Ковкие чугуны

Ковкими называют чугуны с хлопьевидным графитом, которые получают из белого чугуна в результате специального графитизирующего отжига. При отжиге цементит белого (обычно доэвтектического) чугуна распадается, образуя включения графита хлопьевидной формы. Такая форма включений обусловливает более высокие характеристики прочности и пластичности ковких чугунов в сравнении с серыми. Механические свойства ковких чугунов определяются как количеством и размером графитных включений, так и структурой металлической основы. В зависимости от режима отжига металлическая основа так же, как и в серых чугунах, может быть ферритной, феррито-перлитной и перлитной.

Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей, работающих в тяжелых условиях износа, при ударных и вибрационных нагрузках: вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейеров, муфты, концевые краны и наконечники рукавов тормозных систем подвижного состава. Однако изделия из ковкого чугуна относительно дороги из-за длительной термической обработки.

Высокопрочные чугуны

Высокопрочными называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. Эти чугуны получают путем модифицирования жидкого сплава незначительным количеством магния, церия, кальция и других элементов. В присутствии модификатора графит в процессе кристаллизации приобретает шаровидную форму. Металлическая основа высокопрочных чугунов также может быть ферритной, феррито-перлитной и перлитной. Округлые включения шаровидного графита не создают резкой концентрации напряжений, и высокопрочные чугуны обладают более высокими механическими свойствами.

Высокопрочные чугуны могут быть использованы взамен обычного серого, ковкого чугунов, литой и кованой стали, так как наряду с высокой прочностью обладают некоторой пластичностью. Из них изготавливают шпиндели станков, прокатные валки, станины, рычаги, коленчатые валы дизеля тепловоза и т.п.

Таким образом, серые, ковкие и высокопрочные чугуны различаются между собой формой графитных включений, а внутри каждой группы строением металлической основы. На рис. 9 приведена классификация чугунов по структуре.

Половинчатые чугуны

При частичной графитизации цементита в структуре белого чугуна появляется графит. Чугун, в структуре которого одновременно присутствуют цементит (или ледебурит) и графит, называется половинчатым (или по структуре – перлито-цементитным). Структура половинчатого чугуна состоит из черных включений графита, которые располагаются в перлитной основе, и вторичного цементита (или ледебурита с типичным для него строением). Наличие ледебурита и вторичного цементита повышает износостойкость, твердость и хрупкость отливок, но затрудняет механическую обработку. Такая структура часто появляется на поверхности чугунных отливок.

	1	2	3	4
а
б
в

Рис. 9. Классификация чугунов по структуре металлической основы и форме графитных включений:

а – феррит, б – феррит и перлит, в – перлит;

1 – пластинчатая, 2 – завихренная, 3 – хлопьевидная, 4 – шаровидная