Високоміцний чавун з кулястим графітом
Високоміцні чавуни (ДЕРЖСТАНДАРТ 7293) можуть мати феритну (ВЧ 35), феритно-перлітну (ВЧ45) і перлітну (ВЧ 80) металеву основу. Одержують ці чавуни із сірих, у результаті модифікування магнієм або церієм (додається 0,03...0,07%від маси виливка). У порівнянні із сірими чавунами, механічні властивості підвищуються, це викликано відсутністю нерівномірності в розподілі напруг через кулясту форму графіту.
Чавуни з перлітною металевою основою мають високі показники міцності при меншому значенні пластичності. Співвідношення пластичності й міцності феритних чавунів - зворотне.
Високоміцні чавуни мають високу межу плинності,
що вище границі текучості сталевих виливків. Також характерна досить висока ударна в'язкість і усталена міцність,при перлітній основі.
Високоміцні чавуни містять: вуглецю – 3,2...3,8%,кремнію – 1,9...2,6%,марганцю – 0,6...0,8%,фосфору – до 0,12 %, сірки – до 0,3 %.
Ці чавуни володіють високої рідкоплинність, лінійна усадка - близько 1%. Ливарні напруги у виливках трохи вище, ніж для сірого чавуну. Через високий модуль пружності досить висока оброблюваність різанням. Мають задовільну зварюваність.
З високоміцного чавуну виготовляють тонкостінні виливки (поршневі кільця), шаботи кувальних молотів, станини й рами пресів і прокатних станів, ізложниці, різцедержавка, планшайби.
Виливка колінчатих валів масою до 2..3 т, замість кутих валів зі сталі, мають більше високу циклічну в'язкість, малочутливі до зовнішніх концентраторів напруги, мають кращі антифрикційні властивості й значно дешевше.
Позначаються індексом ВЧ (високоміцний чавун) і числом, що показує значення межі міцності, помножене на ВЧ 100.
Ковкий чавун
Одержують відпалом білого доевтектичного чавуну.
Гарні властивості у виливків забезпечуються, якщо в процесі кристалізації й охолодження виливків у формі не відбувається процес графітизації. Щоб запобігти графітизації, чавуни повинні мати знижений зміст вуглецю й кремнію.
К
овкі
чавуни містять: вуглецю – 2,4..3,0%,кремнію
– 0,8...1,4%,марганцю
– 0,3...1,0%,фосфору
– до 0,2
%,
сірки – до 0,1
%.
Формування остаточної структури й властивостей виливків відбувається в процесі відпала, схема якого представлена на мал.
Відпал ковкого чавуну.
Виливка
витримується в печі при температурі
950…1000
С
у плині 15...20
годин. Відбувається розкладання
цементиту:
.
Структура після витримки складається з аустеніту й графіту (вуглець відпалу). При повільному охолодженні в інтервалі 760…720oЗ, відбувається розкладання цементиту, що входить до складу перліту, і структура після відпала складається з фериту й вуглецю відпал (виходить феритний ковкий чавун).
При відносно швидкому охолодженні (режим б,) друга стадія повністю усувається, і виходить перлітний ковкий чавун.
Структура чавуну, відпаленого по режиму в, складається з перліту, фериту й графіту відпала (виходить феритно-перлітний ковкий чавун)
Відпал є тривалою 70...80 годин і дорогою операцією. Останнім часом, у результаті вдосконалень, тривалість скоротилася до 40 годин.
Розрізняють 7 марок ковкого чавуну: три з феритною (КЧ 30 - 6) і чотири з перлітною (КЧ 65 - 3) основою (ДЕРЖСТАНДАРТ 1215).
По механічних і технологічних властивостях ковкий чавун займає проміжне положення між сірим чавуном і сталлю. Недоліком ковкого чавуну в порівнянні з високоміцним є обмеження товщини стінок для виливка й необхідність відпалу.
Виливка з ковкого чавуну застосовують для деталей, що працюють при ударних і вібраційних навантаженнях.
З феритних чавунів виготовляють картери редукторів, маточини, гаки, скоби, хомутики, муфти, фланці.
З перлітних чавунів, що характеризуються високою міцністю, достатньою пластичністю, виготовляють качани карданних валів, ланки й ролики ланцюгів конвеєра, гальмові колодки.
Позначаються індексом КЧ (високоміцний чавун) і двома числами, перше з яких показує значення межі міцності, помножене на, а друге - відносне подовження - КЧ 30 - 6.