Глава X

ИЗГОТОВЛЕНИЕ ОТЛИВОК ИЗ СЕРОГО ЧУГУНА

Вес чугунных отливок в машиностроении составляет в среднем около 50% веса всех машин. На 1 млн. руб. машиностроительной продукции чугунное литье составляет около 200 000 руб. Толщина стенок отливок колеблется в пределах от 2 до 500 мм и более, а вес — от 10 г до 250 т.

Серый чугун является самым дешевым из литейных материалов. Меха­нические свойства чугуна зависят от величины зерна основной металли­ческой массы, от размера и характера распределения включений графита, а также от соотношения между общим, связанным и свободным углеродом. В обычном сером чугуне графит располагается в виде пластинок. Эти пла­стинки размещаются в чугуне между основной металлической массой и дей­ствуют как надрезы. По этой причине серый чугун с пластинчатым графи­том обладает низкой пластичностью. Но наличие графита в чугуне придает ему меньшую чувствительность к внешним надрезам. Вследствие этого в чугунной отливке надрезы, углы, резкие переходы, неметаллические ; включения, газовые раковины и поры в очень малой степени понижают ее кон­струкционную прочность.

Чугун обладает способностью рассеивать колебания при переменных и вибрационных нагрузках. Это свойство называют в технике циклической вязкостью. Благодаря высокой циклической вязкости серый чугун является хорошим конструкционным материалом, который во многих случаях может с успехом заменять сталь (например, коленчатые валы). Кроме того, отдель­ные марки серого чугуна имеют достаточно высокую механическую проч­ность. Последним объясняется широкое применение серого чугуна для изго­товления разнообразных машиностроительных деталей.

По физико-механическим характеристикам применяемые в промышлен­ности серые чугуны можно условно разделить на четыре группы прочности:

а) малой;

б) средней;

в) повышенной;

г) высокой.

Чугуны с повышенной прочностью имеют мелкое завихренное строение графита или же графитовые включения зернистой формы.

Кроме конструкционных чугунов, в технике применяют чугуны со спе­циальными свойствами. Сюда относятся чугуны износоупорные, электро­магнитные, термостойкие и химически стойкие. Эти свойства достигаются введением в состав чугуна различных элементов. Такие чугуны называются легированными. Указанные чугуны находят широкое применение в технике и употребляются в тех случаях, когда от отливки, кроме определенной проч­ности, требуется еще какое-нибудь дополнительное свойство. В ГОСТ дана классификация серых чугунов по механическим свойствам.

Марки чугунного литья

Серые конструкционные чугуны представлены в Общесоюзном стандарте 10 марками: СЧ 00, СЧ 12-28, СЧ 15-32, СЧ 18-36, СЧ 21-40, СЧ 24-44, СЧ 28-48, СЧ 32-52, СЧ 35-56, СЧ 38-60, где буквы СЧ означают «серый чугун», первое число определяет предел прочности при растяжении в кг/мм², второе число — предел прочности при изгибе в кг/мм².

Химический состав чугунов ГОСТ не лимитирует. Это объясняется тем, что механические свойства чугунов зависят от многих факторов. Так, на­пример, чугун одинакового состава в стенках разной толщины имеет раз­личные механические свойства; две одинаковые отливки, одна из которых получена в земляной, а другая в металлической форме, а также отливки, полученные в одинаковых формах, но охлажденные с различной скоро­стью, будут обладать различными свойствами. Даже в одной и той же отливке механические свойства не везде одинаковы. Если из серого чугуна изготовить толстостенную отливку, то прочность металла в поверхностных слоях стенки оказывается выше, а в центре сечения ниже.

Те или другие свойства отливки или отдельных ее частей зависят от структуры чугуна, структура же, или строение, чугуна определяется строе­нием составляющих ее элементов, называемых кратко структурными соста­вляющими.