Ковкие и высокопрочные чугуны

Ковкие чугуны (КЧ), которые зарабатывают в результате отжига белого чугуна, характеризуются повышенной крепостью, пластичностью и ударной вязкостью вследствие образования при отжиге хлопьевидного графита.
Главные преимущества КЧ заключаются в однородности их характеристик по сечению, практическом отсутствии усилий в отливках, длинных механических характеристиках и хорошей обрабатываемости.

Высокопрочные чугуны получаются введением в расплавленный чугун добавок из магния или магниевых лигатур.
Это приводит к изменению формы графитовых включений в чугуне: вместо пластинчатой они приобретают шаровую форму, образуя маленькие сферические зерна.
Благодаря этому снижается концентрация напряжений возле семян, и металл приобретает повышенные механические свойства, в ряде случаев подходящие к механическим характеристикам сталей.
Удлинение, ударная вязкость н усталостная прочность некоторых высокопрочных чугунов позволяют в некоторых событиях заменить ими сталь, Необходимо, однако, технологическими приемами обеспечить достаточную прочность всех сечений отливок, отсутствие местных духовных усилий и ухудшении структур металла, особливо в местах переходов и соединений стенок.

Чтобы снять закалочные напряжения, после закалки производят отпуск.
Подробности, назначенные для работенки на истира­ние, проходят короткий отпуск при температуре 200 — 250° С.
Чугун­ные отливки, не действующие на истирание, подвергаются высокому отпуску при 500 — 600° С. При отпуске закаленных чугунов твер­дость понижается значительно меньше, чем при отпуске стали.
Это объясняется тем, что в структуре закаленного чугуна большое ко­личество остаточного аустенита, а также тем, что в нем содержится большое количество кремния, который повышает отпускоустойчивость мартенсита.

В промышленности применяются доэвтектические серые (литейные) чугуны.
Серый, который нельзя отменить состоит из феррита и графита, называют ферритным, так как металлическую основу его составляет феррит.
Весь углерод в виде графита выделяется при весьма медленном охлаждении сплава;
если скорость охлаждения в процессе кристаллизации (как первичной, так и повторной) растет, выделяется не графит, а цементит.
, который нельзя отменить до 1, 2% фосфора, применяется для художественного литья, труб.

Механические свойства наплавленного металла при использовании электрода ОЗЖН — 1 (со стерженьком, включающим 50% Ni) свои к свойствам ЧШГ: ? в = 400 — 600 МПа;
? т = 300 — 470 МПа;
? = 6 — 13% ;
НВ 180 — 200.
Однако сварные соединения, выполненные железоникелевыми электродами, в состоянии после сварки имеют крепость на 20 — 40% ниже прочности основного металла и при испытании на растяжение разрушаются хрупко.
Улучшить механические свойства удается только с помощью тепловой обработки.
Для надежного исключения трещин по зоне сплавления при сварке ЧШГ и КЧ электродами ОЗЖН — 1 применяют предварительный подогрев деталей до температуры 200 — 350 °С.

В качестве графитизирующих модификаторов применяют ферросилиций марки СИ75 (ГОСТ 1415 — 49), силикокальций марок Каси — 0, Каси — 1 и Каси — 2 (ГОСТ 4762 — 49) и графит.
С целью одноврем. легирования серые чугуны модифицируют сплавами, включающими: 1) 60 — 65% Si, 5 — 7% Мп и 5 — 7% Zr;
2) 50 — 55% Si, 5 — 7% Са и 10% Ti;
3) 30% Si и 60% Ni.
Ферросилиций для модифицирования серого чугуна должен содержать хорошо.
1, 5% А1 и малое количество кальция.

Высокопрочные чугуны получаются введением в расплавленный чугун добавок из магния или магниевых лигатур.
Это приводит к изменению формы графитовых включений в чугуне: вместо пластинчатой они приобретают шаровую форму, образуя маленькие сферические зерна.
Благодаря этому снижается концентрация напряжений возле семян, и металл приобретает повышенные механические свойства, в ряде событий, подходящие к механическим характеристикам сталей.
Удлинение, ударная вязкость и усталостная прочность некоторых высокопрочных чугунов позволяют в некоторых событиях заменить ими сталь.
Необходимо, однако, технологическими приемами обеспечить достаточную крепость всех сечений отливок, отсутствие местных духовных усилий и ухудшений структуры металла, особливо в точках переходов и соединений;
стеночек.

Белый чугун представляет собой сплав, в котором избыточный углерод, не присутствующий в твёрдом растворе железа, присутствует в объединенном состоянии в виде карбидов железа Fe3C (цементит) или т. н. специальных карбидов (в легированном чугуне ).
Кристаллизация белых чугунов происходит по метастабильной системе с образованием цементита и перлита.
Белый чугун вследствие густых механических характеристик и хрупкости располагает ограниченное применение для деталей простой конфигурации, действующих в обстановках повышенного абразивного износа.
Легирование белого чугуна карбидообразующими элементами (Cr, W, Mo и др.) повышает его износостойкость.

Серый чугун содержит углерод в объединенном состоянии только отчасти (не более 0, 5%).
Другой углерод находится в чугуне в пустом состоянии в виде графита.
Графитовые включения делают цвет излома пепельным.
Чем изгиб почернее, тем чугун мягче.
Образование графита происходит в результате тепловой обработки белого чугуна, когда часть цементита распадается на мягкое пластичное железо и графит по реакции Fe3C~ > — — » — 3Fe — [ — C.
В зависимости от доминирующей структуры различают серый чугун на перлитной, ферритной или ферритоперлитной основе.

Ковкий чугун обладает повышенной крепостью при растяжении, невысокой пластичностью и рослым сопротивлением удару.
По механическим характеристикам он занимает промежуточное положение между сталью и серым чугуном.
В зависимости от способа производства ковкий чугун разделяется на ферритный (черносердечный) и перлитный (белосердечный).
Отливки из ферритного ковкого чугуна получают отжигом в нейтральной сфере (коробки с отливками засыпают песочком).
Этот чугун в изломе имеет темную бархатистую сердцевину со светлым ободком.
Ферритный ковкий чугун имеет следующий химический состав: 1, 75 — 2, 3% С;
0, 85 — 1, 2% Si;
0, 5 — 0, 6% Мn;
не более 0, 2% Р и не более 0, 12% S.
С уменьшением содержания углерода механическая прочность чугуна возрастает, а литейные свойства ухудшаются.

Чугун — сплав железа с углеродом с содержанием более 2, 14% (точка эвтектического превращения на диаграмме состояний).
Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита и графита.
В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют: бледный, бесцветный, ковкий и высокопрочные чугуны.
Чугуны держат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в отдельных событиях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.).
Обыкновенно, чугун хрупок.

Включая небольшое сопротивление отливок из серого чугуна растягивающим и ударным нагрузкам, следует использовать сей материал для подробностей, которые подвергаются сжимающим или изгибающим нагрузкам.
В станкостроении это – базовые, корпусные детали, кронштейны, зубчатые колеса, ведущие;
в автостроении — блоки цилиндров, поршневые кольца, распределительные валы, диски сцепления.
Отливки из серого чугуна также используются в электромашиностроении, для изготовления товаров народного потребления.

При маркировке серого и модифицированного чугуна, например СЧ12 — 28, первые две цифры означают предел крепости при растяжении, дальнейшие две — предел крепости при изгибе.