11. Чугуны. Типы чугунов: серый, белый, половинчатый, ковкий, чугуны со специальными свойствами.

Чугун обладает высокими литейными свойствами, малой пластичностью. Все чугуны можно разделить на:

1) нелегированные. Нелегированные чугуны содержат кремний (менее 4%), марганец (менее 2 %), серу и фосфор (менее 1,5%), остальные элементы менее 0,5%.

2) легированные чугуны. В легированные чугуны добавляют легирующие элементы: хром, никель марганец.

Нелегированные чугуны подразделяют на чугуны:

1) серый. Серый чугун содержит углерод в виде пластинчатого графита. По содержанию углерода, связанного в цементит различают серые чугуны:

- белый. Весь углерод находиться в виде цементита. Структура: перлит+ледебурит+цементит.

- половинчатый. 0,8% Углерода находиться в виде Fe₃C. Структура: перлит + ледебурит + графит.

- перлитный. В чугуне 0,7-0,8% углерода входит в Fe₃Cвходящего в перлит. Структура чугуна: перлит + пластинчатый графит.

- ферритно-перлитный. Структура: перлит + феррит + пластинчатый графит.

- ферритный. Структура: феррит + пластинчатый графит.

Применяют для деталей работающих на сжатие. Твердость чугуна 143-255 НВ. Серый чугун подвергают отжигу при температуре 500-600⁰С для снятия литейных напряжений и стабилизазации размеров.

2) белый или отбеленный. В белом чугуне углерод находиться в свободном состоянии в виде цементита и перлита. Его можно отличить по излому – он будет «белый». Белый чугун имеет высокую твердость (500 НВ), но не обрабатывается резанием, хрупок, высокая износостойкость. Основное применение: прокатные валки.

3) ковкий. Ковкий чугун получают после отжига отливок белого чугуна. Углерод имеет хлопьевидную форму. Ковкий чугун имеет достаточно высокую пластичность, так как имеет мало графита. Основа ковкого чугуна феррит. Такой чугун обладает наибольшей пластичностью. Ковкий чугун подвергают нормализации 850⁰С для повышения прочности и износостойкости или закалку 900⁰С с высоким отпуском 700⁰С для получения зернистого перлита (улучшение).

4) Высокопрочный. Высокопрочный чугун получают путем добавления в расплав щелочных и щелочноземельных металлов, в основном магний (0,03-0,07%). Углерод имеет шаровидную форму. Чугун может иметь перлитную, ферритную, перлитно-ферритную основу. Высокопрочный чугун имеет высокую прочность, износостойкость, литейную способность, хорошо подвергается обработке резанием, хорошо гасит вибрации. Применяют для изготовления корпусов насосов, деталей прокатного стана, кузнечного оборудования. Высокопрочный чугун подвергают отжигу до 970⁰С.

Маркировка чугунов осуществляется путем сочетания букв и цифр. Приняты следующие буквенные обозначения: Ч – чугун, С – серый, К – ковкий, В - высокопрочный. Цифрами обозначаются механические свойства чугуна. В марках серого чугуна первые две цифры указывают предел прочности при растяжении, вторые - предел прочности при изгибе (х10 МПа): СЧ 15-32. В ковком и высокопрочном чугунах первые две цифры означают предел прочности на разрыв (х10 МПа) при растяжении, вторые - относительное удлинение (%): ВЧ 60-2.