину напряжений и опасность образования горячих и холодных трещин в отливках.

Кроме того, при отжиге отливок из белого чугуна происходит увеличение размеров отливки («положительная усадка»), связанное с графитизацией. Общая усадка серого чугуна меньше, чем белого. Данные по линейной усадке белого чугуна в зависимости от характера усадки (свободная, затрудненная) и размеров отливки приведены на рис. 14). Усадка при заливке в сухие формы меньше, чем в сырые.

В процессе отжига белого чугуна происходит увеличение объема и линейных размеров отливок. В результате суммарная величина усадки ковкого чугуна колеблется в довольно широких пределах. В среднем ее можно принять равной 0,8—1,0%.

Однако эти цифры должны быть уточнены для конкретных условий (характер производства, атмосфера печи, размеры отливок, марка чугуна и т. д.). Плотность чугуна в процессе отжига уменьшается.

Затрудненная усадка белого чугуна в период кристаллизации вызывает повышенную его склонность к образованию горячих трещин. Усадка в твердом состоянии определяет величину литейных напряжений, являющихся причиной образования горячих и холодных трещин. Величина литейных напряжений в отливках белого чугуна значительно выше, чем в отливках из серого чугуна и стали вследствие большего модуля упругости, чем у серого чугуна, и меньшей теплопроводности, чем у стали. Поэтому при проектировании следует предпочитать конструкции со свободной усадкой и избегать резких переходов в толщине стенки между различными сечениями отливок, вызывающих концентрацию напряжений и пониженную усталостную прочность.

Остаточные напряжения в отливках из ковкого чугуна малы и не превышают 0,5 кГ/мм2, что связано с длительным графитизирующим отжигом при высоких температурах. Так как белый чугун по сравнению с серым имеет худшие литейные свойства —более низкую жидкотекучесть, большую линейную усадку, склонность к образованию горячих и холодных трещин и газовых раковин — это заставляет предъявлять повышенные требования к технологичности конструкции отливок из ковкого чугуна.

Отливкам необходимо по возможности придавать такую конфигурацию и так их располагать в форме, чтобы осуществлялся принцип направленного затвердевания. Для питания утолщенных частей отливки широко применяются боковые прибыли. Утолщения, которые нельзя питать прибылями, следует охлаждать наружными холодильниками. Придавая отливке ту или иную конфигурацию, конструктор должен учитывать возможность удобного размещения прибылей с учетом простоты формовки.

С целью предотвращения появления горячих и холодных трещин необходимо принимать следующие меры предосторожности:

не допускать резких изменений сечений, больших выступов и впадин; следует широко применять различного рода поднутрения с целью выравнивания толщин стенок, а также устройство литых отверстий в утолщенных частях отливок;

необходимо так конструировать отливки, чтобы их элементы при охлаждении подвергались деформации изгиба, а не растяжения, что может быть достигнуто применением изогнутых спиц, стенок и других элементов отливок;

не допускать чрезмерного увеличения размеров отливок, особенно в тех направлениях, в которых выступающие части тормозят ее усадку. Усиливать сечения, в которых могут возникнуть трещины, рекомендуется с помощью ребер, приливов или другим способом.

Обрабатываемость ковкого чугуна определяется усилием резания, лимитированным жесткостью системы станок — инструмент — деталь, чистотой поверхности и интенсивностью износа режущего инструмента, определяющего режимы резания с точки зрения его стойкости. Наиболее распространенной характеристикой обрабатываемости является экономическая скорость резания, соответствующая стойкости режущего инструмента в 60 (у60) или 90 (о90) мин при определенном заданном режиме резания.

Обрабатываемость металла можно определять различными методами. Общей закономерностью является ухудшение обрабатываемости по мере повышения прочности и твердости металла.

При обработке ковкого чугуна необходимо учитывать, что при одинаковых механических и физических свойствах разные марки чугуна резко различны по обрабатываемости. Это прежде всего связано с иногда очень незначительными изменениями в структуре. Так, включения эвтектического цементита в количестве 5—7% слабо влияют на твердость и прочность ковкого чугуна, но резко снижают стойкость режущего инструмента при механической обработке. Увеличение пластичности материала сверх допустимых пределов вызывает образование нароста на передней грани инструмента, что также снижает его стойкость. Это может иметь место при обработке ферритного ковкого чугуна марок КЧ 35-10 и КЧ 37-12. Однако основной причиной, нарушающей зависимость между обрабатываемостью чугуна и его твердостью и прочностью, являются неоднородности структуры, особенно у перлитного ковкого чугуна. Так, чугун с крупнопластинчатым перлитом обрабатывается хуже, чем с зернистым, несмотря на то, что последний имеет более высокую твердость.

При повышении содержания углерода и кремния увеличивается количество свободного углерода в структуре ковкого чугуна, понижается его твердость и улучшается обрабатываемость. Для получения высокой чистоты обработанной поверхности необходимо стремиться к мелким включениям углерода отжига, равномерно расположенным в металлической основе. Чистота обработанной поверхности перлитного ковкого чугуна выше, чем ферритного, что имеет особое значение при нарезании резьбы, конфигурация элементов которой на перлитном чугуне получается более совершенной, чем на ферритном.

Сильно снижают обрабатываемость ковкого чугуна поверхностные дефекты, возникающие при отжиге в недостаточно герметизированной печи, имеющей окислительную атмосферу. В результате такого отжига образуется слой окалины, глубоко внедренной в приповерхностные слои отливки по границам зерен в обезуглероженном слое на глубину до 0,7—1 мм и неудаляющейся при пескоструйной и дробеструйной обработке. Создание защитной атмосферы в печи и защита отливок от окисления на всех стадиях графитизации позволяет почти полностью избавиться от этих дефектов и тем самым улучшить качество отливок и расширить области их применения.

Области применения. Ковкий чугун как конструкционный материал широко применяют в различных отраслях машиноетроения благодаря высоким физико-механическим свойствам отливок, несложной и стабильной технологии их производства и более низкой стоимости по сравнению с отливками из стали, поковками и штамповками. Основным потребителем отливок из ковкого чугуна является автомобиле-и тракторостроение, сельхозмашиностроение и другие отрасли промышленности.

На машиностроительных заводах производят в основном ферритный ковкий чугун, и в крайне незначительном количестве перлитный, хотя последний и обладает высокрй прочностью, износостойкостью, хорошо работает в условиях повышенных температур, обладает высокой усталостной прочностью, хорошо гасит вибрации и т. д.

Из перлитного ковкого чугуна можно изготовлять такие детали, как коленчатые и распределительные валы, поршни дизельных двигателей, коромысла клапанов, детали сцепления и т. д.

Более подробно применение ковкого чугуна и других типов чугуна рассмотрено в статье применение чугуна.

Легированный чугун для специальных отливок

Легирование чугуна позволяет создавать продукты, отличающиеся по своим техническим и эксплуатационным показателям. Согласно международной классификации это «Alloy cast iron for castings of special properties» – «Чугун с добавками, имеющими специальные свойства». Такие литейные сплавы делятся на высоколегированные и низколегированные. Высоколегированные чугуны отличаются высокой жаропрочностью и износостойкостью, низкой магнитностью и устойчивостью к высоким температурам. Низколегированные сплавы высокой прочностью, противодействию агрессивной внешней среде, хорошими технико-механическими показателями.

В российской маркировке такие сплавы начинаются с буквы «Ч» – «Чугун», далее идёт обозначение имеющихся в составе добавок и цифровое обозначение их процентного содержания. Наиболее распространёнными литерами здесь являются «М» – «Молибден», «Х» – «Хром», «Н» – «Никель», «Т» – «Титан» и т.д. так же может присутствовать буква «Ш», обозначающая, что в сплаве имеется шаровидный графит, если её нет – значит графит пластинчатый. Так, маркировка ЧШН4Х2 говорит о том, что это легированный чугун, содержащий шаровидный графит и имеющий 4%-ю добавку никеля и 2%-ю добавку хрома.

Имеющий пластинчатый графит серый чугун (СЧ)

Такой вариант чугунного сплава, как следует из название, имеет в своей структуре пластинчатый графит. Его использование позволяет создавать изделия, обладающие исключительными техническими характеристиками, среди которых можно отметить:

• Высокую износостойкость;
• Хорошую обрабатываемость;
• Высокую прочность и циклическую вязкость;
• Хорошие литейные свойства.

Такой материал обычно легируется марганцем и кремнием и считается одним из наиболее востребованных благодаря своей низкой стоимости. По международной классификации такой чугунный сплав носит название «Flake graphite iron for casting» – «Чугун с пластинчатым графитом». У нас такие сплавы обычно называются серыми чугунами, что находит отражение в маркировке «СЧ». Далее следуют цифры, обозначающие минимальные показателях предела прочности на растяжение, к примеру СЧ20 – это серый чугун, имеющий эти показатели не ниже 20 кг/мм2. такие литейные сплавы подразделяются на несколько основных категорий, среди которых можно отметить:

• Перлитный серый чугун;
• Феррито-перлитный серый чугун;
• Ферритный серый чугун.

Ковкий чугун

Ковкий чугун, что следует из названия, обладает высокими показателя по пластичности, что позволяет производить не только отливку, но и ковку. Такой сплав обычно именуется белым чугуном и маркируется как «КЧ» – «Ковкий Чугун». Далее в маркировке следуют цифры, обозначающие предел прочности при растяжении и через дефис – литеры «П» или «Ф», которые свидетельствуют о том, является чугун перлитным или ферритным. В качестве примера можно привести маркировку КЧ 37-12-П, которая говорит о том, что это ковкий перлитный чугун, имеющий показатели по пределу растяжения 37 кг/мм2 с относительным удлинением не ниже 12%.

По любым другим интересующим вас вопросам вы имеете возможность обратиться к специалистам любым удобным для вас способом связи.