Ковкие чугуны

Ковкими называют чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Их получают в результате специального графитизирующего отжига (томление) доэвтектического белого чугуна. Графит в таких чугунах называют углеродом отжига. Ковкий чугун по сравнению с серым обладает более высокой прочностью, что связано с меньшим влиянием хлопьевидной формы графита на механические свойства металлической основы. При производстве ковкого чугуна очень важно, чтобы отливки белого чугуна, подвергаемые отжигу, были тонкостенными. В противном случае в сердцевине при кристаллизации будет выделяться пластинчатый графит и чугун станет непригодным для отжига. По структуре металлической основы ковкие чугуны бывают ферритными, феррито-перлитными и перлитными (рис. 10.11).

Ферритные чугуны получают из белых чугунов двойной плавки (рис. 10.11, а). Отливки из такого чугуна загружают в специальные контейнеры и засыпают песком и стальными стружками для защиты от окисления, затем медленно нафевают (20—25 ч) до температуры 950—1000°С (ниже эвтектической) и выдерживают 10—15 ч. За это время происходит первая стадия графитизации — распад эвтектического и избыточного вторичного цементита (имеющегося в незначительном количестве при этой температуре). К концу этой стадии графитизации чугун состоит из аустенита и включений углерода отжига (графит). После этого температуру медленно снижают, что видно из рис. 10.12 (кривая /), и при этом происходит промежуточная стадия графитизации — распад выделяющегося вторичного цементита. Вторая стадия графитизации состоит или в весьма медленном охлаждении в эвтектоидном интервале температур, или при выдержке (25—30 ч) ниже температуры эвтектоидного превращения (720—740°С). В течение этого процесса распадается цементит перлита, т. е. вследствие этой обработки за довольно длительное время весь углерод выделится в свободном состоянии и структура чугуна будет представлять феррит и хлопьевидный углерод отжига (графит).

Перлитный ковкий чугун получают из ваграночного белого чугуна путем отжига в окислительной среде (рис. 10.12, кривая 2). Увеличивается как бы продолжительность первой стадии графитизации, после чего идет непрерывное охлаждение отливок до комнатной температуры и чугун приобретает структуру перлит и углерод отжига.

Ковкие чугуны широко применяются в сельскохозяйственном, автомобильном и текстильном машиностроении, в судо- и котло-, вагоно- и дизелестрбении. Этот чугун идет на изготовление деталей высокой прочности, которые подвержены сильному истиранию и ударным знакопеременным нагрузкам. Большая плотность отливок ковкого чугуна позволяет изготавливать детали водо- и газопроводных установок.

К недостаткам ковкого чугуна можно отнести высокую стоимость из-за продолжительного дорогостоящего отжига.