Ковкие чугуны

Термин «ковкий» для чугунов является условным, поскольку изделия из него, так же как из серого и высокопрочного, изготавливают не ковкой, а литьем. Ковкий чугун получают отжигом отливок из белого. В ходе процесса в структуре сплава образуется графит хлопьевидной формы (см. рис. 10.2в). Он и является основной причиной высоких прочностных и пластических характеристик чугуна.

Состав ковкого чугуна выдерживается в довольно узких пределах: 2,4 -3,0 % С; 0,8 - 1,5 % Si; 0,25 - 1,0 % Mn; менее 0,2 % Р и менее 0,12 % S (в зависимости от требуемой структуры металлической основы).

Сплав имеет пониженное содержание углерода и кремния. Это вызвано двумя условиями. Во-первых, для получения высоких прочностных характеристик следует уменьшить количество графитовых включений, чему способствует более низкая концентрация углерода. Во-вторых, необходимо избегать выделения пластинчатого графита при охлаждении отливок в форме. За данный факт отвечает малое содержание кремния в чугуне. Толщина сечения отливки не должна превышать 40 - 50 мм. При большем размере отливок в сердцевине образуется пластинчатый графит, и чугун становится непригодным для отжига.

Микрошлиф ферритного ковкого чугуна имеет темный или бархатисто-черный цвет вследствие большого количества равномерно распределенных в объеме металла хлопьев графита. Поэтому такой сплав называют черносердечным.

Ковкий чугун, в котором металлическая основа имеет структуру перлита, в изломе окрашен в более светлые (сталистые) тона. Вследствие этого данный чугун именуется светлосердечным.

Твердость ферритного чугуна 163 НВ. Перлитные ковкие чугуны обладают высокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Твердость перлитного чугуна 241 - 269 НВ.

Из отливок ковкого чугуна делают детали, работающие при ударных и вибрационных нагрузках. Так, ферритные ковкие чугуны используют для изготовления изделий, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках (картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы и т. д.), а также для менее ответственных деталей (головки, хомутики, гайки, глушители, фланцы, муфт и т. д.). Из перлитного ковкого чугуна производят вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, втулки, муфты, тормозные колодки и т. д. Ковкий чугун применяют главным образом для изготовления тонкостенных изделий в отличие от высокопрочного магниевого чугуна, который используют для деталей большого сечения.