Высокопрочные чугуны

Высокопрочный чугун получают при модифицировании (микролегировании жидкого чугуна магнием (0,1...0,5%) или церием (0,2...0,3%). При этом под действием магния графит в процессе кристаллизации принимает не пластинчатую, а шаровидную форму. Микроструктура модифицированного чугуна на ферритной, перлитной, ферритно-перлитной основе приведена на рис. 20, а, б, в.

а) б) в)

Рис. 20. Структура высокопрочного чугуна:

а – ферритного, б – перлитного, в – ферритно-перлитного

Основной причиной высоких механических свойств высокопрочного чугуна (см. табл. 5) является шаровидная форма графита. Шаровидный графит, имеющий минимальную поверхность при данном объеме, значительно меньше ослабляет металлическую основу чугуна, чем пластинчатый графит. В отличие от последнего он не является активным концентратором напряжений.

Согласно ГОСТ 7293-85, отливки изготавливают из высокопрочного чугуна следующих марок: ВЧ35, ВЧ40, ВЧ45, ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100 (цифры в обозначении соответствуют минимальному пределу прочности при растяжении σ_в, кгс/мм²)

Высокопрочный чугун имеет высокие механические характеристики, обладает хорошими литейными и технологическими свойствами. Он применяется как новый материал и как заменитель стали, ковкого и серого чугуна с пластинчатым графитом. По сравнению со сталью обладает большей износостойкостью, лучшими антифрикционными и антикоррозионными свойствами, лучшей обрабатываемостью резанием, Вследствие меньшей плотности отливки легче стальных на 8...10%. Из высокопрочного чугуна, в отличие от ковкого, можно отливать детали любого сечения, массы и размеров.

Области применения: в станкостроении – суппорты, резцедержатели, тяжелые планшайбы, шпиндели, рычаги и др.; для прокатного и кузнечно-прессового оборудования – прокатные валки, станины прокатных станов и ковочных молотов, шаботы, траверсы прессов; для других видов оборудования – барабаны тельферов экскаваторов, коленчатые валы и т.д.

Таблица 5

Механические свойства чугунов

Марка чугуна	σв	σ0,2	δ, %	НВ	Структура металлической основы
	МПа

Серые чугуны (ГОСТ 1412-85)

СЧ10	100	-	-	до 190	Ф
СЧ15	150	-	-	163-210	Ф
СЧ25	250	-	-	180-245	Ф + П
СЧ35	350	-	-	220-275	П

Высокопрочные чугуны (ГОСТ 7293-85)

ВЧ35	350	220	22	140-170	Ф
ВЧ45	450	310	10	140-225	Ф + П
ВЧ60	600	370	3	192-227	Ф + П
ВЧ80	800	490	2	248-351	П
ВЧ100	1000	700	2	270-360	П

Ковкие чугуны (ГОСТ 1215–79)

КЧ30-6	300	-	6	100-163	Ф + до10% П
КЧ35-8	350	-	8	100-163
КЧ37-12	370	-	12	110-163
КЧ45-7	450	-	7	150-207
КЧ60-3	600	-	3	200-269	П + до 20% Ф
КЧ 80-1,5	800	-	1,5	270-320