Ковкий чугун

Ковкий чугун - чугун с хлопьевидным графитом, который получается из белого чугуна путем графитизирующего отжига-томления. Необходимо чтобы исходная отливка имела структуру белого чугуна. Состав ковкого чугуна 2,4-2,8 % С, 0,8-1,4 %, S<0,1, P<0,2.

Процесс распада цементита при отжиге ковкого чугуна иллюстрируется схемой графитизации.

При нагреве чугуна выше линии PSK образуется аустенит и цементит. Цементит распадается с образованием хлопьев графита (I стадия графитизации). Если охладить чугун ниже Р и дать длительную выдержку, то распадается цементит перлита (II стадия графитизации). При такой обработке весь углерод выделяется в свободном состоянии, и структура чугуна будет состоять из феррита и хлопьевидного графита - так называемого углерода отжига. Такой чугун называется ковким - черносердечным.

Первая стадия A+Fe₃С=А+Г

Иногда II-ю стадию графитизации не проводят и получают Ф-П ковкий чугун (100-120 час). Для ускорения отжига чугун модифицируют Al, повышают температуру чугуна, перед разливкой повышают температуру I стадии (1080⁰ С).

Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей работающих нагрузках - картеры редукторов, крюки, скобы, фланцы муфт. Твердость 163 НВ ферритного чугуна, 296 НВ - перлитного чугуна.

ТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА.

Под термической обработкой понимают комплекс технологических процессов, заключающихся в изменении структуры, а следовательно и свойств стали за счет нагрева до определенной температуры и последующего охлаждения с заданной скоростью. Для того чтобы правильно решать вопросы технологии термической обработки необходимо иметь правильное представление о фазовых и структурных превращениях, протекающих при нагреве и охлаждении с различной скоростью. Диаграмма состояния F- Fe₃C дает представление о фазовых и структурных превращениях в условиях равновесия, т. е. при очень малой степени переохлаждения. Повышенные скорости охлаждения тормозят диффузионные процессы, а при больших скоростях переохлаждения они полностью подавляются. Поэтому состав и строение структурных составляющих, образующихся при термической обработке при значительных скоростях существенно отличаются от равновесных. В основе теории о термической обработке исследуются фазовые превращения, протекающие в неравновесных условиях. Ниже рассматривается влияние температуры и времени превращения на структуру и свойства сплавов на основе железа.

Любой режим термической обработки характеризуется следующими основными параметрами:

1. Температура нагрева

2. Время задержки при температуре нагрева

3. Скорость нагрева

4. Скорость охлаждения

Виды термической обработки

Все виды термической обработки можно разделить на ниже перечисленные группы:

1. Отжиг первого рода - термическая обработка, заключающаяся в нагреве металла, который в результате предшествующей обработки (пластическая деформация, быстрое охлаждение) получил неустойчивое состояние, приводящее его в более устойчивое состояние.

2. Отжиг II рода или фазовая перекристаллизация - термическая операция, заключающаяся в нагреве до температур влияния фазового превращения с последующим охлаждением с очень малой скоростью, приводящей сплав к структурному равновесию.

3. Закалка - термическая операция в нагреве сплавов до температуры выше температур фазового превращения с очень быстрым охлаждением фиксирующим высокотемпературное неравновесное состояние сплава.

4. Отпуск - термическая операция, состоящая в нагреве закаленных сплавов ниже температур превращения с целью перевода его в равновесное состояние. Отпуск- вторичная операция, осуществляющаяся после закалки.

Кроме этих основных видов термической обработки применяются еще два вида термической обработки: поверхностная термическая обработка и химико-термическая обработка.