Прочность и химический состав (масс. %) чугунов с пластинчатым графитом (гост 1412–85)
Прочность и химический состав чугунов с пластинчатым графитом |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Марка |
Прочность |
Углерод |
Кремний |
Марганец |
Фосфор |
Сера |
|
чугуна |
Мпа |
|
|
|
не более |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
СЧ 00 |
60 |
3.5-3.7 |
2.2-2.6 |
0.5-0.8 |
0.3 |
0.15 |
|
СЧ 15 |
150 |
3.5-3.7 |
2.0-2.4 |
0.5-0.8 |
0.2 |
0.15 |
|
СЧ 20 |
200 |
3.3-3.5 |
1.4-2.4 |
0.7-1.0 |
0.2 |
0.15 |
|
СЧ 25 |
250 |
3.2-3.4 |
1.4-2.2 |
0.7-1.0 |
0.2 |
0.15 |
|
СЧ 30 |
300 |
3.0-3.2 |
1.3-1.9 |
0.7-1.0 |
0.2 |
0.15 |
|
СЧ 35 |
350 |
2.9-3.0 |
1.2-1.5 |
0.7-1.1 |
0.2 |
0.15 |
|
Таблица 2
6. Физические свойства чугуна с пластинчатым графитом
Марка чугуна |
Плотность, (кг/м3) · 10–3 |
Линейная усадка, % |
Модуль упругости при растяжении Е ·10–2, МПа |
Удельная теплоемкость (при температуре от 20 до 200 °С) С, Дж · (кг · град)–1 |
Коэффициент линейного расширения (при температуре от 20 до 200 °С) , град–1 |
Теплопроводность (при 20 °С) , Вт · (м · град) –1 |
СЧ 10 |
6,8 |
1,0 |
700–1 100 |
460 |
8,0 · 10–6 |
60 |
СЧ 15 |
7,0 |
1,1 |
700–1 100 |
460 |
9,0 · 10–6 |
59 |
СЧ 20 |
7,1 |
1,2 |
850–1 100 |
480 |
9,5 · 10–6 |
54 |
СЧ 25 |
7,2 |
1,2 |
900–1 100 |
500 |
ё10,0 · 10–6 |
50 |
СЧ 30 |
7,3 |
1,3 |
1 200–1 450 |
525 |
10,5 · 10–6 |
46 |
СЧ 35 |
7,4 |
1,3 |
1 300–1 550 |
545 |
11,0 · 10–6 |
42 |
Благодаря включениям графита, чугун отличается высокой демпфирующей способностью. Решающее значение для уровня демпфирующих свойств чугуна имеют количество, форма и распределение графита в чугуне, что иллюстрируется приведенными ниже значениями логарифмического декремента колебаний 10 для различных чугунов по сравнению со сталью 2 :
Чугун с пластинчатым графитом |
20–300 |
Ковкий чугун |
8–15 |
Чугун с шаровидным графитом |
5–25 |
Белый чугун |
2–4 |
Сталь |
4 |
Наивысший демпфирующей способностью обладают чугуны с пластинчатым графитом марок СЧ 10 и СЧ 15, которые имеют в своей структуре максимальное количество графита (углеродный эквивалент Сэ = 4,25–4,6).
Графит делает стружку ломкой, благодаря чему серый чугун хорошо обрабатывается резанием. Лучшими литейными свойствами (большой жидкотекучестью, меньшей усадкой из-за увеличения удельного объема при образовании графита) обладают чугуны низких марок (СЧ 10, СЧ 15). Но все же наиболее широко в машиностроении используют более прочные чугуны марок СЧ 20–СЧ 35.
Основные области применения серого чугуна — станкостроение и тяжелое машиностроение (станины станков, разнообразные корпусные детали), автомобильная промышленность и сельскохозяйственное машиностроение, санитарно-техническое оборудование (отопительные радиаторы, трубы, ванны) и др.
Отливки из чугуна с пластинчатым графитом, как правило, подвергаются термической обработке. Самым распространенным видом термической обработке является отжиг при 450–600 °С отливок для уменьшения литейных напряжений, всегда возникающих при фасонном литье. Основная цель отжига — стабилизация размеров.
Графитизирующий отжиг. В тонких сечениях отливок из-за ускоренного охлаждения чугун получается белым. Кроме того в отливках, особенно при литье в кокиль, поверхность может оказаться отбеленной. Для устранения отбела с целью улучшения обрабатываемости резанием и повышения пластичности проводят графитизирующий отжиг при температуре 850–950 °С, время выдержки — 0,5–5 ч, охлаждение — до 300 °С вместе с печью.
Упрочняющая термическая обработка (нормализация или закалка с низким отпуском) широкого применения не нашла. Это объясняется тем, что пластинчатый графит, действуя как внутренние надрезы, сильно снижает прочность и вязкость металлической основы. Поэтому ее упрочнение при термообработке не дает большого эффекта и часто нерентабельно.