№48 Классификация чугунов

Большая часть углерода в сером чугуне находится в виде чешуек графита, который частично разобщает металлическую сплошность сплава (отсюда хрупкость).

Массовое содержание углерода в чугуне для отливок не превышает 4 %; прочные же чугуны содержат 2,8— 3 % С. Выделение в чугуне графита при кристаллизации сопровождается увеличением объема, что понижает усадку чугуна при охлаждении из расплавленного состояния до 1%. Кроме того, увеличение массового содержания повышает жидкотекучесть чугуна. Таким образом, углерод литейные свойства чугуна и позволяет получать качественное тонкостенное литье.

Кремний является компонентом, который способствует получению серого чугуна. Он образует с железом силициды FeSi и Fe₃Si_{a и} способствует этим выделению графита. Таким образом, увеличение массового содержания кремния в чугуне приводит к уменьшению в нем количества цементита и, следовательно, к улучшению обрабатываемости его режущими инструментами.

№49 Белый и серый чугуны.

Структура белого чугуна. Кристаллизация белого чугуна характеризуется диаграммой состояния системы сплавов железо— цементит (см. рис. 54). Как уже отмечалось, при охлаждении жидкого чугуна с массовым содержанием С 4;3 % образуется эвтектика, состоящая из цементита и аустенита — ледебурит. При охлаждении от температуры точки С до температуры линии РК (точка Аг_г) диаграммы аустенит в ледебурите распадается с выделением вторичного цементита и массовое содержание углерода в этом аустените уменьшается от 2,14 до 0,8 % (в соответствии с линией ES), а при температуре точки Аг_г произойдет перлитное превращение оставшегося аустенита. Следовательно, при температуре ниже температуры точки Аг_х ледебурит будет состоять из цементита и перлита,

Структура серого чугуна. При весьма медленном охлаждении сплавов железа с углеродом происходит выделение графита. Для этого случая на диаграмме (рис. 60), кроме сплошных линий знакомой уже системы сплавов железо—цементит, нанесены линии системы сплавов железо—графит, несколько смещенные влево и вверх. Эти линии получены построением от критических точек термического анализа сплавов системы железо—графит. Таким образом, получаются как бы две диаграммы, наложенные друг на друга: цементитная — метастабильная (относительно устойчивого равновесия) и графитная — стабильная (близкая к абсолютно устойчивому равновесию).

№50 Высокопрочный чугун.

При получении высокопрочного чугуна дальнейшее повышение прочности и достижение значительной пластичности чугуна обеспечивается при модифицировании, определяющем получение глобулярного (шаровидного) графита вместо пластинчатого. Графит сфероидальной формы имеет меньшее отношение поверхности к объему, что определяет наибольшую сплошность металлической основы, а следовательно, и прочность чугуна. Такая форма графита получается при присадках в жидкий чугун магния или лигатурами (например, 20 % Mg + 80 % Ni). У высокопрочного чугуна — ферритная или перлитная основа (или их сочетание); он имеет по­вышенную пластичность 6 =2 — 17 % (у СЧПГ 0,2—0,5 %), а также ударную вязкость КС = 200— 600 кДж/м² (у СЧПГ 20— 50 кДж/м³).

ГОСТ 7293—79 устанавливает следующие марки ВЧШГ в отливках: ВЧ38-17, ВЧ42-12, ВЧ45-6, ВЧ50-2, ВЧ50-7, ВЧ60-2, ВЧ70-2, ВЧ80-2, ВЧ100-2, ВЧ120-2. Здесь первое число указывает минимальный предел прочности при растяжении (кгс/мм²), второе— относительное удлинение б (%).

Ковкий чугун — условное название мягкого и вязкого чугуна, получаемого из белого чугуна отливкой и дальнейшей термической обработкой; его не куют, но он достаточно пластичен в противоположность серому чугуну, поэтому его называют ковким. Ковкий чугун, как и серый, состоит из сталистой основы и содержит углерод в виде графита, однако графитовые включения в ковком чугуне иные, чем в обычном сером чугуне.

Свойства ковкого чугуна зависят от размера графитовых включений, но прежде всего они определяются структурой его металлической основы. В зависимости от состава и микроструктуры метал-