Марки чугуна расшифровка таблица

Сплавы железа с углеродом, в которых содержание углерода превышает 2,14 %, называют чугуном. Углерод в чугунах может находиться в свободном состоянии в виде графита и в связанном состоянии в виде карбидов. По химическому составу чугуны делятся на нелегированные, в которых, кроме железа и углерода, содержатся кремний, марганец, сера, фосфор, и легированные, в которых могут содержаться, кроме перечисленных элементов, также хром, никель, медь и другие полезные компоненты. В отличие от стали химический состав чугуна еще не характеризует полностью его свойства. Структура чугуна и его основные свойства зависят как от химического состава, так и от того, в каком состоянии находится углерод (табл. 5.1).

Микроструктуры чугунов

Чугуны подразделяются на две группы:

1) чугуны в которых весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита или других карбидов;

2) чугуны, в которых весь углерод или часть его находится в свободном состоянии в виде графита.

К первой группе чугунов относятся белые чугуны. Излом такого чугуна белый (рис. 5.11), блестящий. Белые чугуны очень хрупкие и твердые, плохо поддаются механической обработке режущим инструментом Белые чугуны в машиностроении используются редко, они обычно идут на передел в сталь или используются для получения ковкого чугуна.

Структура белых чугунов соответствует диаграмме равновесного состояния «железо – цементит». Образуется она в результате ускоренного охлаждения железоуглеродистых сплавов, содержащих более 2,0 % углерода при литье.

По структуре белые чугуны делятся на:

а) доэвтектические, содержащие от 2 до 4,3 % углерода; структура их состоит из перлита, вторичного цементита и ледебурита;

б) эвтектические, содержащие 4,3 % углерода, структура их состоит из ледебурита;

в) заэвтектические, содержащие от 4,3 до 6,67 % углерода; структура их состоит из первичного цементита и ледебурита.

Следовательно, структура этих чугунов отличается от структуры стали наличием в них ледебурита или ледебурита и первичного цементита.

Ко второй группе чугунов относятся серые, высокопрочные и ковкие чугуны. Излом этих чугунов будет серый, матовый. В их структуре (рис. 5.12) различают: металлическую основу (структуру) и форму выделения графита. В серых чугунах графит выделяется в виде пластинок (прожилок, чешуек); в высокопрочных – в виде шаров; в ковких – в виде хлопьев. По структуре металлической основы серые чугуны подразделяются в основном на следующие группы:

1) ферритные, со структурой феррита и графита; количество связанного углерода менее 0,025 %;

2) ферритно-перлитные, со структурой феррита, перлита и графита; количество связанного углерода от 0,025 до 0,8 %;

3) перлитные, со структурой перлита и графита; количество связанного углерода от 0,025 до 0,8 %;

Структура этих чугунов отличается от структуры стали только наличием свободного грaфитa.

Получение углерода в свободном или связанном состоянии зависит от процессов графитизации, т.е. условий образования графита. На процесс графитизации чугуна

существенное влияние оказывают скорость охлаждения, количество присутствующих в нем примесей, легирующих элементов и центров кристаллизации (модификаторов). Увеличение скорости охлаждения способствует выделению углерода в связанном состоянии в виде цементита.

Все элементы, вводимые в чугун, делятся на элементы, препятствующие графитизации (Мn, Cr, W, Mo, S, Р и др ), которые способствуют получению углерода в связанном состоянии в виде легированного цементита и других карбидов и препятствуют распаду его при повышенных температурах; и на графитообразующие элементы (Si, С, Al, Ni, Cu и др.), которые способствуют получению углерода в свободном состоянии в виде графита. Примеси Мn, Si, S, Р, присутствующие в чугуне, главным образом и влияют на условия графитизации, а следовательно, на структуру и свойства чугуна.

Для того чтобы избежать отбела чугуна, детали тонкого сечения отливают из чугуна с повышенным содержанием графитообразующих элементов (Si, С, Ni). Для отливок деталей крупного сечения можно применять чугун с меньшим содержанием этих элементов. Размер и форма выделившихся графитных включений зависят также от наличия в жидком чугуне центров кристаллизации. Центрами кристаллизации могуг быть мельчайшие частички окислов.

Воздействие на процесс графитизации с помощью образования дополнительных центров кристаллизации называется модифицированием. Модификаторы вводят в жидкий чугун перед его разливкой. Подбирая соответствующие модификаторы и их количество, можно не только измельчить графитные включения, но также изменить, форму образующегося графита – вместо пластинчатой формы получить шаровидную, то есть высокопрочный чугун.

Поскольку структура серых, высокопрочных и ковких чугунов состоит из металлической основы и графитных включений, то и свойства чугунов будут зависеть от свойств металлической основы и от количества, формы и характера распределения графитных включений. Свойства металлической основы так же, как и у стали, будут зависеть от ее структуры. С увеличением количества перлита твердость и прочность на разрыв будут увеличиваться, а пластичность – уменьшаться. Графит обладает низкими механическими свойствами, а поэтому включения графита в чугуне можно рассматривать в первом приближении как пустоты различной формы, нарушающие цельность металлической основы (рис. 5.13).

Такие свойства чугуна, как твердость и предел прочности при сжатии, главным образом, зависят от строения металлической основы.

тем хуже механические свойства чугуна. Особенно низкими свойствами обладает чугун, у которого графитные включения образуют замкнутый скелет.

По мере округления графитных включений перечисленные свойства чугуна улучшаются, приближаясь к свойствам стали. Вот почему чугун с шаровидным графитом получил название высокопрочного. Кроме того, для улучшения свойств высокопрочного чугуна может быть применена та же термическая обработка, что и для стали. Термическая обработка для чугуна с пластинчатыми включениями графита почти не применяется.

Пластинчатые включения графита в серых чугунах можно рассматривать как трещины, надрезы, создающие большие концентрации напряжений в механической основе. Поэтому свойства этих чугунов сильно отличаются от свойств стали.

Чугун называют половинчатым, если количество связанного углерода будет составлять больше 1 %. Его структура состоит из ледебурита, перлита и графита.

Серые чугуны согласно требованиям ГОСТ 1412 – 85 маркируются буквами СЧ. Цифры после букв указывают значение минимального временного сопротивления при растяжении (в мегапаскалях, умноженных на 10 -1 ). Марки серых чугунов СЧ10, СЧ15, CЧ18, СЧ20, СЧ21, СЧ24, СЧ25, СЧ30, СЧ35. Из них модифицированные СЧ18, СЧ21, СЧ24.

Например, расшифровка марки чугуна СЧ10: 10 – временное сопротивление при растяжении, то есть σ_в = 100(10) МПа (кгс/мм 2 ).

Модифицированные чугуны получаются в том случае, если в расплав серого чугуна с пониженным содержанием углерода перед разливкой ввести модификаторы в количестве 0,3 – 04 % от массы жидкого чугуна. Модификаторами являются ферросилиций, силикокальций и др. Структура модифицированных чугунов будет состоять из мелких, равномерно расположенных в металлической основе включений графита. Маркируются модифицированные чугуны так же, как и серые (по ГОСТ 1412 – 85).

Серый чугун находит применение:

· в станкостроении (базовые, корпусные детали, кронштейны, зубчатые колеса, станины, направляющие);

· в автостроении для изготовления блоков цилиндров, гильз, поршневых колец, распределительных валов, толкателей, седл клапанов, головок цилиндров, дисков сцепления;

· для изготовления товаров массового потребления.

Износостойкость изделий из серых чугунов можно повысить термической обработкой.

Высокопрочный чугун получается из перлитного серого чугуна путем двойного модифицирования добавкой в жидкий чугун незадолго перед разливкой магния в количестве 0,03 – 0,07 % от массы чугуна и ферросилиция.

Магний способствует получению графита в форме шаров (глобулей), кроме того, он повышает прочность металлической основы. Маркируются высокопрочные чугуны буквами ВЧ и последующими цифрами (ГОСТ 7293-85). Цифры марки показывают минимальное значение временного сопротивления при растяжении (в МПа . 10 -1 ). Марки высокопрочных чугунов: ВЧ35, ВЧ40, ВЧ45, ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, BЧ80, ВЧ100.

Например, чугун марки ВЧ60 имеет временное сопротивление при растяжении σ_в = 600 (60) МПа (кгс/мм 2 );

Высокопрочный чугун находит применение как новый конструкционный материал и как заменитель углеродистой стали, ковкого и серого чугуна. Из высокопрочного чугуна изготавливают как мелкие тонкостенные отливки (поршневые кольца), так и отливки массой до 15 т (шаботы ковочных молотов, станины и рамы прессов и прокатных станов).

Из высокопрочного чугуна изготавливают отливки коленчатых валов массой от нескольких килограммов до 2…3 т взамен кованых валов из стали. Чугунные валы по сравнению со стальными имеют более высокую циклическую вязкость, малочувствительны к внешним концентраторам напряжений, имеют лучшие антифрикционные свойства и значительно дешевле стальных валов. Хорошие литейные свойства при достаточно высокой прочности и пластичности позволяют во многих случаях заменять стальное литье и прокат. При этом достигается снижение массы деталей на 8…10 % и обеспечивается значительная экономия материала.

Применение высокопрочного чугуна взамен серого дает экономический эффект в тех случаях, когда за счет более высокой прочности снижается масса отливок или обеспечивается возможность упрощения монтажных работ (например, монтаж трубопроводов сваркой). Из высокопрочного чугуна изготавливают трубы, валки прокатных станов, детали турбин, изложницы, суппорты, резцедержатели, планшайбы и другие детали станков.

Ковкие чугуны получаются путем специальною графитизирующего отжига (томления) белых доэвтектических чугунов, содержащих от 2,2 до 3,2 % углерода.

Для получения ковкого чугуна необходимо отливки из малоуглеродистого белого чугуна, содержащего не более 2,8 % углерода, медленно нагревать в течение 20 – 25 ч в нейтральной среде до температуры 950 – 1000 0 С и при этой температуре длительно (10 – 15 ч) выдерживать (первая стадия графитизации). Затем медленно охлаждать до температуры немного ниже эвтектоидного превращения (700 – 740 0 С – в зависимости от состава чугуна) и длительное время (около 30 ч) выдерживать при данной температуре (вторая стадия графитизации). Далее вести охлаждение на воздухе. При первой стадии графитизации цементит ледебурита и вторичный цементит распадаются с образованием аустенита и хлопьевидного графита.

При охлаждении от первой до второй стадии графитизации скорость охлаждения должна обеспечивать выделение вторичного цементита из аустенита и его распад на аустенит и графит.

При второй стадии графитизации цементит перлита распадается на феррит и графит. Структура чугуна после окончательной обработки будет состоять из феррита и хлопьевидного графита. Продолжительность всей термической обработки составляет 70 – 80 ч.

Ковкие чугуны маркируются буквами КЧ с цифрами (ГОСТ 1215 – 79). Первые две цифры указывают временное сопротивление разрыву (в мегапаскалях), вторые цифры – относительное удлинение в процентах.

Ферритный ковкий чугун имеет следующие марки (ГОСТ 26358 – 84):

КЧ 37 – 12 (362-12), КЧ35 – 10 (333-10), КЧЗЗ – 8 (323-8), КЧ 30 – 6 (294-6).

Перлитный ковкий чугун:

КЧ45 – 7; КЧ 50 – 5; КЧ 55 – 4; КЧ60 – 3; КЧ65 -3; КЧ70 – 2, КЧ80 – 1,5.

Отливки из ковкого чугуна должны соответствовать ГОСТ 26358 – 84. Они хорошо сопротивляются ударам и вибрационным нагрузкам, хорошо обрабатываются резанием, обладают достаточной вязкостью.

Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00

Чугун литейный
Л1	Л2	Л3	Л4	Л5
Л6	ЛР1	ЛР2	ЛР3	ЛР4
ЛР5	ЛР6	ЛР7

Чугун передельный
П1	П2	ПВК1	ПВК2	ПВК3
ПЛ1	ПЛ2	ПФ1	ПФ2	ПФ3

Чугун низколегированный
ЧН2Х	ЧН3ХМДШ	ЧНМШ	ЧНХМД	ЧНХМДШ
ЧНХТ	ЧС5	ЧС5Ш	ЧХ1	ЧХ2
ЧХ3	ЧХ3Т	ЧЮХШ

Чугун высоколегированный
ЧГ6С3Ш	ЧГ7Х4	ЧГ8Д3	ЧН11Г7Ш	ЧН15Д3Ш
ЧН15Д7	ЧН19Х3Ш	ЧН20Д2Ш	ЧН4Х2	ЧС13
ЧС15	ЧС15М4	ЧС17	ЧС17М3	ЧХ16
ЧХ16М2	ЧХ22	ЧХ22С	ЧХ28	ЧХ28Д2
ЧХ28П	ЧХ32	ЧХ9Н5	ЧЮ22Ш	ЧЮ30
ЧЮ6С5	ЧЮ7Х2

Чугун с вермикулярным графитом для отливок
ЧВГ30	ЧВГ35	ЧВГ40	ЧВГ45

Чугуном называют железоуглеродистые сплавы (содержащие также то или иное количество примесей и легирующих элементов), затвердевающие с образованием эвтектики. Следовательно, в отличие от стали, чугун не может приобрести однофазное строение (например, аустенитное) при термической обработке. Согласно диаграмме состояния сплавов Fe—С (рис. 1), область чугуна охватывает сплавы, содержащие свыше 2,11% С. Практически же в качестве указанного граничного содержания углерода принято считать 2% С. С повышением содержания легирующих элементов эта граница, как правило, смещается в сторону меньших концентраций углерода. Так, многие высокохромистые, высококремнистые (например, ферросилиды), высокоалюминиевые сплавы железа содержат значительное количество эвтектики и условно считаются чугуном, несмотря на весьма низкое содержание углерода.

Присутствие эвтектики в структуре чугуна обусловливает его использование исключительно в качестве литейного сплава (работы по прокатке чугуна, особенно высокопрочного с шаровидным графитом, дали некоторые положительные результаты, но промышленного применения не нашли; перспективной является прокатка низкоуглеродистого низкокремнистого белого чугуна).

Чугун менее прочен и более хрупок, чем сталь, но дешевле стали и хорошо отливается в формы. Поэтому чугун широко используют для изготовления литых деталей. Углерод в чугуне может содержаться в виде цементита (Fe₃C) или графита. Цементит имеет светлый цвет, обладает большой твердостью и трудно поддается механической обработке. Графит, наоборот, темного цвета и достаточно мягок. В зависимости от того, какая форма углерода преобладает в структуре, различают два основных вида чугуна: белый и серый.

По степени эвтектичности чугун подразделяют на доэвтектический, эвтектический и заэвтектический (см. рис. 1). Неправомерно принято отождествлять степень эвтектичности чугуна со степенью «насыщенности». Последняя относится как к чугуну, так и к стали и отражает лишь отношение содержания углерода в сплаве к эвтектическому или, с учетом влияния кремния и фосфора на смещение эвтектической точки влево.

Чугун считается эвтектическим, когда углеродный эквивалент равен 4,2—4,3%.

По содержанию дополнительных компонентов чугун подразделяют на нелегированный, низколегированный, средне- и высоколегированный. Нелегированным считают чугун, содержащий до 3,5—4% Si, до 1,5—2% Мп, до 0,3% Р, до 0,2— 0,25% S и до 0,1% таких элементов, как Cr, Ni, Си. В низколегированном чугуне содержание каждого из перечисленных легирующих элементов обычно не превышает 1,0—1,5%, в среднелегированном оно может достигать 7%, а в высоколегированном превышает 7—10%. Добавки сотых и даже тысячных долей процента таких элементов, как магний, азот, бор, висмут, считаются легирующими (микролегирование, модифицирование).

По степени графитизации чугун подразделяют на белый (практически не графитизированный), отбеленный или половинчатый (частично графити-зированный) и серый (в значительной степени или полностью графитизированный). Ковким называют чугун, полученный из белого путем его графитизации в твердом состоянии при термической обработке.

Белый чугун представляет собой сплав, в котором весь или практически весь избыточный углерод, не находящийся в твердом растворе в железе, присутствует в виде цементита Fe₃C (или специальных карбидов в легированном чугуне). В нелегированном чугуне цементит представляет собой метастабильную фазу, способную распадаться с образованием железа и графита. На рисунке выше линии метастабильных равновесий (цементитная система) PSK, ES, ECF и CD показаны сплошными, а линии стабильных равновесий (графитная система) P`S`К`, E`S`, E`C`F` и C`D` —- пунктирными (в физической химии металлов принят обратный порядок обозначения).

В неполностью графитизированном сером чугуне эвтектоидное превращение протекает не в стабильной (графитной), а в метастабильной (цементитной системе) и аустенит превращается не в феррито-графитный эвтектоид, а в феррито-цементит-ную смесь — перлит. При этом наличие перлитного цементита и даже небольшого количества вторичного цементита (выпадающего из аустенита при его охлаждении в соответствии с линией метастабильного равновесия ES на рисунке выше) не является признаком отбела серого чугуна.

В производственной практике чаще всего наблюдаются случаи, когда эвтек-тоидное превращение протекает частично в стабильной и частично в метастабильной системах. Получающийся перлито-ферритный чугун обладает свойствами, приближающимися к свойствам перлитного или ферритного серого чугуна в зависимости от процентного содержания феррита и перлита в структуре металлической основы.

При отжиге белого чугуна на ковкий графит выделяется в виде более компактных включений, в результате чего металл приобретает определенные пластические свойства (откуда и название этого вида чугуна). Как и серый чугун, ковкий чугун может быть полностью и неполностью графитизированным и подразделяется соответственно на ферритный, феррито-перлитный и перлитный. Ледебуритного или вторичного цементита в ковком чугуне не должно быть (за исключением отдельных изолированных, так называемых «остаточных» карбидов). Половинчатый ковкий чугун промышленного применения не нашел.

В конце сороковых годов был изобретен метод модифицирования чугуна магнием, церием (а в настоящее время также иттрием и рядом других элементов), при котором графитные включения приобретают шаровидную или близкую к ней форму. Такой сплав фактически является разновидностью серого чугуна, однако ввиду приобретения им ряда специфических свойств (сочетания высокой прочности и пластичности, повышенной ударной вязкости) его классифицируют отдельно под названием «высокопрочный» чугун (ВЧ) или чугун с шаровидным графитом (ЧШГ). В зависимости от использованного модификатора его также называют магниевым, либо цериевым чугуном. В зарубежной литературе его часто называют «пластичным» чугуном (ductile iron). Высокопрочный чугун так же подразделяется на перлитный, перлито-ферритный и ферритный. В промышленности используют также отбеленный чугун с шаровидным графитом.

Часто модифицирование магнием или церием приводит к практически полному отбелу чугуна. После графитизирующего отжига в металле образуются шаровидные включения графита. Такой материал фактически представляет собой разновидность ковкого чугуна. Однако ввиду ряда специфических особенностей (кратковременности отжига, обусловленной высоким содержанием кремния в металле и отсутствием инкубационного периода) его классифицируют в одной группе с высокопрочным чугуном.

Таким образом, значительно графитизированный чугун условно подразделяют на серый (СЧ), ковкий (КЧ) и высокопрочный (ВЧ), хотя в ряде случаев провести между ними границу очень трудно.

Серый, ковкий и высокопрочный чугун классифицируют по механическим свойствам. Согласно общей классификации принято следующее деление:

По специальным свойствам чугун подразделяют на износостойкий, антифрикционный, коррозионностойкий, жаростойкий, немагнитный.

По твердости чугун подразделяют на:

Мягкий чугун HB269

По прочности чугун подразделяют на:

Обыкновенной прочности 2

Повышенной прочности = 20-38 кГ/мм 2

Высокой прочности > 38кГ/мм 2

В белом чугуне почти весь углерод содержится в связанном состоянии в форме цементита. Такой чугун имеет в изломе светло-серый цвет, очень тверд, почти не поддается механической обработке и поэтому не применяется для изготовления деталей, а используется для переделки в сталь и для изготовления деталей из ковкого чугуна. Такой чугун называется также передельным.

Серый чугун в изломе темно-серого цвета, мягок, хорошо обрабатывается инструментами и поэтому широко применяется в машиностроении. Температура плавления серого чугуна 1100— 1250° С. Чем больше в чугуне углерода, тем ниже температура плавления. Основное количество углерода в сером чугуне содержится в виде графита, равномерно распределенного среди зерен основного сплава.

В сером чугуне, по сравнению с белым, содержится больше кремния и меньше марганца, так как кремний способствует графитизации углерода в чугуне, а марганец, наоборот, вызывает образование связанного углерода — цементита.

Примерный состав серого чугуна: 3—3,6% углерода; 1,6—2,5% кремния; 0,5—1% марганца; 0,05—0,12% серы; 0,1—0,8% фосфора. Сера является вредной примесью в чугуне, затрудняет его сварку и понижает прочность; она повышает вязкость чугуна в расплавленном состоянии и увеличивает его литейную усадку.

Фосфор делает чугун более жидкоплавким и улучшает его свариваемость, но одновременно повышает хрупкость и твердость. Поэтому содержание серы и фосфора в чугуне не должно превышать указанных пределов.

По ГОСТ 1412—54 марка серого чугуна обозначается буквами СЧ и двумя числами, из которых первое обозначает среднюю величину временного сопротивления в кгс/мм 2 , а второе — то же, при изгибе. Выпускается, например, серый чугун марок СЧ12-28, СЧ15-32, СЧ18-36 и т. д. Наиболее прочным является чугун марки СЧ38-60. Твердость по Бринеллю для серого чугуна СЧ12-28 составляет от 143 до 229, чугуна СЧ38-60 —от 207 до 262.

Ковкий чугун по механическим свойствам занимает промежуточное положение между чугуном и сталью, отличается от серого чугуна большей вязкостью и меньшей хрупкостью. Для получения деталей из ковкого чугуна их отливают из белого чугуна, а затем подвергают термообработке, например длительному отжигу или «томлению» в песке при 800—850° С. При этом выделяется свободный углерод в форме мелких округленных частиц, располагающихся в виде обособленных скоплений (хлопьев) между кристаллами железа. При температуре выше 900—950° С углерод переходит в цементит и деталь теряет свойства ковкого чугуна. Поэтому детали после сварки приходится вновь подвергать полному циклу термообработки для получения в шве и околошовной зоне структуры ковкого чугуна.

Ковкий чугун по ГОСТ 1215—59 обозначается буквами КЧ и двумя числами: первое указывает временное сопротивление в кгс/мм 2 , а второе — относительное удлинение в процентах, например КЧ35-4.

Легированный чугун обладает особыми свойствами — кислотоупорностью, высокой прочностью при ударных нагрузках и др. Эти свойства чугун получает в результате легирования хромом, никелем.

Модифицированный чугун получают из серого чугуна, вводя в жидкий чугун специальные добавки, называемые модификаторами — силикокальций, ферросилиций, силикоалюминий и др. Количество вводимых модификаторов не превышает 0,1 — 0,5%, при этом температура жидкого чугуна должна быть не ниже 1400° С.

При модификации состав чугуна почти не изменяется, но зерна графита принимают мелкопластинчатый, слегка завихренный вид, и располагаются изолированно друг от друга. От этого структура чугуна становится однородной, плотной, повышаются его прочность, износо- и коррозиоустойчивость.

По ГОСТ 1412—54 модифицированный чугун обозначается так же, как и серый, но с добавлением буквы М, например: МСЧ2848.

Высокопрочный и сверхпрочный чугуны имеют, графит шаровой формы. Это достигается введением в жидкий чугун при 1400° С чистого магния или его сплавов с медью и ферросилицием, с последующей модификацией силикокальцием или ферросилицием. Сверхпрочный чугун имеет временное сопротивление при растяжении 50—65 кгс/мм 2 (при изгибе 80—120 кгс/мм 2 ) и относительное удлинение 1,5—3%.

Механические и технологические свойства: чугун является своеобразным композитным материалом, механические и эксплуатационные свойства которого зависят от характеристик металлической основы (прочность, пластичность, твердость и др.), а также формы, размеров, количества и распределения графитовых включений. При этом решающее значение в ряде случаев имеет либо графит, либо металлическая основа. Например, модуль упругости чугуна в решающей степени зависит от формы и величины графитовых включений, а твердость в основном определяется свойствами металлической основы. Такие свойства, как временное сопротивление разрыву, ударная вязкость, длительная прочность, зависят как от свойств металлической основы, так и от формы или размеров и количества графитовых включений.

Получение той или иной структуры чугуна в отливках зависит от многих факторов: химического состава чугуна, вида шихтовых материалов, технологии плавки и внепечной обработки металла, скорости кристаллизации и охлаждения расплава в форме, а следовательно, толщины стенки отливки, теплофизических свойств материала формы и др. Структуру металлической основы чугуна можно изменять также термической обработкой отливок, общие закономерности влияния которой аналогичны возникающим при термической обработке углеродистой стали, а особенности связаны с сопутствующими изменениями металлической основы процессами графитизации.

Среди элементов химического состава С и Si определяют формирование структуры чугуна, а при заданной технологии литья приведенный размер стенки отливки R_np характеризует скорость ее охлаждения — отношение площади сечения стенки к периметру).

Наряду с Si большое значение как графитизирующий элемент имеет Аl, который иногда частично или полностью заменяет Si. Это улучшает свойства чугуна, особенно пластичность. Наиболее благоприятное сочетание характеристик прочности, вязкости и пластичности достигается в алюминиевых чугунах при содержании в них Si ε

— относительная осадка при появлении первой трещины, % σ_0,05 — предел упругости, МПа J_к — предел прочности при кручении, максимальное касательное напряжение, МПа σ_0,2 — предел текучести условный, МПа σ_изг — предел прочности при изгибе, МПа δ₅,δ₄,δ₁₀ — относительное удлинение после разрыва, % σ_-1 — предел выносливости при испытании на изгиб с симметричным циклом нагружения, МПа σ_сж0,05 и σ_сж — предел текучести при сжатии, МПа J_-1 — предел выносливости при испытание на кручение с симметричным циклом нагружения, МПа ν — относительный сдвиг, % n — количество циклов нагружения s _в — предел кратковременной прочности, МПа R и ρ — удельное электросопротивление, Ом·м ψ — относительное сужение, % E — модуль упругости нормальный, ГПа KCU и KCV — ударная вязкость, определенная на образце с концентраторами соответственно вида U и V, Дж/см 2 T — температура, при которой получены свойства, Град s _T — предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), МПа l и λ — коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала), Вт/(м·°С) HB — твердость по Бринеллю C — удельная теплоемкость материала (диапазон 20 o — T ), [Дж/(кг·град)] HV — твердость по Виккерсу p_n и r — плотность кг/м 3 HRC_э — твердость по Роквеллу, шкала С а — коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20 o — T ), 1/°С HRB — твердость по Роквеллу, шкала В σ t _Т — предел длительной прочности, МПа HSD — твердость по Шору G — модуль упругости при сдвиге кручением, ГПа

_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _

Чугун – это очень долговечный материал, способный переносить разные климатические условия. Из данного металла изготовляют посуду, радиаторы отопления и многое другое. Его применяют в промышленности, а также иных сферах жизнедеятельности. Существует несколько видов со специфическими особенностями и характеристиками. Далее рассмотрим разновидности, классификацию, расшифровку маркировки и сколько же существует видов чугуна.

Что такое чугун?

Чугун представляет собой сплав из железа и углерода. Как и любой другой металл он имеет свои положительные и отрицательные стороны:

1. Имеет склонность покрываться ржавчиной при длительном контакте с водой.
2. Обладает долговечностью, прочностью, качеством, упругостью, надежностью и практичностью.
3. В зависимости от вида может иметь пониженную пластичность, а также хрупкость.
4. Экологически чистый и безвредный для человека и животных материал.
5. Сплав отличается большим сроком службы (более 50-60 лет).
6. Обладает высоким уровнем гигиеничности, а также высокой стойкостью к кислотно-щелочной среде.
7. Обладает отличной теплопроводностью.
8. Схож по качественным характеристикам со сталью, имеет особый уровень прочности.

Свойства

• Физические (к ним относятся усадка, удельный вес, коэффициент линейного расширения).
• Тепловые (1 кал/см3*оС или 1,5 кал/см3*оС).
• Механические (имеют прямую зависимость от формы, размеров и основы графита, входящего в состав – это пластичность и прочность).
• Химические (расположение элементов по электродному потенциалу).
• Гидродинамические (зависят от количества марганца и серы в сплаве).
• Технологические (отвечают за стойкость к вибрации).

Основные черты

• Имеет температуру плавления 1200 градусов по Цельсию, что на 300 единиц отличается от стали.
• Из-за отсутствия прочной связи углерода и железа в составе такой материал не используется для изготовления различных деталей, так как не выдерживает большую нагрузку.
• Металл относится к изделиям черной металлургии.
• На свойства очень сильно влияют различные примеси в составе – это марганец, фосфор, сера, кремний, титан, хром, алюминий, никель, медь.

Классификация чугунов

Классификация чугунов определяется в соответствии с установленными техническими нормами ГОСТ 3443-77.Его деление происходит по признакам. По состоянию углерода:

По включению графита:

1. Хлопьевидный.
2. Шаровидный.
3. Вермикулярный.
4. Пластинчатый.

По матрице:

1. Ферритный.
2. Перлитный.
3. Феррито-перлитный (смешанный).

По химическому составу:

1. Легированные.
2. Не легированные.

Разновидности

1. Белый. Сплав, где углерод содержится в виде цементита. Это позволяет получать белый цвет и металлический блеск изделия. Здесь содержится совсем небольшое количество графита, который выявляется с помощью метода увеличения. Такая разновидность имеет ряд достоинств. Среди них износостойкость, стойкость к коррозии и гниению. С повышением углерода в составе будет увеличиваться твердость материала. Среди недостатков наблюдается плохая механическая обработка, из-за чего его также называют передельным.
2. Серый. Здесь присутствует углерод (графит пластинчатой формы) и кремний с примесями марганца, серы и фосфора. Внутри имеется оттенок серого цвета. Другой разновидностью является серый чугун с графитом шаровидной формы и магнием, церием в составе. Это отличный вариант для литья. Его также называют литейным. Обладает текучестью, низкой температурой кристаллизации и малой усадкой. Если в составе присутствует графит, то такой металл подходит только для работ на сжатие. Графит придает хрупкость и ломкость, что не позволяет изготавливать из него детали. Как и другие виды он имеет обозначения и пределы прочности (СЧ).
3. Ковкий. Эту разновидность выделяет особая мягкость и вязкость металла. При его отливке используют белый сплав, который подвергают термической обработке. Такой процесс называют отжигом, где проходит графитизация графита. Имеет особую прочность, сопротивление ударам и повреждениям. Он широко используется для изготовления деталей, особенно автомобильных (тормозные колодки, шаровые, мосты). Имеет обозначения (КЧ) и пределы прочности (указываются рядом с буквами). Данные показатели содержатся в специально разработанных технических регламентах (ГОСТ). Выпуск чугуна определенной разновидности осуществляется исключительно на основании принятых правил.
4. Высокопрочный. Данная разновидность имеет в составе графит. Он имеет сфероидальную форму. Это позволяет достичь высокой прочности металла. Используется для изготовления труб для различных целей (водоснабжение, водоотведение, нефтепроводы). Они имеют большой срок службы и эксплуатационные свойства.

Маркировка

1. Обозначение серого чугуна начинается с СЧ 10 и заканчивается СЧ 35. Это указано в ГОСТ 1412-85. Здесь важное значение имеет показатели временного сопротивления.
2. Высокопрочный вид прописан в ГОСТ 7293-85. Обозначение указывается 2 буквами русского алфавита – ВЧ.
3. В ГОСТ 1215-79 указано обозначение ковкого вида – КЧ, имеющего разное временное сопротивление и относительное удлинение.
4. По ГОСТ 1585-85 чугун может быть антифрикционным – АЧ, а также с различными примесями – АЧС-5, АЧС-2.
5. Износостойкий вид может обозначаться несколькими буквами – ИЧХ4Г7Д, где указывается хром в качестве дополнительного элемента.
6. Легированный вид указан в ГОСТ 7769-82. Устойчив к коррозии, имеет много положительных качеств. Может обозначаться ЧГ6С3, что указывает на соотношение марганца и кремния в металле.
7. В различных странах мира различные виды чугуна обозначают латинскими буквами. Это DIN, EN, BS, GJL и другие. К примеру, в Германии будет вот такое название DIN1691.

Области применения

Областей применения чугуна много. Такое положение образовалось благодаря различным видам и классификациям данного металла. Это:

1. Тяжела промышленность (изготовление деталей и различных предметов в металлургии и станкостроении).
2. Машиностроение (обычно применяется серый чугун, так как имеет полезные свойства – противостояние колебаниям и вибрациям).
3. Автомобильная промышленность (используется как металл в чистом виде, так и в смеси с графитом для изготовления цилиндров, коленчатых валов и иных элементов).
4. Тормозные колодки, используемые в различных сферах жизнедеятельности (мукомольной промышленности, бумагоделательной).
5. Для производства домашней, бытовой утвари – казанов, сковородок, горшков и иной посуды (не вызывает аллергических реакций, отлично сохраняет тепло и не окисляется).
6. В искусстве (это выкованные и литые ограждения, ворота, памятники и предметы декора).
7. В нефтяной промышленности (трубы и иные изделия из чугуна в данной отрасли отличаются долговечностью и отличными эксплуатационными свойствами).
8. Для изготовления ванн, моек (срок эксплуатации более 50-60 лет).

Выпуск чугуна осуществляется исключительно на основании специальных технических указаний, где прописаны свойства, марки и характеристики.