§ 4. Классификация чугунов.

В зависимости от химического состава и назначения доменные чугуны делятся на передельные, специальные (ферросплавы) и литейные.

Передельный чугун (ГОСТ 805-69) предназначается для переработки на сталь в плавильных агрегатах, называемых конверторами, а также мартеновских и электрических печах. В зависимости от способа переработки он называется мартеновским (М), бессемеровским (Б), томасовским (Т).

Специальные чугуны (ферросплавы) (ГОСТ 4834-49) выплавляют с высоким процентом кремния или марганца, применяют в качестве специальных добавок при выплавлении стали.

Литейный чугун (ГОСТ 4832-58) предназначается главным образом для производства литых заготовок (литья). Он поступает в литейные цехи в виде не больших слитков (чушек) весом до 25кг.

В зависимости от того, в каком состоянии и форме находится углерод, чугуны разделяются на белые, серые, ковкие и высокопрочные.

Белые чугуны характеризуются тем, что у них весь углерод находится в химически связанном состоянии – в виде цементита. Излом такого чугуна имеет матово-белый цвет. Наличие большого количества цементита придает белому чугуну высокую твердость, хрупкость и очень плохую обрабатываемость режущим инструментом. Белый чугун применяют главным образом для отливки деталей с последующим отжигом на ковкий чугун.

Серый чугун. В сером чугуне весь углерод или большая его часть содержится в свободном состоянии – в виде отдельных включений графита различной формы. Наличие углерода в свободном состоянии придает излому чугуна серый цвет и крупнозернистое строение.

Серый чугун маркируется буквенно-цифровой системой. Например, серый чугун марки СЧ 18-36 расшифровывается так: СЧ – серый чугун, первые две цифры 18 указывают на придел прочности при растяжении в кг/мм², следующие две цифры – предел прочности при изгибе в кг/мм².

Серый чугун хорошо обрабатывается режущим инструментом, обладает высокой износоустойчивостью. Недостатком серого чугуна является значительная хрупкость и малая пластичность.

Прочность серого чугуна можно увеличить, вводя в его состав специальные присадки (модификаторы). Полученный таким образом чугун называется модифицированным или высокопрочным. В качестве модификаторов используют магний, церий, ферросилиций, силикокальций, алюминий и др. Модифицирование магнием, а затем ферросилицием позволяет получить магниевый чугун, обладающий прочностью литой стали и высокими литейными свойствами.

Из магниевого чугуна изготовляют детали, подвергаемые ударам, воздействию переменных напряжений и интенсивному износу, например коленчатые валы легковых автомобилей.

Модифицированный чугун обозначается буквами СМЧ, к которым добавляется два числа, указывающий предел прочности при растяжении и изгибе.

Высокопрочный чугун является важным конструкционным материалом в котором сочетаются многие ценные свойства стали и чугуна. Этот чугун получают из серого чугуна модифицированием: перед разливкой в жидкий металл добавляют специальные присадки – модификаторы в количестве 0,01-0,03% от веса жидкого метала. Модификаторы раскисляют чугун и создают искусственные центры кристаллизации.

Высокопрочный чугун маркируется буквами ВЧ – высокопрочный чугун, за которыми следует два числа. Первые из них указывают предел прочности при растяжении (кг/мм²), а второе (цифра) удлинение (%).

Ковкий чугун. Название «ковкий» условное, практически чугуны не куются. Ковкие чугуны получаются из отливок белого чугуна путем длительного отжига (томления) при высоких температурах.

Ковкий чугун обладает повышенной прочностью при растяжении, не высокой пластичностью и высоким сопротивлением удару. По механическим свойствам он занимает промежуточное положение между сталью и серым чугуном.

Марки ковких чугунов: КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10, КЧ 37-12 и др. Буквы КЧ означают ковкий чугун, первые две цифры указывают предел прочности при растяжении, последние цифры относительное удлинение при растяжении.

Из ковкого чугуна изготавливаются детали сложной формы: картеры заднего моста, чашки дифференциала, ступицы колес грузовых автомобилей, тормозные колодки и др.

Легированный чугун обладает улучшенными свойствами. Его получают, добавляя к серому или модифицированному чугуну небольшое количество никеля, хрома, молибдена и других элементов. Эти чугуны обладают повышенной механической прочностью, вязкостью и обрабатываемостью.

Чугуны со специальными свойствами обозначаются буквами СЧ, к которым добавляются два числа, указывающих предел прочности при растяжении и предел прочности при изгибе. Чугуны СЧ 32–52, СЧ 35–56, СЧ 38-60 применяются для изготовления деталей с высокой износоустойчивостью и твердостью (ковочные штампы, зубчатые колеса, тормозные барабаны, матрицы и др.).