Назначение и классификация чугунов

Чугуном называют сплав железа с углеродом, содержащий от 2,14 до 6,7% углерода.

Чаще всего применяются чугуны с содержанием от 2,6 до 3,6% углерода, до 5% кремния и до 2% марганца и примесей серы и фосфора. В cпециальныечугуны вводят легирующие добавки: никель, хром, молибден, ванадий, титан.

В зависимости от состояния углерода и легирующих добавок в сплаве различают белые, серые, ковкие, высокопрочные и чугуны с вермикулярным графитом.

Белый чугун имеет в изломе белый или светло-серый цвет; углерод в нем находится в химически связанном состоянии в виде карбида железа - цементита Fe₃C. Цементит хрупок, обладает высокой твердостью (800 НВ). Поэтому белый чугун имеет высокую твердость и хрупкость, не поддается механической обработке и ограниченно применяется в качестве конструкционного материала.

К образованию белого чугуна приводит его быстрое охлаждение - частично выпавший из раствора цементит не успевает разложиться на составляющие и остается в виде хрупкой микроструктуры.

ГОСТ 1412 - 85чугун с пластинчатым графитом. Условное обозначение марки включает буквы СЧ – серый чугун и цифры – обозначающие величину минимального временного сопротивления при растяжении в кг с/мм². Промышленность выпускает чугуны марок СЧ 10-СЧ35.Содержание углерода в СЧ10 – 3,7%, в СЧ35 – 2,9%. Плотность от 6800 кг/м³ до 7400 кг/м³.

Например:СЧ 10 ГОСТ 1412 - 85- серый чугун с пределом прочности при растяжении 10 кг с/мм².

Имеет в изломе серый серебристый цвет, объясняемый содержанием части углерода в виде пластинчатого графита и части углерода в химически связанном состоянии в виде перлита.

В расплавленном чугуне углерод находится в виде цементита, способного при высоких температурах растворяться в железе.

При медленном охлаждении цементит выпадает из раствора с разложением его на составляющие - свободный углерод в виде графита и свободное железо. В этом случае образуется серый чугун.

Серый чугун обладает высокими литейными свойствами, хорошо обрабатывается, менее хрупок, чем белый чугун, ему присущи хорошие антифрикционные свойства, что объясняется пористым строением и наличием графита.

Серый чугун широко применяют в автотракторном и сельскохозяйственном машиностроении для производства отливок, поэтому его называют литейным. Из него изготавливают станины металлорежущих станков, бло­ки и гильзы автомобильных и тракторных двигателей, поршневые кольца, корпуса и др.

Выбор марки чугунов для конкретных условий ра­боты обусловливается совокупностью технологических и механических свойств.

Ферритные серые чугуны СЧ10, СЧ15, СЧ18 предназначены для слабо- и средненагруженных деталей: крышки, фланцы, маховики, диски сцепления и др.

Ферритно-перлитные СЧ20, СЧ21, СЧ25 применяют для деталей, работающих при повышенных статических и динамических нагрузках: блоков цилин­дров, картеров двигателя, поршней цилиндров, бараба­новсцепления и др.

Перлитные серые модифицирован­ные чугуны СЧЗ0, СЧ35 обладают наи­более высокими механическими свойствами и их исполь­зуют для изготовления гильз цилиндров, распредели­тельных валов и др.

ГОСТ 1215–85чугун с хлопьевидным графитом. Условное обозначение марки включает буквы КЧ – Ковкий чугун и цифры – обозначающие величину минимального временного сопротивления при растяжении в кг с/мм².

Его получают из белого, специальной термической обработкой для повышения пластических свойств по сравнению со свойствами серого чугуна. В этом чугуне углерод находится в хлопьевидной форме.