6.3.2. Микроструктура серого чугуна

Серый чугун, как уже было отмечено, получается непосредственно в процессе кристаллизации из жидкого состояния при медленном охлаждении в литейных формах.

В структуре серого чугуна ледебурит отсутствует, а углерод на­ходится в форме пластинчатого графита (в виде прожилок, лепестков, чешуек).

Металлическая основа (матрица) серого чугуна зависит от коли­чества связанного углерода (цементита), оставшегося в структуре после графитизации.

а) б) в)

Рис.6.4.- Схемы микроструктур серых чугунов

а – ферритный; б - ферритно-перлитный; в – перлитный

Если связанного углерода почти нет, то металлическая основа -ферритная, если связанного углерода 0,8% - перлитная, если меньше 0,8% - феррито-перлитная. Соответственно и чугун называют ферритным, перлитным, феррито-перлитным (рис.6.4).

Пластинчатая форма графита в значительной степени разупрочняет металлическую основу и придает серому чугуну повышенную хрупкость.

Серый чугун – самый дешевый литейный сплав. Имеет высокую жидкотекучесть и малую усадку, что позволяет получать тонкостенные фасонные отливки. Хорошо обрабатывается резанием: дает мелкую сыпучую стружку, графит является твердой смазкой и уменьшает тем самым износ инструмента. Благодаря графиту, в сером чугуне быстро затухают механические колебания, в том числе звуковые, что позволяет уменьшить шум при работе оборудования. Чугун нечувствителен к надрезам на поверхности деталей (в отличие от стали).

Детали из чугуна изготавливают литьем с последующей обработкой резанием. Для получения структуры серого чугуна в отливке сплав должен содержать много кремния и углерода, но мало марганца, чтобы не образовался цементит.

ГОСТ 1412-85 включает 6 основных марок серого чугуна. Чугун – единственный сплав, в марке которого зашифрован не химический состав, а механические свойства. Например, марка СЧ12 означает: серый чугун с пределом прочности при растяжении 120 МПа (12 кг/мм²).

Серые чугуны применяют для изготовления деталей, работающих с небольшими нагрузками, в основном, на сжатие. Это - колонны, опоры, корпуса, станины, крышки, суппорты, зубчатые колеса, канализационные трубы, ванны, батареи.

6.3.3. Микроструктура ковкого чугуна

Ковкий чугун получается путем отжига (графитизации) белого доэвтектического чугуна. В зависимости от режима отжига металличе­ская основа, также как и у серого чугуна, может быть ферритной, перлитной и феррито-перлитной (рис.6.5).

При отжиге белого чугуна графит кристаллизуется в виде хлопь­ев и называется графитом отжига. Ковкий чугун, благодаря равновероятной форме хлопьев, снижающей концентрацию напряжений, обладает повышенными характеристиками прочности и пластичности. Марки механических свойств ковкого чугуна предусмотрены ГОСТ 1215-79.

Несмотря на название, ковкий чугун практически не куется, но может, в случае коробления отливок, подвергаться рихтовке.

Ковкие чугуны маркируют буквами «К» - ковкий, «Ч» - чугун и цифрами. Первая группа цифр показывает предел прочности чугуна при растяжении, вторая - относительное его удлинение при разрыве. Например, КЧ 33-8 означает: ковкий чугун с пределом прочности при растяжении 33 кг/мм² (σ_в = 330 МПа) и относительным удлинением при разрыве δ = 8 %.

а) б) в)

Рис.6.5. Схемы микроструктур ковких чугунов

а – ферритный; б - ферритно-перлитный; в – перлитный