Характеристика высокопрочного чугуна

Получение, структура, свойства и маркировка высокопрочных и ковких чугунов

Характеристика высокопрочного чугуна

 

ВЧ получают присадкой в жидкий чугун небольших добавок некоторых щелочных или щелочноземельных металлов. Чаще применяют магний (Mg) в количестве 0,03-0,07% и церий (Ce).

Под действием Mg графит в процессе кристаллизации принимает не пластинчатую, а шаровидную форму (способствует расторможению поперечного роста графитных включений).

 

серый чугун                     высокопрочный чугун

Рисунок 1.

 

Шаровидный графит, имеющий минимальную поверхность при данном объеме, значительно меньше ослабляет металлическую основу чугуна, чем пластинчатый графит. Шаровидный графит не является активным концентратором напряжений.

Также чугуны имеют механические свойства, не уступающие литой углеродистой стали, сохраняя при этом хорошие литейные свойства, обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации и высокую износоустойчивость.

Обычный состав чугуна:

2,7-3,6% С; 1,6-2,7% Si; 0,5-0,6% Mn; ≤0,10% S, ≤0,10% Р.

Пластичность чугуна достигает д = 8-12%. Твердость НВ120. Эти чугуны могут быть подвергнуты термической обработке (отжигу, нормализации, закалке, отпуску).

Маркируются высокопрочные чугуны по ГОСТ 7293 буквами – ВЧ, затем следуют цифры показывающие среднее значение предела прочности при растяжении, например: ВЧ50, ВЧ80, ВЧ120.

Эти чугуны также различаются по металлической основе:

 

 

ВЧ на ферритной основе:

ВЧ35, ВЧ38, ВЧ40, ВЧ42;

(ВЧ 40 → у_в = 400 н/мм² (МПа)).

 

 

ВЧ на феррито-перлитной основе:

ВЧ45;

(ВЧ 45 → у_в = 450 н/мм² (МПа)).

(Вязкость и пластичность не гарантируется. Изготавливают отливки, не испытывающие динамических нагрузок).

 

ВЧ на перлитной основе:

ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100, ВЧ120;

(ВЧ 120 → у_в = 1200 н/мм² (МПа)).

Отливки из ВЧ используют в автостроении и дизелестроении для изготовления коленчатых валов, крышек цилиндров; для многих деталей прокатных станов (валки); кузнечно-прессовое оборудование: шабот-молотов, траверсы прессов; в химической и нефтяной промышленности: корпуса насосов, вентилей и т.д; детали работающие в узлах трения при повышенных и высоких давлениях (до 120 кгс/мм²).

Антифрикционные чугуны:

АВЧ-1 – с перлитной структурой;

АВЧ-2 – с феррито-перлитной структурой.