Чугуны с графитом. Классификация. Области применения

По строению металлической основы чугун разделяют:

1) Перлитный чугун: Структура его состоит из перлита с включениями графита в виде прожилок; типично для серого чугуна. Перлит содержит 0,8%С, следовательно, это количество углерода в сером перлитном чугуне находится в связанном состоянии (т. е. в виде Fе₃С), остальное коли­чество находится в свободном виде, т. е. в форме графита (серый, ковкий, высокопрочный); 250НВ

2) Феррито-перлитный чугун Структура: Ф+П и включения веретенообразного графита. В этом чугуне количество связанного углерода меньше 0,8%С (серый); 200НВ

3) Ферритный чугун: В этом чугуне металлической осно­вой является феррит, весь углерод, имеющийся в сплаве, присутствует в форме графита (серый, ковкий). 150НВ

Графит в чугунах может быть в четырех основных формах:

1) Пластинч. графит - в обычном СЧ графит обра­зуется в виде лепестков;

2) Вермик. графит — в виде червеобразных прожилок;

3) Шаровидный графит - в высоко­прочных чугунах, выплавленных с присадкой небольшого количе­ства магния, графит приобретает форму шара.

4) Хлопьев. графит - если при отливке получить БЧ, а затем, исп. неустойчивость цементита, с помощью отжига разлагаем, графит приобретает, почти равноосную, но не округлую структуру.

При заливке образуется усадочная раковина, т.к. удельный объем жидкости больше чем затвердевшего мет.. При заливке чугунов с графитом, он компенсирует уменьшение объема => малая усадочная раковина. Величина усадки: 0,1-0,2%.

Свойства:

1) Величина усадки: 0,1-0,2%: изготовление точных размеров;

2) Низкая тем. плавления (1147°С): хорошо заполняют форму;

3) Мягкие, хорошо обраб. резаньем; Хрупкие;

4) Графит в качестве смазки в парах трения скольжения;

Чугуны с графитом. Марки.

Вид чугуна	Марка	Объяснение
Серый	Ф	СЧ 10, Сч12	Цифра это
Ф-П	СЧ20 Сч18-36
П	Сч30 Сч28-48
Высокопрочный	ВЧ 60-2, ВЧ 45-5, ВЧ 35-12
Ковкий	Ф	КЧ30-6, КЧ37-10
	П	КЧ45-6, КЧ63-2

В зависимости от формы графита: серые – пластинчатый графит СЧ25 (предел прочности 25 кгс/мм²), СЧ30, СЧ35, СЧ35, СЧ40, СЧ45;

ковкие – хлопьевидный графит,

ферритные: КЧ30-6, КЧ35-10 (предел прочности 35 кгс/мм², относительное удлинение 10%, твёрдость 149 HB, на ферритовой основе), КЧ37-12,

феррито-перлитные: КЧ45-6, КЧ50-4, КЧ60-3, КЧ63-2;

высокопрочные – шаровидный графит ВЧ45-5, ВЧ50-2, ВЧ60-2 (предел прочности 60 кгс/мм², предел текучести 40 кгс/мм², относительное удлинение 2%, твёрдость 200-280 HB, ВЧ70-2.

16. Чугуны марок: СЧ-20, КЧ-35-10, ВЧ 60-2.

СЧ-20Серые чугуны (графит пластинчатой формы) Феррито-перлитные

Предел прочности, МПа, (кгс/мм²) при растя­жении 196 (20)

Предел прочности, МПа, (кгс/мм²) при изгибе 392 (40)

Относи­тельное удлине­ние, %, не менее 1.

Назначение: станины станков и механизмов, поршни, цилиндры

КЧ-35-10 Ковкие чугуны (графит хлопьевидной формы). Ферритные.

Предел прочности, МПа, (кгс/мм²) при растя­жении 333 (35)

Относи­тельное удлине­ние, %, не менее 10 . Назначение: фланцы, муфты

ВЧ 60-2 Высокопрочные (магнитные) чугуны (графит шаровидной формы), перлитные

Относи­тельное удлине­ние, %, не менее 2.

Предел прочности, кгс/мм² при растя­жении 60. Назначение: цилиндры, поршни

17. Серые чугуны: применение в промышленности.

В зависимости от полноты протекания реакции графитизации, структура:

1. Реакция прошла полностью (содержание Si max, a Mn min). Скорость охлаждения большая и получается СЧ на ферритной основе. СЧ-10, СЧ-12-28
2. Реакция прошла частично (содержание Si меньше, a Mn больше). Масса отливки меньше. Получается СЧ на ферритно-перлитной основе. СЧ-20, СЧ-18-36
3. Реакция прошла в малой степени (содержание Si меньше, a Mn больше). Масса отливки меньше. Получается СЧ на перлитной основе. СЧ-30, СЧ-28-48

Свойства:

1) Графит в виде пластин, если мысленно извлечь графит, то образуется полость с острыми краями, в которых происходит концентрация напряжений.

Поэтому СЧ отличаются невысокой прочностью.

2) Механические свойства (осо­бенно пластичность) ниже, чем у других чугунов с графитом.

Применение:

1) Отливки из этого чугуна получают в земляных и металлических (чугунных) формах — кокилях. С увеличением толщины отливки и, следовательно, с замедлением охлаждения и при повышенном содержании кремния образуется больше графита и его пластинки крупнее, а в металлической основе возрастает количество феррита. У отливок меньших размеров и при несколько пониженном содержании кремния (или соответственно при более высоком содержании марганца количество графита уменьшается, а металлическая основа становится феррито-перлитной и пер­литной, что повышает прочность.

2) Из-за сравнительной простоты отливки серые чу­гуны были самым распространенным видом.

3) Ценный конструкционный материал, широко применяемый в деталях машин, главным образом тогда, когда они не испытывают значительных растягивающих и ударных нагрузок.