Високоміцний чавун

Чавун, в якому графіт має кулясту форму, називається високоміцним. Цей чавун перевищує по механічним властивостям сірий, оскільки кулясті включення графіту в значно меншому ступені ослаблюють металеву основу сплаву, ніж пластинчасті включення.

Високоміцний чавун одержують шляхом додавання в розплав невеликої кількості лужних або лужноземельних металів (магнію, церію), сприяючих утворенню графіту кулястої форми. Чавуни з кулястим графітом мають високі механічні властивості, не поступають ліварній вуглецевій сталі, зберігаючи при цьому добрі ливарні властивості і обробку різанням, здатність гасити вібрації, високу зносостійкість.

Високоміцні чавуни, так само, як і сірі, одержують на феритній, ферито-перлітній, перлітній основах (рис. 6 а, б, в).

Відливки з високоміцного чавуну широко використовують в різних галузях народного господарства: в автобудуванні і дизелебудуванні для колінчатих валів, кришок циліндрів і інших деталей; у важкому машинобудуванні – для багатьох деталей прокатних станів; в ковальсько-пресовому устаткуванні, наприклад, для шабот-молотів, траверс пресів, прокатних валів; в хімічній і нафтовій промисловості – для корпусів насосів, вентилів і т.п.

Маркіруються високоміцні чавуни буквами ВЧ і цифрою, згідно ГОСТ 7293 – 85, що характеризує величину тимчасового опору, наприклад: ВЧ 35 означає _в  350 МПа.

Типовий хімічний склад високоміцних чавунів: 2,7  3,6 % С; 1,6  2,7 % Si; 0,5  0,6 % Mn;  0,10 % P;  0,10 % S; 0,03  0,07 % Mg.

Ч авуни ВЧ 50, ВЧ 60, ВЧ 70, ВЧ 80, ВЧ 100, ВЧ 120 мають перлітну металеву основу, чавуни ВЧ 45 – перлітно-феритну і ВЧ 38,

ВЧ 42 – феритну.

а) феритний чавун, б) феритно-перлітний чавун,

в) перлітний чавун

Ковкий чавун

К овкий чавун одержують тривалим нагрівом при високих температурах (відпалом) відливок з білого чавуну. Така термічна обробка називається графітизуючим відпалом, або томлінням (рис. 7). Вона складається з повільного нагріву до температури 900  1050 °С, тривалої витримки в окислювальній атмосфері печі і повільного охолоджування. Тривалість термічної обробки складає близько 70 – 80 годин.

а – феритний чавун; б – ферито-перлітний чавун

в –перлітний чавун

При дії температури і часу цементит у відливках білого чавуну розпадається на графіт (хлопьєвідної форми) і аустеніт.

Чавун, в якому графіт має хлопьєвідну форму, називається ковким. Утворення хлопьєвідного графіту в ковкому чавуні приводить до поліпшення механічних властивостей (підвищується міцність на розтягування, збільшується пластичність і ударна в'язкість).

Залежно від швидкості охолоджування після графітизуючого відпалу ковкий чавун може бути феритний, ферито-перлітний і перлітний (рис. 8 а, б, в).

Ковкий чавун маркірують КЧ і цифрами згідно з

ГОСТ 1215 – 59. Перші дві цифри вказують межу міцності при розтягуванні, а другі – відносне подовження, наприклад, КЧ 35-10 означає, що _в  350 МПа,   10 %.

Типовий хімічний склад білого чавуну відпалюваного на ковкий чавун: 2,5  3,0 % С; 0,7  1,5 % Si; 0,3  1,0 % Mn;  0,18 % P;  0,12 % S.

Відливки з ковкого чавуну застосовують для деталей, що працюють при ударних і вібраційних навантаженнях. Наприклад, феритні ковкі чавуни КЧ 37-12 і КЧ 35-10 використовують для виготовлення деталей, які використовують при високих динамічних і статичних навантаженнях (картери редукторів, крюки, скоби і т.п.), а КЧ 30 – 6 і

КЧ 33-8 – для виготовлення менш відповідальних деталей (головки, хомутики, гайки, глушники, фланці, муфти і т. д.). Перлітні ковкі чавуни КЧ 50-4, КЧ 56-4, КЧ 60-3 і КЧ 63-2 мають високу міцність, помірну пластичність і добрі антифрикційні властивості. З перлітного ковкого чавуну виготовляють вилки карданних валів, ланки і ролики ланцюгів конвеєра, втулки, муфти, гальмівні колодки і т.п. Ковкий чавун застосовують головним чином для виготовлення тонкостінних деталей на відміну від високоміцного магнієвого чавуну, який використовують для деталей великого перетину.