Глава 1. Металлические материалы / Глава 1.1. Основные сведения о производстве металлов и сплавов / Глава 1.1.3. Передельные чугуны
. Чугуны классифицируют по структуре в зависимости от формы содержания в них углерода. Углерод в чугуне может находиться в виде химического соединения с железом, называемого цементитом Fе3С (белый чугун), или в виде графита (серый чугун).
В белых чугунах углерод находится в связанном состоянии в виде карбида железа. Такой чугун в изломе имеет блестящий белый цвет, высокую твердость, хрупок, трудно поддается механической обработке. Белые чугуны перерабатывают в сталь, и поэтому их называют передельными. Широко используются в промышленности серые чугуны (с пластинчатым графитом), высокопрочные (с шаровидным графитом) и ковкие чугуны, в которых весь углерод или его часть находится в виде хлопьевидного графита. Чем больше в чугуне графита, тем ниже его механические свойства. Однако в некоторых условиях наличие графита в чугуне обеспечивает его хорошую обрабатываемость резанием и высокие антифрикционные свойства. В изломе чугун с пластинчатым графитом (литейный) светло-серого или темно-серого цвета. Углерод в нем содержится в форме пластинок графита. Чугун с пластинчатым графитом в расплавленном состоянии обладает высокой жидкотекучестью и хорошо заполняет форму. Условное обозначение марки включает буквы СЧ - серый чугун и значение временного сопротивления при растяжении в кгс/мм2 (СЧ10, СЧ15, СЧ21, СЧЗО и др.). Из серого чугуна изготовляют отливки для корпусов насосов, редукторов, подшипников, кареток, маховиков, станин станков, цилиндров и т. д.
При добавке в серый чугун присадок в виде магния или других специальных присадок графит в чугуне приобретает шаровидную форму, что обеспечивает его высокую прочность. Такие чугуны называют высокопрочными. Высокопрочные чугуны обозначают буквами ВЧ и цифрами (ВЧ40, ВЧ50 и др.). Условное обозначение марки включает буквы ВЧ - высокопрочный и цифровое обозначение минимального значения временного сопротивления при растяжении в МПа⋅10-2. Из таких чугунов изготовляют прокатные валки большой массы, траверсы прессов, шаботы ковочных молотов, корпуса турбин, поршни, коленчатые валы и другие детали ответственного назначения.
Ковкий чугун - это белый чугун, подвергнутый отжигу с получением графита микроструктуры, состоящей из феррита и перлита в различных соотношениях и углерода отжига хлопьевидной формы, что обеспечивает его пластичность. Ковкий чугун обозначают буквами КЧ и цифрами: первая цифра - временное сопротивление разрыву (МПа), следующая - относительное удлинение (%) (КЧ 30-6, КЧ 35-10, КЧ 45-7, КЧ 55-4 и др.).
Из ковких чугунов изготовляют корпуса редукторов, ступицы, крюки, задние мосты автомобилей, гайки, фланцы муфт, карданные валы, тормозные колодки и др. изделия.