11.2. Ковкий чугун

Ковким называется чугун, получаемый отжигом до эвтектического белого чугуна. При отжиге цементит белого чугуна распадается и углерод выделяется в свободном состоя-нии, образуя хлопьевидные включения графита. Эту форму графита принято называть угле-родом отжига.

Степень распада цементита при отжиге определяет структуру металлической основы ковкого чугуна. Как и серый чугун, ковкий может иметь ферритную, феррито-перлитную и перлитную основу.

Обычно ковкий чугун получается отжигом малоуглеродистого белого чугуна (С = 2,3 - 2,8 %).

Получение той или иной структуры ковкого чугуна обуславливается режимом отжига. На рис. 51 приведены две схемы отжига белого чугуна на ковкий.

Если отжиг проводится по схеме 1, то при этом распадается эвтектический цементит. На промежуточной - в процессе замедленного охлаждения до температуры второй изотер-мической выдержки - выделяется вторичный графит, присоединяющийся к уже образовав-шемуся. На второй стадии графитизации при температуре 720-7400С распадается цементит перлита, образовавшегося при переходе через эвтектоидный интервал температур.

Кремний повышает температуры эвтектоидного превращения, поэтому указанные температуры второй стадии графитизации находятся ниже температур эвтектоидного пре-вращения.

Чугун, получаемый по такой схеме отжига, имеет структуру: феррит + углерод отжига - и называется ферритным ковким чугуном. Он обладает повышенной пластичностью, достаточной прочностью, хорошей обрабатываемостью.

Если же отжиг проводится без второй изотермической выдержки по схеме 2 , то про-цесс сопровождается разложением только эвтектического и вторичного цементита; полу-чаемый чугун имеет структуру, состоящую из перлита и углерода отжига. Такой чугун назы-вается перлитным ковким чугуном. Перлитный чугун характеризуется меньшей пластично-стью, чем ферритный ковкий. Иногда в таком чугуне наблюдается вокруг углерода отжига ферритная оторочка, что объясняется разложением некоторой части цементита перлита.

Ковкий чугун маркируется буквами КЧ и цифрами. Первые две цифры указывают временное сопротивление (в 10-1 МПА (кгс/мм2)), вторые относительное удлинение ( в %).

Ферритные ковкие чугуны КЧ 37-12 и КЧ 35 - 10, КЧ 30 - 6, КЧ 33- 8

Твердость 163 НВ

Перлитные ковкие чугуны КЧ 50 -5, КЧ 55 - 4

Высокая прочность, умеренная пластичность Твердость 241 -269 НВ

Антифрикционные ферритно-перлитные чугуны АЧК - 1, АЧК -2

Хорошие антифрикционные свойства.

Для повышения твердости, износостойкости и прочности ковкого чугуна иногда при-меняют нормализацию при 800 - 8500С или закалку от 850 - 9000С и отпуск при 450 - 7000С. Закалка с последующим высоким отпуском позволяет получить структуру зернистого перлита.

9.4. Специальные чугуны

К этой группе чугунов относятся жаростойкие, которые обладают окалиностойкостью, ростоустойчивостью и трещиноустойчивостью, жаропрочные, обладающие высокой дли-тельной прочностью и ползучестью при высоких температурах и коррозионно-стойкие чугу-ны.

Жаростойкость серых чугунов и ЧШГ может быть повышена легированием кремнием (ЧС5) и хромом (ЧХ28, ЧХ32) Эти чугуны характеризуются высокой жаростойкостью (ока-линостойкость) до 700-8000С на воздухе в топочных и генераторных газах. Высокой термо-стойкостью и сопротивляемостью окалинообразованию обладают аустенитные чугуны: вы-соколегированный никелевый серый ЧН15Д7 и с шаровидным графитом ЧН15Д3Ш. В каче-стве жаропрочных чугунов используют аустенитные чугуны с шаровидным графитом ЧН19Х3Ш и ЧН11Г7Ш.

Для повышения жаропрочности чугуны подвергают отжигу при 1020- 10500С с охлаж-дением на воздухе и последующему отпуску при 550-6000С. В качестве коррозионно-стойких применяют чугуны, легированные кремнием ЧС13, ЧС15, ЧС17 и хромом ЧХ22,ЧХ28, ЧХ32. Они обладают высокой коррозионной стойкостью в серной, азотной и ряде органических кислот. Для повышения коррозионной стойкости кремниевых чугунов их легируют молибденом ЧС15М4, ЧС17М3.Высокой коррозийной стойкостью в щелочах обладают никелевые чугуны, например аустенитный чугун ЧН15Д7. Аустенитные чугуны применяют так же в качестве парамагнитных.