Чугун с вермикулярным графитом

Перспективным видом чугуна является чугун с вермикулярной (червеобразной) формой графита.Вермикулярный графит представляет собой округлые утолщённые короткие включения, определяющие высокие механические свойства чугуна, более высокие электро- и теплопроводность по сравнению с чугуном с шаровидным графитом.

По типу структуры металлической основы различают:

– ферритные (наиболее пластичные, но наименее прочные);

– ферритно-перлитные;

–перлитные (наиболее прочные) чугуны.

Червеобразная утолщённая форма графита образуется чаще всего в низколегированном чугуне с перлитной металлической основой. Для получения в структуре вермикулярного графита чугун подвергается модифицированию сфероидизирующими присадками, как и высокопрочный чугун с шаровидным графитом, но в меньшем количестве.

Оптимальная форма включений графита получается при остаточном содержании Mg в чугуне 0,015-0,028%. Для исключения пироэффекта и дымовыделения используют различные лигатуры с редкоземельными металлами. Остаточное содержание суммы РЗМ в чугуне должно составлять 0,10-0,20%. Для получения ЧВГ применяют также лигатуры, содержащие одновременно сфероидизирующие (Mg, Се и др.) и десфероидизирующие (Ti, Аl) присадки, а также кальций.

ГОСТ 28394-89 устанавливает четыре марки ЧВГ для изготовления отливок и регламентирует их механические свойства. Эти марки чугуна могут иметь в структуре кроме графита вермикулярной формы не более 40% шаровидного графита.

ЧВГ сочетает в себе положительные свойства чугуна с пластинчатым графитом (высокие литейные свойства и теплопроводность) и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (достаточно высокие прочность и пластичность).

Для ЧВГ характерны также высокие модуль упругости и предел выносливости. Механические свойства ЧВГ определяются в основном формой графита и количественным соотношением включений вермикулярного и шаровидного графита.

Существенным резервом улучшения свойств ЧВГ является термообработка и дополнительное легирование. Применяя ферритизирующий отжиг, можно получить чугун с высокими пластическими свойствами. Нормализация, наоборот, повышает прочностные характеристики ЧВГ. Дело в том, что нормализация существенно повышает количество перлита в структуре металлической основы, однако полностью не устраняет феррит. Для увеличения количества перлита в металлической основе чугуна с целью повышения его прочности чугун легируют медью (0,8-1,0%). Легирование перлитного чугуна марки ЧВГ45 никелем (0,8-1,2%) и молибденом (0,2-0,4%) повышает его теплостойкость и износостойкость.

ЧВГ имеет хорошие технологические свойства. Он лучше обрабатывается резанием, чем чугун с шаровидной формой графита. ЧВГ имеет хорошую жидкотекучесть, равную жидкотекучести серого чугуна с пластинчатым графитом.

Для изготовления отливок применяются чугуны следующих марок: ЧВГ 30, ЧВГ 35, ЧВГ 40, ЧВГ 45.

Условное обозначение марки включает: букву Ч - чугун; буквы ВГ - форма графита (вермикулярный графит) и цифровое обозначение минимального значения временного сопротивления разрыву при растяжении в кгс/мм².

Механические свойства чугуна в литом состоянии или после термической обработки должны соответствовать нормам, указанным в табл. 1.