1.3 Высокопрочные чугуны.

1. Высокопрочными называются чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. Получение в чугуне шаровидной формы графита достигается при модифицировании серого чугуна некоторыми химическими элементами Mq, Ca, Ce и т.д. в количестве 0,05—0,1 %. Чугун после модифицирования имеет следующий химический состав: С=3,0-3,6 %, Si =1,1--2.9 %, Mn =0.3—0.7 %, S<0.02 %, P<0.01 %. По структуре металлической основы (матрицы) высокопрочный чугун может быть ферритным, феррито – перлитным и перлитным. Шаровидный графит является менее сильным концентратором напряжений, поэтому имеет более высокие механические свойства, чем серый чугун. Чугуны с шаровидным графитом обладают более высокой прочностью и некоторой пластичностью. Так же как и у серых чугунов, наиболее высокими свойствами обладает высокопрочный чугун с перлитной структурой (табл.1.2).

Таблица 1.2

Механические свойства и назначение некоторых марок высокопрочного чугуна (ГОСТ 7293-85).

.

Марка чугуна	σB МПа МПа	δ %	НВ МПа	Структура матрицы	Назначение
ВЧ 35	350	22	1400- 1700	Феррит	Малоответственное литье: Кронштейны, ручки, рычаги, рамы, штампы, корпуса задвижек, головки и корпуса компрессоров, фиттинги. .
ВЧ 40	400	15	1400- -2020
ВЧ 50	500	7	1530- -2450	Феррит+ перлит	Ответственное литые:коленчатые валы, поршни, лопатки направляющего аппарата, корпуса паровых турбин, гребные винты.
ВЧ60	600	3	1920- -2700
ВЧ80	800	2	2480- -3510	Перлит	Ответственное высоконагруженное литье: прокатные валки, шаботы ковочных прессов, траверсы прессов, лопатки турбин

Высокопрочный чугун эффективно заменяет сталь во многих изделиях и конструкциях, так как обладает не только прочностью, но и пластичностью. В некоторых случаях для улучшения механических свойств, применяют термическую обработку отливок (закалку, отпуск, отжиг).

В обозначении марки чугуна буквы «ВЧ» обозначают «высокопрочный чугун», а число после букв – предел прочности при растяжении σ_B в кг/мм².

1.4. Ковкие чугуны.

Ковкими называются чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Такие чугуны получаются путем длительного отжига белого доэвтектического чугуна. Хлопьевидный графит, в отличие от пластинчатого, меньше снижает механические свойства металлической основы, в следствии чего ковкий чугун обладает более высокой прочностью и пластинчатостью, чем серый чугун.

Для обеспечения получения хлопьевидного графита после отжига исходные белые чугуны должны иметь пониженное содержание углерода и кремния. Химический состав исходного белого чугуна находится в пределах:С=2,4-2,9% ,Si=1,0-1,6% ,Mn=0,2-1,05% , S<0,2%, P<0,18.%.

По структуре металлической основы ковкие чугуны бывают ферритными и перлитными. Перлитные ковкие чугуны имеют более высокий предел прочности, но пониженную пластичность.(табл.1.3)

Таблица 1.3

Механические свойства и назначение ковкого чугуна (ГОСТ1215-85).

Марка чугуна.	σB МПа МПа	δ %	HB МПа	Структура матрицы	Назначение
КЧ30-6	294	6	1000-1630	Феррит	Звенья приводных цепей, шестерни ,подшипники, детали тормозов, кронштейны, буксы, ступицы, башмаки, глушители, коробки, корпуса подшипников, подкладки, скобы, хомуты и др.
КЧ35-10	333	10	1000-1630
КЧ37-12	362	12	1000-1630
КЧ45-7	441	7	1500-2070	Перлит	Вилки валов, собачки, шестерни, звездочки, муфты, диски, вкладыши редукторов, втулки, задние мосты, коленчатые валы и др.
КЧ60-3	588	3	2000-2690
КЧ80-1,5	784	1,5	2700-3200

Ковкий чугун во многих случаях заменяет детали из стали, так как по механическим свойствам детали приближаются к стальным, а по цене получаются на 20-30% дешевле. . Недостатком технологии получения ковких чугунов является сложность и большая энергоёмкость процесса, поэтому ковкий чугун ни в Советском Союзе, ни в странах СНГ распространения не получил. В основном ковкий чугун используется для изготовления ответственных отливок, испытывающих при эксплуатации значительные динамические и знакопеременные нагрузки (например, коленчатые валы, ступицы грузовиков, приводные цепи конвейеров и др.)

В обозначении марки ковкого чугуна буквы «КЧ» означают «ковкий чугун». Первая пара цифр - предел прочности в МПа, вторая пара цифр-относительное удлинение в %.

. .