Конструкционные чугуны и их маркировка

Чугуном называется сплав железа с углеродом при содержании последнего в пределах от 2,14 до 6,69 % .Кроме углерода в состав чугунов входят постоянные примеси - кремний, марганец, фосфор и сера, суммарное содержание которых колеблется в пределах от 2 до 6%.

Затвердевание чугунов происходит с образованием эвтектики при минимальном температурном интервале кристаллизации, что обуславливает их высокие литейные свойства. Используют чугуны исключительно в качестве литейного конструкционного сплава.

В зависимости от состояния углерода и формы графита, по структуре различают белые, серые, высокопрочные и ковкие чугуны.

Белыми называют чугуны, в которых весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита. Из-за большого количества цементита белые чугуны тверды, хрупки и для изготовления деталей машин не используются. Эти чугуны называют еще передельными и используют для передела в сталь и ковкий чугун.

В остальных чугунах весь углерод или часть его находится в свободном состоянии в виде графита. Различают чугуны по форме включений графита, что отражается на механических свойствах.

Серыми называют чугуны с пластинчатой формой графита. В изломе отливки из серого чугуна имеют серый цвет. По химическому составу серые чугуны разделяют на обычные (нелегированные) и легированные.

Высокопрочными называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. Их получают обработкой (модифицированием) жидких серых чугунов сфероидизирующими металлами (Mg, Ca, Ce и др.) и их сплавами с другими элементами. Чаще всего применяют сплавы магния и никеля или магниевые сплавы с добавкой одного или нескольких редкоземельных металлов.

Ковкими называют чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Их получают отжигом белых чугунов.

Маркируются чугуны буквенно-цифровым кодом. Марка обычного серого чугуна состоит из букв СЧ (серый чугун) и цифр, показывающих значение временного сопротивления при растяжении. Например, СЧ 10 расшифровывается следующим образом: СЧ - серый чугун, 10 - временное сопротивление при растяжении _в = 100 МПа (10 кгс/мм ²). ГОСТ 1412-85 определяет марки серого чугуна: СЧ 10, СЧ 15 – характеризующиеся ферритной, СЧ20, СЧ25 – ферритно-перлитной и СЧ 30, СЧ 35- перлитной микроструктурой металлической основы. Допускаются марки СЧ 18 (ферритные), СЧ 21, СЧ 24 (ферритно-перлитные).

Марка высокопрочного чугуна (ВЧ) характеризуетсяется также временным сопротивлением при растяжении. Например, ВЧ 35 расшифровывается так: ВЧ - высокопрочный чугун, 35 - временное сопротивление при растяжении _в = 350 МПа (35 кгс/мм ²).

ГОСТ 7293-85 определяет марки высокопрочного чугуна: ВЧ 35;

ВЧ 40; ВЧ 45; ВЧ 50; ВЧ 60; ВЧ 70; ВЧ 80; ВЧ 100. По структуре металлической основы высокопрочный чугун может быть ферритным или перлитным.

Ковкие чугуны (КЧ) маркируют по величине временного сопротивления при растяжении и относительному удлинению. Например, КЧ 30-6 расшифровывается так: КЧ - ковкий чугун, 30 - временное сопротивление при растяжении _в = 300 МПа (30 кгс/мм ²), 6 - относительное удлинение  = 6%.

ГОСТ 1215-79 определяет следующие марки ковкого чугуна: КЧ 30-6; КЧ 30-8; КЧ 35-10; КЧ 37-12 - характеризующиеся ферритной и ферритно-перлитной микроструктурой металлической основы; КЧ45-7; КЧ 50-5; КЧ55- 4; КЧ 60-3; КЧ 65-3; КЧ 70-2; КЧ 80-1,5 - характеризующиеся в основном перлитной микроструктурой металлической основы.

Легированные чугуны делят на несколько групп в зависимости от легирующего компонента: хромистые, кремнистые, алюминиевые, марганцовые и никелевые. ГОСТ 7769-82 определяет следующие марки легированных чугунов:

ЧХ1; ЧХ2; ЧХ8; ЧХ16; ЧХ32 и др. - хромистые чугуны;

ЧС5; ЧС13; ЧС17 и др. - кремнистые чугуны ;

ЧЮ30; ЧЮХ; ЧЮ6С5; ЧЮ7Х2 и др. - алюминиевые чугуны;

ЧГ7Х4; ЧГ6С3 и др. - марганцовые чугуны;

ЧН2Х; ЧН4Х2; ЧН11Г7Ш и др. - никелевые чугуны.

Расшифровывается марка легированного чугуна следующим образом: например, ЧН11Г7Ш - ЧН – легированный чугун никелевый, 11 - содержание никеля 11%, Г 7 - содержание марганца 7%, Ш - графит шаровидный.

Антифрикционные легированные чугуны ГОСТ 1585-85^* подразделяет в зависимости от формы включения графита. Марки легированного антифрикционного чугуна: АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-5, АЧС-6, АЧВ-1, АЧВ-2, АЧК-1, АЧК-2. Буквы означают: АЧ - антифрикционный чугун; С - серый с пластинчатым графитом; В – высокопрочный с шаровидным графитом; К – ковкий с компактным (хлопьевидным) графитом. Цифра в марке чугуна означает порядковый номер марки, регламентирующий химический состав по легирующим элементам:1-чугун, легированный хромом и медью; 2-легированный никелем и титаном; 3-легированный титаном и медью; 4-легированный сурьмой; 5-легированный марганцем и алюминием; 6-легированный свинцом и фосфором.

Например, АЧС-1 расшифровывается следующим образом: антифрикционный легированный серый чугун с пластинчатым графитом (АЧС), порядковым номером 1 (легированный хромом и медью); АЧВ-2 - антифрикционный легированный высокопрочный чугун с шаровидным графитом (АЧВ), порядковым номером 2 (легированный хромом, медью, никелем и титаном).