Вопрос 24. Высокопрочный чугун. Хим. Состав, стр-ра, маркировка и область применения

Микроструктура чугуна состоит из металлической основы и графитных включений. Св-ва чугуна зависят от св-в металлической основы и характера включений графита. Графит высокопрочного чугуна имеет шаровидный вид. По мере округления графитных включений механич св-ва чугунаувеличиваются. Округлённая форма графита достигается модифицированием. Модификаторами чугуна служат SiCa, FeSi, Al, Mg. При использовании в качестве модификатора Mg, вводимого перед разливкой в количестве до 0,5%, получают высокопрочный чугун с шаровидной формой включения графита. Mg обычно вводят в автоклавах. Действие Mg объясняется увеличением поверхностного натяжения графита и образованием микропузырьков пара, в кот диффундирует углерод. Маркируют высокопрочный чугун буквами ВЧ и цифрами, характеризующими величину временного сопротивления, н-р ВЧ35 (_В>350МПа, _0,2>220МПа, >22% твёрдость 140…170НВ). Из высокопрочных чугунов изготавливают ответственные детали: зубчатые колёса, коленчатые валы.Механические свойства высокопрочного чугуна позволяют приме­нять его для изготовления деталей машин, работающих в тяжелых ус­ловиях, вместо поковок или отливок из стали. Из высокопрочного чугуна изготовляют детали прокатных станов, кузнечно-прессового оборудования, паровых турбин, тракторов, автомобилей (коленчатые валы, поршни) и др. Низкое содержание серы и фосфора и небольшие пределы содержания других химических элементов обеспечиваются тем, что такой чугун выплавляют не в вагранке, а в электрической печи. После термической обработки механические свойства чугуна получаются весьма высоки­ми: Ов= 620-650 МПа; §= 8-12 % и твердость НВ = 192-240.

Вопрос 25. Ковкий чугун. Хим. Состав, стр-ра, маркировка и область применения

Микроструктура чугуна состоит из металлической основы и графитных включений. Св-ва чугуна зависят от св-в металлической основы и характера включений графита. Ковкий чугун — условное название более пластичного чугуна по сравнению с серым. Ковкий чугун никогда не куют. Отливки из ковкого чугуна получают длительным отжигом отливок из белого чугуна с перлитнс-цементитной структурой. Толщина стенок отливки не должна превышать 40—50 мм. При отжиге цементит белого чугуна распа­дается с образованием графита хлопьевидной формы. Состав ковкого чугуна довольно стабилен: (2,2…3)% С, (0,7…1,5)% Si, (0,2…0,6)% Mn, 0,2 P, 0,1 S. Из-за низкого содержания С ковкий чугун выплавляют не в вагранке, а в электропечи. После заполнения форм отливки быстро охлаждают и получают структуру белого чугуна. Затем отливки подвергают длительному отжигу (до 2 суток) – томлению, предохраняя их от окисления печными газами засыпкой песком и др. В рез-те отжига структура состоит из зёрен феррита или перлита и хлопьев графита. Излом чугуна, структура кот состоит из феррита и графита, тёмный. Такой ковкий чугун называют чёрносердечным, т.к. он содержит сравнительно много графита. Если в области эвтектоидного превращения проводить более быстрое охлаждение, то в структуре сохранится перлит. Такой чугун называют перлитным ковким чугуном или светлосердечным. В его структуре содержится графита меньше, чем в ферритном ковком чугуне. Маркируют ковкий чугун буквами КЧ и цифрами временного сопротивления и относительного удлинения, н-р КЧ35-10. Механич св-ва и химич состав КЧ33-8 (ферритный чугун): (2,6…2,9)% С, (1 …1,6)% Si, (0,4…0,6)% Mn, P<0,18% и S<0,2%, _В>323МПа, >8%, твёрдость = (100…163)НВ; КЧ55-4 (перлитный чугун): (2,5…2,8)% С, (1,1 …1,3)% Si, (0,3…1)% Mn, P<1,1% и S<0,2%, _В>539МПа, >4%, твёрдость = (192…241)НВ

Ковкий чугун широко применяют в автомобильном, сельскохозяйст­венном и текстильном машиностроении. Из него изготовляют детали высо­кой прочности, способные воспринимать повторно-переменные и удар­ные нагрузки и работающие в условиях повышенного износа (тормозные колодки, ступицы, пальцы режущих аппа­ратов сельскохоз. машин, шестерни, крючковые цепи и др.). Широкое распространение ковкого чугуна, занимающего по механичес­ким свойствам промежуточное положение между серым чугуном и сталью, обусловлено лучшими по сравнению со сталью литейными свойствами белого чугуна, что позволяет получать отливки сложной формы. Ковкий чугун характеризуется достаточно высокими антикоррозионными свой­ствами и хорошо работает в среде влажного воздуха, топочных газов и воды.