производство и поставка оборудования для механических испытаний, неразрушающего контроля, химического анализа и визуального контроля, диагностического оборудования, приборов визуального контроля, систем контроля доступа персонала, элементов систем умного производства. Испытательная лаборатория. Сервисный центр

Глава 7.3.2. Серый чугун

Серый чугун получил название по виду излома, имеющего серый цвет. Серые чугуны получают непосредственно литьем. Это доэвтекттеские чугуны, содержащие 2,4...3,8 % углерода, 1 ...4% кремния (графитизатор), 1,25... 1,4% марганца (повышает прочность).

Структура металлической основы определяется химическим составом чугуна и скоростью охлаждения отливки. Увеличение в чугуне содержания кремния и углерода способствует более полной графитизации. Аналогично влияние замедленного охлаждения. Графитизации — процесс диффузионный, поэтому он развивается полнее, если отливка дольше находится при высоких температурах, т.е. медленнее охлаждается. На рис. 7.1 приведены структурные диаграммы чугунов, определяющие структуру металлической матрицы в зависимости от химического состава чугуна (рис. 7.1, а) и от совместного влияния химического состава и толщины отливки (рис. 7.1, б).

Таблица 7.1. Структура металлической основы и формы графитовых включений

Рис. 7.1. Структурные диаграммы чугунов:

а — влияние углерода и кремния на структуру металлической основы; б — влияние скорости охлаждения (толщины стенки отливки) и суммарной концентрации углерода и кремния на структуру чугуна; I — белые чугуны; II — половинчатые (отбеленные) чугуны; III — серые перлитные чугуны; IV — серые ферритно-перлитные чугуны; V — серые ферритные чугуны

При малом содержании графитизаторов или большой скорости охлаждения графитизации не происходит, при таких условиях получается белый чугун (зона I).

При малой степени графитизации в структуре наряду с графитом присутствует перлит, а также сохраняется ледебурит. Такой чугун называется половинчатым (зона II).

Большая степень графитизации за счет увеличения в составе чугуна графитизаторов и (или) уменьшения скорости охлаждения в более толстых отливках последовательно приводит к получению следующих структур металлической основы: перлитной (зона III), ферритно-перлитной (зона IV) и, наконец, ферритной (зона V).

Наименьшей прочностью обладают серые чугуны. Пластинки графита в сером чугуне можно рассматривать как трещины, нарушающие целостность металла и, кроме того, являющиеся концентраторами напряжений. Пластинки уменьшают прочность чугуна при растяжении. Чем крупнее пластинки графита и менее равномерно они распределены по объему, тем ниже прочность чугуна. Минимальной прочностью обладает серый чугун на ферритной основе.

Разновидностью серых чугунов с пластинчатой формой графита можно считать чугуны с вермикулярной формой графита, в которых пластинки графита имеют меньший размер и более равномерно распределены в матрице. Чугуны с вермикулярной формой графита все чаще применяют вместо серых чугунов.

Вместе с тем включения графита не оказывают практического влияния на прочность при сжатии, потому что при таком нагружении трещины закрываются. Предел прочности при сжатии в 3—5 раз больше, чем при растяжении (примерно такой же, как у низкоуглеродистой стали, например СтЗ). Повышения прочности серых чугунов можно достигнуть модифицированием (например, 75%-ным ферросилицием в количестве 0,3...0,8 %) и легированием (хромом, никелем, алюминием). Свободный графит заметно снижает модуль упругости.

Вместе с тем наличие в структуре свободного графита определяет ряд преимуществ чугуна перед сталью:

  • лучшую обрабатываемость резанием, что обеспечивает хорошее стружкоотделение — стружка при обработке чугуна сыпучая, а не сливная, как у стали;
  • более высокие антифрикционные свойства благодаря смазывающему действию графита;
  • наличие демпфирующих свойств, так как графитовые включения гасят вибрации;
  • практически полное отсутствие чувствительности к поверхностным дефектам (надрезам и т.п.).

Серые чугуны обозначаются буквами СЧ (серый чугун) и цифрами, которые указывают предел прочности при растяжении в кгс/мм2 (1 кгс/мм2 = 10 МПа). Например, СЧ20 — серый чугун с пределом прочности при растяжении 20 кгс/мм2 (200 МПа).

Серые чугуны применяют для изготовления отливок станин, поршней цилиндров, зубчатых колес и др. Обладающие меньшей прочностью ферритные (СЧ10, СЧ15) и ферритно-перлитные (СЧ20, СЧ25) чугуны используют для менее нагруженных деталей; перлитные (СЧЗО, СЧ35) — для более нагруженных.

Обладающий хорошей жидкотекучестью серый чугун с повышенным содержанием фосфора (до 1,6 %) используют при производстве художественного литья.

В промышленности находят применение чугуны с особыми свойствами, в частности антифрикционными, которые обозначаются буквами АЧ.

С 2011 года научно-производственное предприятие «УКРИНТЕХ» успешно работает и развивается в области контроля качества материалов и изделий.

Контакты

ООО НПП "Укринтех":
г. Харьков, ул.Ковтуна, д.50, корпус "А-5"

Для почты:
а/я 2304, Харьков-1, 61001, Украина

ООО НПП "Укринтех"
+38 (050) 499-09-89; +38 (067) 560-89-39
+38 (067) 575-45-10; +38 (057) 768-09-02

"ЦНИ Лаборатория"
+38 (098) 262-48-92

Компания

Производство и поставка
испытательного оборудования, оборудования для металлографии, приборов НК и др.

Сервисный центр
Ремонт, сервисное обслуживание и модернизация оборудования.

Центр независимых исследований
Аккредитованная испытательная лаборатория.