Термическая обработка чугуна

В чугунах, как и в сталях, в твердом состоянии происходят фазовые превращения, поэтому для них могут быть использо­ваны те же виды термической обработки, что и для стали. Чу­гунные отливки подвергаются отжигу, нормализации, закалке с отпуском.

Отжиг для снятия внутренних напряжений отливок из серого и высокопрочного чугунов проводят при температуре 500...550 °С в течение 3...5 ч с последующим медленным охлаждением со ско­ростью 30...60 °С/ч до 200 °С вместе с печью, а затем на воздухе. При таком отжиге не только уменьшаются внутренние напряже­ния в отливках, но и достигается стабильность размеров и умень­шается вероятность образования трещин при механической обра­ботке и в процессе эксплуатации.

Графитизирующим отжигом отливок из белого доэвтекти- ческого чугуна получают ковкий чугун. Отливки нагревают до 950...1000 °С и выдерживают при этой температуре 10...15 ч до полного распада цементита, продуктами которого являются ау­стенит и графит.

При ускоренном охлаждении отливок до комнатной темпера­туры получают ковкий чугун на перлитной основе.

Для получения ковкого чугуна на ферритной основе отливки после завершения первой стадии графитизации охлаждают ни­же Аг_х и делают вторую длительную выдержку при температуре 680...750 °С для распада цементита, входящего в состав перлита. В результате второй стадии графитизации весь углерод выделя­ется в структурно-свободном состоянии, что приводит к форми­рованию ферритной основы.

Закалку и нормализацию для серого, высокопрочного и ковкого чугунов проводят для повышения твердости и износостойкости.

При нормализации отливки нагревают до 850...950 °С, вы­держивают при данной температуре и охлаждают на воздухе. При нагреве и выдержке часть графита растворяется в аустените, обогащает его углеродом. В результате ускоренного охлаждения на воздухе в отливках образуется чисто перлитная структура ме­таллической основы вместо ферритной или ферритно-перлитной.

Для закалки чугунные отливки нагревают до 850...930 °С, выдерживают 0,5...3 ч и охлаждают в воде или масле для полу­чения мартенситной структуры с твердостью 55...60 HRC_a.

После закалки проводят отпуск, температура которого зави­сит от требуемой твердости. Для деталей, работающих на износ, температура отпуска составляет 250...350 °С. Однако рациональ­нее чугунные отливки подвергать поверхностной закалке, так как в этом случае не наблюдается коробление и трещинообразо- вание в деталях.