Высокопрочный чугун. Высокопрочный (модифицированный) чугун имеет шаровидную форму графитных включений

Высокопрочный (модифицированный) чугун имеет шаровидную форму графитных включений. Этот чугун получают при добавлении в жидкий чугун присадок (модификаторов) – магния, церия или редкоземельных металлов в количестве 0,3 – 0,7 % от веса жидкого чугуна.

Под действием модификаторов графит в процессе кристаллизации высокопрочного чугуна принимает не пластинчатую, а шаровидную форму (рис. 6.2, д).

Металлическая основа высокопрочного серого чугуна такая же, как и у обыкновенного – ферритная (при полной графитизации), феррито-перлитная или перлитная (при неполной графитизации).

Шаровидные включения графита в этом чугуне не играют роли острых надрезов в металлической основе и не создают резкой концентрации напряжений, поэтому чугун с шаровидной формой графита имеет более высокие значения прочности и пластичности (отсюда и его название – «высокопрочный»). Его механические свойства приближаются к свойствам стали. Кроме высоких значений пластичности и прочности, высокопрочный чугун характеризуется хорошей восприимчивостью к термической обработке (по сравнению с обыкновенным серым чугуном), что дает возможность в значительных пределах регулировать структуру и свойства отливок из этого чугуна.

Сочетание в высокопрочном чугуне ценных свойств чугуна и стали обуславливает его широкое применение в качестве конструкционного материала для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях ударных нагрузок (коленчатые валы автомобильных двигателей, ступица колеса, гильзы блока цилиндра).

Марки высокопрочных чугунов обозначаются буквами ВЧ и двумя числами, показывающими прочность на разрыв : ВЧ-40, ВЧ-45, ВЧ-60 и др. (ГОСТ 7293 - 85).

Ковкие чугуны

При получении из чугунов тонкостенных отливок, вследствие ускоренной кристаллизации, отливки приобретают структуру белого чугуна. Поскольку такие отливки не могут эксплуатироваться при ударных нагрузках, их подвергают графитизирующему отжигу на ковкий чугун. При отжиге в результате процесса графитизации происходит распад цементита белого чугуна с образованием графита хлопьевидной формы. В зависимости от степени графитизации ковкий чугун также может иметь различную структуру металлической основы (рис. 6.2, г).

Для ковкого чугуна характерны высокие показатели относительного удлинения, ударной вязкости и предела прочности. Название «ковкий» подчеркивает большую пластичность данного чугуна по сравнению с обыкновенным серым чугуном. Детали из ковкого чугуна полностью свободны от остаточных литейных напряжений.

Ковкий чугун маркируется буквами КЧ и двумя числами, показывающими предел прочности на разрыв и относительное удлинение : КЧ-30-6, КЧ-35-10, КЧ-60-3.

Химический состав и физико-механические свойства некоторых чугунов приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Механические свойства и химический состав

некоторых серых чугунов