Чугуны. Лекция 6

углерода от 2,14 % до 6,67%.

Свойства чугунов:
высокая прочность;
низкая пластичность;
хорошие литейные свойства.

Применяются как литейные сплавы для изготовления литых деталей различной формы (корпуса, основания машин и аппаратов и др.).

Углерод в чугунах

в связанном
состоянии (в виде цементита)

в свободном состоянии (в виде графита)

одновременно в виде цементита и в виде графита

Структура графита

смеси (аустенит + цементит) FА+Ц и смеси (аустенит + графит) FА+Г от температуры при кристаллизации чугунов

Схемы изменения уровней свободной энергии при кристаллизации чугунов с низкой (а) и высокой (б) скоростями охлаждения: А – аустенит; Г – графит; Ц - цементит

а)

б)

А – аустенит; Ц – цементит; Г – графит; П – перлит; Ф – феррит; PSK – температура, соответствующая линии PSK диаграммы «железо – углерод»

графитизации равна нулю.
Свойства: высокая твердость и практически нулевая пластичность.
Применение: практически не поддается обработке режущим инструментом, поэтому как конструкционный материал не используется. Чаще всего белые чугуны используют для переплавки в стали.

Белый чугун

Чугуны

Белый

Серый

Высокопрочный

Ковкий

процессов графитизации.
Углерод: в свободном состоянии в виде пластинчатого графита.%C = 2,4…3,8%
Свойства: хорошие литейные свойства (хорошая жидкотекучесть в жидком состоянии, малая усадка).
Применение: для отливок станин, оснований станков, при изготовлении элементов двигателей – корпуса, головки, поршни и др.

Виды серых чугунов по строению металлической основы

ферритный

феррито-перлитный

перлитный

Маркировка: «СЧ», После букв указывается гарантированное значение предела прочности чугуна при растяжении в кГс/мм2

Пример: СЧ12 серый чугун с пределом прочности на растяжение 12 кГс/мм2

графитизации + в расплав вводят небольшое количество модификаторов (обычно магний или церий в количестве 0,03…0,07%).
Углерод: в свободном состоянии в виде шаровидного графита. %C = 2,7…3,6%
Свойства: хорошо обрабатываются резанием, обладают высокой прочностью и износостойкостью.
Применение: для изготовления ответственных изделий.

Маркировка: «ВЧ», После букв указывается гарантированное значение предела прочности чугуна при растяжении в кГс/мм2

Пример: ВЧ50 - высокопрочный чугун с пределом прочности на растяжение 50 кГс/мм2
Примеры других марок высокопрочного чугуна:
ВЧ 42 (ферритный);
ВЧ 45 (феррито-перлитый);
ВЧ 60; ВЧ 70; ВЧ 80; ВЧ 120 (перлитные).

Форма графитовых включений в высокопрочном чугуне

в виде хлопьевидного графита. %C = 2,5…3,0%
Свойства: хорошо обрабатываются резанием, обладают высокой пластичностью.
Применение: детали небольшого сечения, работающие при высоких динамических и статических нагрузках (картеры редукторов, ступицы – из ферритных; звенья и ролики цепей, втулки, муфты, тормозные колодки – из перлитных).

Маркировка: «КЧ», после которых указывается два числа. Первое число показывает гарантированное значение предела прочности чугуна при растяжении в кГс/мм2, а второе – относительную деформацию (удлинение) чугуна до разрушения, в процентах.

Пример: КЧ 50-4 – ковкий чугун с пределом прочности на растяжение 50 кГс/мм2 и относительным удлинением 4%.

Форма графитовых включений в ковком чугуне

Схема термического цикла графитизирующего отжига белого чугуна при получении ковкого чугуна