Применение чугунов с вермикулярным графитом
|
Примеры деталей |
Марка |
|
Детали общего машиностроения, судостроения, энергетического машиностроения (взамен серого чугуна), работающие при повышенных циклических нагрузках. Детали двигателей внутреннего сгорания, работающие при циклических механических и тепловых нагрузках. |
ЧВГ 30 ЧВГ 35
ЧВГ 40 |
|
Детали автомобилестроения: шатуны, поршни шестерни, детали коробки передач легкового автомобиля |
ЧВГ 45
|
3.3.4.Ковкие чугуны
В ковких чугунах частицы графита имеют хлопьевидную форму (рис. 3.16). Такая форма, по сравнению с пластинчатой, в меньшей степени снижает уровень прочности (при растяжении); поэтому ковкие чугуны имеют более высокие и прочность, и пластичность, чем серые.
Химический состав ковких чугунов отличается от серых и высокопрочных меньшим содержанием кремния и повышенным – марганца. Это способствует «отбеливанию» чугунов при кристаллизации. В литом состоянии ковкие чугуны являются «белыми», т.е. углерод в них присутствует в виде цементита. Для получения углерода в виде графита отливки подвергают длительному отжигу (до 30 часов), в процессе которого цементит разлагается и получается графит. Протеканию реакции Fe3C→3Fe + C (графит) способствует присутствие графитизатора-кремния в количестве 1 - 1,6 %.
Рис. 3.18. Схемы отжигов ковких чугунов, в результате
которых получается структура (П+Г) (а) и (Ф+Г) (б)
Отжиг ковких чугунов проводится по одной из двух схем нагрева (рис. 2.53):
1. Одна стадия нагрева: температура – несколько ниже эвтектической: 950–1000ºС, выдержка 10–15 часов; последующее непрерывное медленное охлаждение.
2. Две стадии нагрева: на первой стадии температура нагрева 950ºС, на второй стадии она близка к эвтектоидной 720–740ºС, выдержка 25–30 ч.
При первой схеме происходит разложение «высокотемпературного» цементита, получившегося при эвтектическом превращении. Цементит, входящий в состав перлита, остается без изменения, не претерпевает графитизации. В результате такого отжига получается перлитный ковкий чугун с фазовым составом: П + Г.
При второй схеме отжига разлагается и «высокотемпературный» цементит, и цементит, входящий в состав перлита. В результате двухстадийного отжига получается ферритный ковкий чугун с фазовым составом: Ф + Г.
Длительные отжиги благоприятно влияют на структуру, практически полностью снимая литейные остаточные напряжения. Отсутствие этих напряжений, а также компактная форма графитовых включений обусловливают более высокую прочность ковких чугунов по сравнению с серыми (300–800 МПа) при удовлетворительном относительном удлинении (от 10 % в КЧ35-10 до 3 % в КЧ60-3). В то же время из-за длительного отжига ковкие чугуны мало технологичны и более дороги, чем серые.
Марки и применение. Ковкие чугуны маркируют буквами КЧ и двумя числами, соответствующими временному сопротивлению разрыву σв х 10-1 МПа и относительному удлинению δ, % (ГОСТ 1215–79). Ковкие чугуны используют в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении (табл. 3.17).
Таблица 3.17