17.Классификация графитосодержащих чугунов.

В машиностроении широкое применение нашли серые, высоко­прочные и ковкие чугуньт, в которых весь углерод или часть его на­ходится в виде графита,Микроструктура этих чугунов состоит из металлической основы и графитных включений. Изменял концентрацию углерода, крем­ния и марганца в чугуне, а также скорость охлаждения отливки, возможно регулировать степень графитизации чугуна и получать различную структуру его металлической основы: феррит, феррит и перлит или перлит. Феррит (Ф) образуется, когда графитизация проходит полностью и весь углерод находится в виде графита. Если графитизация проходит частично, то сохраняется часть цементита или весь цементит, входящие в состав перлита. В этих случаях ме­таллическая основа может состоять из:

1. феррита и перлита (Ф + П), соотношение которых между со­бой зависит от степени распада звтектоидного цементита, количе­ство связанного в цементите углерода в таких чугунах составляет 0,7-0,1%;2. перлите (П), в котором 0,8 % углерода находится в связанном состоянии, т. е. в цементите.

2. Перлит имеет более высокие твердость и прочность, чем феррит. Поэтому меньшей прочностью обладают чугуны на ферритной основе, с появлением в металлической основе перлита она возрастает. Наибольшую прочность имеют перлитные чугуны.Влияние металлической основы на некоторые свойства чугунов с графитом является определяющим. Так, твердость чугунов и пре­дел прочности при сжатии зависит в основном от металлической основы и мало отличаются от этих свойств сталей:

Феррит ............ 150 НВ

Ф + перлит ...................... 170-200 НВ

Перлит ....................... 200-250 Н

Вместе с тем прочность при растяжении и изгибе, а также пластичность (относительное удлинение) во ногом зависят от формы, количества, размеров и характера распределения графит­ных включений

18.Получение графитосодержащих чугунов. Графитизирующий отжиг доэвтектического белого чугуна.

Если отливку из белого доэвтектического чугуна под­вергнуть специальному графитизирующему отжигу, структура чугуна изменится и он приобретет высокую прочность и удовлетворительную пластичность. Такой отожженный чугун называется ковким.

Структура серогочугуна (см. рис. 8.1, а) фор­мируется непосредственно при кристаллизации его в от­ливке в соответствии с диаграммой стабильного равнове­сия системы Fe—С. Характер структурообразования при эвтектическом превращении определяется прежде всего содержанием углерода и кремния в сплаве, а также ско­ростью охлаждения. Установлено, что чем больше угле­рода и кремния в сплаве и чем ниже скорость его охлаж­дения, тем выше вероятность кристаллизации по диаграм­ме стабильного равновесия с образованием графитной эвтектики.Высокопрочныйчугун получают модифицированием (микролегированием) жидкого чугуна присадками (0,1...0,5 % магния от массы обрабатываемой порции чугуна, 0,2...0,3 % церия, иттрия и некоторых других элементов). При этом перед вводом модификаторов необходимо снизить содержание серы до 0,02...0,03 % (против 0,1...0,15 % в СЧ и КЧ), что су­щественно сдерживает широкое внедрение высокопроч­ного чугуна в производство.

Рекомендуемый химический состав высокопрочного чугуна (2,7...3,7 % С; 0,5...3,8 % Si) выбирается в зависи­мости от толщины стенки отливки (чем тоньше стенка, тем больше углерода и кремния). Часто в структуре от­ливок образуется ледебурит. В этом случае их подвер­гают высокотемпературному графитизирующему отжигу, подобно белому чугуну, для разложения цементита. Про­должительность отжига чугуна с графитом шаровидной формы значительно меньше продолжительности отжига белого, так как в ВЧ содержание графитизирующих эле­ментов (углерода, кремния) более высокое.