3.2.6 Высокопрочный чугун.

Высокопрочным называют чугун с шаровидной формой графита, получаемой в процессе кристаллизации отливки. Такая форма графитовых включений имеет меньшую поверхность по сравнению с пластинчатой и хлопьевидной при одинаковом объеме, уменьшает концентрацию напряжений.

Шаровидную форму графита получают введением в жидкий чугун магния, или магния с никелем, или ферросилиция.

Под действием модификаторов графит в процессе кристаллизации принимает шаровидную форму. Чугуны с шаровидной формой графита имеют более высокие механические свойства по сравнению с другими чугунами.

Высокопрочные чугуны близки по свойствам к литой углеродистой стали, но обладают лучшими литейными свойствами, хорошо обрабатываются резанием, сохраняют высокую износостойкость. Для повышения пластичности и вязкости отливки из высокопрочного чугуна подвергают термической обработке: отжигу, нормализации, закалке и отпуску. Одновременно с повышением пластичности при термической обработке снижаются остаточные напряжения в отливках, что повышает их работоспособность.

Маркировка. Высокопрочный чугун согласно ГОСТ 7293–85 обозначается аналогично ковким чугунам: буквами «ВЧ» и числами: первое указывает величину временного сопротивления, второе – относительное удлинение (в %).

Стандарт предусматривает следующие марки чугунов: ВЧ35-22;ВЧ40-15; ВЧ45-10; ВЧ50-7; ВЧ60-3; ВЧ70-2; ВЧ80-2; ВЧ100-2. Химический состав высокопрочного чугуна: 3,2–3,6 % С; 1,6–2,9 % Si; 0,3–0,7 % Мn; не более 0,02 %S; не более 0,1 %Р. Высокопрочные чугуны на ферритной основе (ВЧ35-22, ВЧ40-15, ВЧ45-10) имеют δ от 22 до 10 %, 140-225 НВ; на перлитной основе (ВЧ50-7, ВЧ60-3, ВЧ70-2, ВЧ80-2, ВЧ 100-2) – δ от 7 до 2 %, 153-360НВ.

Высокая прочность и пластичность высокопрочных чугунов позволяют использовать их для изготовления коленчатых валов автомобильных дизелей и других деталей, работающих в узлах трения при повышенных нагрузках.

3.2.7 Антифрикционные чугуны.

Антифрикционные чугуны – специальные серые и высокопрочные чугуны с повышенными антифрикционными свойствами. Эти чугуны обладают низким коэффициентом трения, зависящим от соотношения феррита и перлита в основе, а также от количества и формы графита. В перлитных чугунах высокая из­носостойкость обеспечивается металлической основой, состоящей из тонкого перлита и равномерно распределенной фосфорной эвтектики при наличии изолированных выделений пластинчатого графита.

Отливки из антифрикционного чугуна (ГОСТ 1585–85) применяют для изготовления деталей, работающих в подшипниковых узлах трения.

Маркировка. Существуют следующие марки антифрикционного чугуна: АЧС1; АЧС2; АЧСЗ; АЧС1; АЧВ2; АЧК1; АЧК2. Буквы «АЧС» обозначают антифрикционный серый чугун; «АЧВ» – антифрикционный высокопрочный чугун; «АЧК» – антифрикционный ковкий чугун.

Антифрикционные серые чугуны – перлитные чугуны АЧС-1 и АЧС-2 и перлитно-ферритный чугун АЧС-3 – обладают низким коэффициентом трения, зависящим от соотношения феррита и перлита в основе, а также от количества и формы графита.

В перлитных чугунах высокая износостойкость обеспечивается металлической основой, состоящей из тонкого перлита и равномерно распределенной фосфорной эвтектики при наличии изолированных выделений пластинчатого графита.

Антифрикционные серые чугуны используют для изготовления подшипников скольжения, втулок и других деталей, работающих при трении о металл, чаще в присутствии смазочного материала. Детали, работающие в паре с закаленными или нормализованными стальными валами, изготовляют из чугунов марок АЧС-1 и АЧС-2, а для работы в паре с термически валами применяют чугун АЧС-3.

Антифрикционные высокопрочные (с шаровидным графитом) чугуны изготовляют с перлитной структурой – АЧВ-1 и ферритно-перлитной (50% перлита) — АЧВ-2. Чугун АЧВ-1 используют для работы в узлах трения с повышенными окружными скоростями в паре с закаленным или нормализованным валом.

Главное достоинство антифрикционных чугунов по сравнению с антифрикционными бронзами – низкая стоимость, а основной недостаток – плохая прирабатываемость, что требует точного сопряжения трущихся поверхностей.

Контрольные вопросы:

1. В чем разница между чугунами и сталями?

2. По каким признакам классифицируют чугуны?

3. Какие примеси есть в чугунах, их влияние на свойства чугунов?

4. Почему чугуны называют «белыми»?

5. Почему чугуны называют «серыми»?

6. Как маркируют серые чугуны?

7. Какие чугуны считаются ковкими и как их маркируют?

8. Как маркируют высокопрочные чугуны?

9. Как маркируют антифрикционные чугуны, область их применения?