5.2.3 Ковкий чугун

Получают отжигом белого доэвтектического чугуна. В зависимости от состава структуры металлической основы ковкий чугун делят на ферритный (Ф) и перлитный (П) классы.

Хорошие свойства у отливок обеспечиваются, если в процессе кристаллизации и охлаждения отливок в форме не происходит процесс графитизации. Чтобы предотвратить графитизацию, чугуны должны иметь пониженное содержание углерода и кремния.

Отливки выдерживаются в печи при температуре 950... 1000°С в течении 15...20 часов. Происходит разложение цементита: Fe₃C→ Fe_? (С) +С.

Ковкие чугуны содержат: углерода - 2,4...3,0 %, кремния - 0,8... 1,4 %, марганца -

0,3... 1,0 %, фосфора - до 0,2 %, серы - до 0,1 %.

По механическим и технологическим свойствам ковкий чугун занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. Недостатком ковкого чугуна по сравнению с высокопрочным является ограничение толщины стенок для отливки и необходимость отжига.

Обозначаются индексом КЧ (высокопрочный чугун), двумя числами, первое из которых показывает значение временного сопротивления разрыву в МПа, умноженное на 10 ^-1, а второе - относительное удлинение в %, и классом (Ф или П). Например, КЧ 30-6-Ф.

5.2.4 Отбеленные и другие чугуны

Отбеленные - отливки, поверхность которых состоит из белого чугуна, а внутри серый или высокопрочный чугун.

В составе чугуна 2,8...3,6 % углерода, и пониженное содержание кремния -0,5...0,8 %.

Имеют высокую поверхностную твердость (950... 1000 НВ) и очень высокую износостойкость.

Для изготовления деталей, работающих в условиях абразивного износа, используются белые чугуны, легированные хромом, хромом и марганцем, хромом и никелем. Отливки из такого чугуна отличаются высокой твердостью и износостойкостью.

Для деталей, работающих в условиях износа при высоких температурах, используют высокохромистые и хромоникелевые чугуны. Жаростойкость достигается легированием чугунов кремнием (5...6 %) и алюминием (1...2 %). Коррозионная стойкость увеличивается легированием хромом, никелем, кремнием.

СРС Назначение легирующих элементов.

Основным легирующим элементом является хром (0,8...1,2)%. Он повышает прокаливаемость, способствует получению высокой и равномерной твердости стали. Порог хладоломкости хромистых сталей - (0...- 100) °С.

Дополнительные легирующие элементы.

Бор - 0.003%. Увеличивает прокаливаемость, а такхе повышает порог хладоломкости (+20...-60) °С.

Марганец - увеличивает прокаливаемость, однако содействует росту зерна, и повышает порог хладоломкости до (+40...-60)°С.

Титан (-0,1%) вводят для измельчения зерна в хромомарганцевой стали₇

Введение молибдена (0,15...0,46%) в хромистые стали увеличивает прокаливаемость, снихает порог хладоломкости до -20...-120°С. Молибден увеличивает статическую, динамическую и усталостную прочность стали, устраняет склонность к внутреннему окислению. Кроме того, молибден снижает склонность к отпускной хрупкости сталей, содержащих никель.

Ванадий в количестве (0.1...0.3) % в хромистых сталях измельчает зерно и повышает прочность и вязкость.

Введение в хромистые стали никеля, значительно повышает прочность и прокаливаемость, понижает порог хладоломкости, но при этом повышает склонность к отпускной хрупкости (этот недостаток компенсируется введением в сталь молибдена). Хромоникелевые стали, обладают наилучшим комплексом свойств. Однако никель является дефицитным, и применение таких сталей ограничено.

Значительное количество никеля можно заменить медью, это не приводит к снижению вязкости.

Кремний повышает ударную вязкость и температурный запас вязкости.

Добавка свинца, кальция - улучшает обрабатываемость резанием. Применение упрочнения термической обработки улучшает комплекс механических свойств.

4. Случайные примеси.

CPC