Ковкий чугун

Получают отжигом белого доэвтектического чугуна.

Хорошие свойства у отливок обеспечиваются, если в процессе кристаллизации и охлаждения отливок в форме не происходит процесс графитизации. Чтобы предотвратить графитизацию, чугуны должны иметь пониженное содержание углерода и кремния.

Ковкие чугуны содержат: углерода – 2,4…3,0 %, кремния –0,8…1,4 %, марганца –0,3…1,0 %, фосфора – до0,2 %, серы – до0,1 %.

Формирование окончательной структуры и свойств отливок происходит в процессе отжига, схема которого представлена на рис. 11.4. 

Отливки выдерживаются в печи при температуре 950…1000⁰ Св течении15…20часов. Происходит разложение цементита.

Структура после выдержки состоит из аустенита и графита (углерод отжига).При медленном охлаждении в интервале 760…720^oС, происходит разложение цементита, входящего в состав перлита, и структура после отжига состоит из феррита и углерода отжига (получается ферритный ковкий чугун).

При относительно быстром охлаждении вторая стадия полностью устраняется, и получается перлитный ковкий чугун.

Структура чугуна, отожженного по режиму в, состоит из перлита, феррита и графита отжига (получается феррито-перлитный ковкий чугун)

Отжиг является длительной 70…80часов и дорогостоящей операцией. В последнее время, в результате усовершенствований, длительность сократилась до 40 часов.

Различают 7 марок ковкого чугуна: три с ферритной (КЧ 30 – 6) и четыре с перлитной (КЧ 65 – 3) основой (ГОСТ 1215).

По механическим и технологическим свойствам ковкий чугун занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. Недостатком ковкого чугуна по сравнению с высокопрочным является ограничение толщины стенок для отливки и необходимость отжига.

Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках.

Из ферритных чугунов изготавливают картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы, хомутики, муфты, фланцы.

Из перлитных чугунов, характеризующихся высокой прочностью, достаточной пластичностью, изготавливают вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, тормозные колодки.

Обозначаются индексом КЧ (высокопрочный чугун) и двумя числми, первое из которых показывает значение предела прочности, умноженное на 10^-1, а второе – относительное удлинение - КЧ 30 - 6.

17. Классификация и маркировка углеродистых сталей

Стали классифицируют по способу произ­водства, химическому составу, способу раскисления, на­значению, качеству ,и структуре.

По способу производства различают мартеновскую, кислородно-конверторную, бессемеровскую, томасов-скую и электросталь.

По условиям и степени раскисления различают спо­койные, кипящие и полуспокойные стали. Спокойные стали получают полным раскислением металла в печи, а затем в ковше. Кипящие стали полностью не раскислены. Полуспокойные стали представляют собой стали промежуточного типа. Они получают все большее при­менение.

По химическому составу углеродистые стали делят на малоуглеродистые (до 0,3% углерода), среднеугле-родистые (0,3.. .0,6 % углерода) и высокоуглеродистые (более 0,6 % углерода).

По назначению углеродистые стали делят на конст­рукционные и инструментальные. Конструкционные, в; свою очередь, подразделяют на строительные (до 0,3 %, углерода) и машиностроительные (до 0,5 % углерода)¹. Инструментальные стали изготовляют для режущего,, измерительного и штампового инструмента.

По качеству стали делят на обыкновенного качества¹ (5^0,06%; PsCO.04%), качественные (S<0,04 %, Р^0,04%) и стали повышенного качества (5s^0,03%; Р< 0,03%),

По структуре в отожженном состоянии углеродистые стали подразделяют на доэвтектоидпые, эвтектоидиые И заэвтектоидные.

В СССР приняты стандарты па углеродистую сталь, которые устанавливают маркировку, химический состав, способ производства и раскисления, механические свой­ства и правила приемки. Предусмотрено два типа угле­родистых сталей: обыкновенного качества и качест­венные.

Принято буквенно-цифровое обозначение сталей

 

Углеродистые стали обыкновенного качества (ГОСТ 380).

 Стали содержат повышенное количество серы и фосфора.Маркируются Ст.2кп., БСт.3кп, ВСт.3пс, ВСт.4сп. Ст – индекс данной группы стали. Цифры от 0 до 6 - это условный номер марки стали. С увеличением номера марки возрастает прочность и снижается пластичность стали. По гарантиям при поставке существует три группы сталей: А, Б и В. Для сталей группы А при поставке гарантируются механические свойства, в обозначении индекс группы А не указывается (Ст. 0, Ст. 1, Ст. 3, Ст. 4, Ст. 5, Ст. 6). Для сталей группы Б гарантируется химический состав (БСт. 0, БСт. 1, БСт. 2, БСт. 3, БСт. 4, БСт. 5,. БСт. 6). Для сталей группы В при поставке гарантируются и механические свойства, и химический состав (ВСт. 2, ВСт. 3, ВСт. 4, ВСт. 5).

Индексы кп, пс, сп указывают степень раскисленности стали: кп - кипящая, пс - полуспокойная, сп - спокойная.

Вместе с буквенно-цифровым обозначением стали маркируют несмываемой краской, при этом независимо от группы и степени раскисления используют следую­щие цвета: Ст. 0 — красный и зеленый; Ст. 1 — белый и черный; Ст. 2 — желтый; Ст. 3 — красный; Ст. 4 — чер­ный; Ст. 5 — зеленый; Ст. 6 — синий.

Сталь всех групп с номерами 1, 2, 3 и 4 по степени раскисления изготовляют кипящей, полуспокойной и спокойной; с номерами 5 и 6 — полуспокойной и спо­койной.

 Качественные углеродистые стали

 Качественные стали поставляют с гарантированными механическими свойствами и химическим составом (группа В). Степень раскисленности, в основном, спокойная.

Конструкционные качественные углеродистые стали Маркируются двухзначным числом, указывающим среднее содержание углерода в сотых долях процента. Указывается степень раскисленности, если она отличается от спокойной.

Сталь 08 кп, сталь 10 пс, сталь 45.

Содержание углерода, соответственно, 0,08 %, 0,10 %, 0.45 %.

Инструментальные качественные углеродистые стали маркируются буквой У (углеродистая инструментальная сталь) и числом, указывающим содержание углерода в десятых долях процента.

Сталь У8, сталь У13.

Содержание углерода, соответственно, 0,8 % и 1,3 %

Инструментальные высококачественные углеродистые стали. Маркируются аналогично качественным инструментальным углеродистым сталям, только в конце марки ставят букву А, для обозначения высокого качества стали.

Сталь У10А.