Чугун — один из главных конструкционных материалов. Более 40 % массы различных машин, механизмов и оборудования приходится на чугунные детали. Достоинствами чугуна, определяющими его широкое применение, являются простота получения и дешевизна, высокая технологичность (один из лучших литейных сплавов), прочностные характеристики, износостойкость, вязкость и теплоустойчивость, а также хорошая выносливость. Различные виды чугунов рассматривают в зависимости от содержания связанного углерода, формы графитных включений, состава и назначения (рис. 10).
Рис 10 Классификация чугунов
Свойства чугунов определяются их внутренним строением, которое состоит из металлической основы и включений графита. Углерод в чугуне находится как в связанном (в виде цементита Fe3С), так и в свободном (в виде графитных включений) состоянии. При этом количество и форма графитных включений определяют основные механические свойства чугунов. Чем меньше графитных включений, чем они мельче и больше степень изолированности, тем выше прочностные характеристики чугуна. В зависимости от содержания связанного углерода различают белый, половинчатый и серый (перлитный, ферритно-перлитный и ферритный) чугуны. В белом чугуне весь углерод находится в связанном состоянии. В изломе он имеет светлый металлический блеск, поэтому и называется белым. На его долю приходится свыше 80 % выплавляемых в домнах чугунов. Основное его количество переделывается на сталь. В половинчатом чугуне большая часть углерода (более 0,8 находится в связанном состоянии. В сером перлитном чугуне в связанном состоянии находится 0,7—0,8 % углерода, в сером ферритно-перлитном — 0,1—0,7 %, в сером ферритном весь углерод находится в виде графита. По форме графитных включений чугун подразделяется на серый, высокопрочный и ковкий. В сером чугуне графит имеет форму пластин различного размера. Такой чугун хорошо обрабатывается резаньем и среди литейных чугунов является самым распространенным. Серый чугун (ГОСТ 1412—85) маркируется буквами СЧ и цифрами, указывающими среднюю величину временного сопротивления при растяжении (МПа). Для изготовления малоответственных деталей, испытывающих небольшие нагрузки в работе, с толщиной стенки отливки 10—30 мм (строительных колонн, фундаментных плит, малонагруженных деталей машин и др.) используют чугуны марок СЧ 10 и СЧ 15. Для изготовления ответственных деталей (станин станков и механизмов, поршней, цилиндров, блоков двигателей и т. д.) применяют чугуны марок СЧ 18, СЧ 21, СЧ 24, СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35, СЧ 40 и СЧ 45. Высокопрочный чугун имеет шаровидные графитные включения. Его получают обработкой расплавленного чугуна присадками магния, церия или других щелочных или щелочноземельных металлов. Такой чугун имеет механические свойства, не уступающие литой углеродистой стали: высокую пластичность, вязкость, теплоустойчивость, износостойкость, прочность (в три раза больше, чем у серого чугуна). Он обладает хорошими литейными свойствами, обрабатывается резаньем. Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293—85) маркируется буквами ВЧ и цифрами, где первые две — среднее значение временного сопротивления при растяжении, МПа, вторые — относительное удлинение, %. Высокопрочные чугуны (ВЧ 42—12, ВЧ 38—17, ВЧ 45—5, ВЧ 50—2, ВЧ 60—2, ВЧ 70—3, ВЧ 80—3, ВЧ 100—4, ВЧ 120—4) применяются для изготовления коленчатых валов, крышек цилиндров и других деталей двигателей, прокатных станов, кузнечно-прессового, химического и нефтяного оборудования. В ковком чугуне графит имеет форму хлопьев. Его получают отжигом (длительным нагревом при высоких температурах) отливок из белого чугуна. По своим свойствам он занимает промежуточное положение между серыми чугунами и сталями. Обладает хорошими литейными свойствами, достаточно высокой прочностью и пластичностью. Ковкий чугун маркируют буквами КЧ и цифрами, где первые две — временное сопротивление при растяжении, МПа, вторые — относительное удлинение, %. Ковкие чугуны используются для изготовления деталей, эксплуатируемых при больших динамических и статических нагрузках (КЧ 37—12, КЧ 35—10), и других, менее ответственных изделий (КЧ 30—6; КЧ 33—8), тормозных колодок, звеньев и роликов цепей конвейеров, вилок карданных валов и др. (КЧ 50—4, КЧ 56—4, КЧ60—3, КЧ63—2). В зависимости от состава различают обычные, модифицированные и легированные чугуны. Модифицированные чугуны (СЧ 30, СЧ 35, СЧ 40) получают добавлением в жидкий чугун перед разливкой специальных добавок — модификаторов (ферросилиция, силикокальция, графита и др.). Это позволяет получить в чугунных отливках перлитную основу с вкраплениями небольшого количества изолированных пластинок графита средней величины и в конечном счете повысить их механические свойства. Легированным называют чугун, в состав которого входят специальные легирующие элементы — хром, никель, медь, титан, молибден и другие, заметно улучшающие его механические, физические и технологические свойства. По суммарному содержанию легирующих элементов чугуны подразделяются на низколегированные (до 3%), среднелегированные (3—10 и высоколегированные (более 10 %). Если эти элементы уже содержатся в железной руде, то получаемые из нее чугуны называются природнолегированными. Легированные чугуны выпускаются конструкционные, износостойкие (ИЧХ15МЗ, ИЧХ28НГ, ИЧХ17НГЗ), антифрикционные (АСЧ-1, АСЧ-2, АСЧ-3, АЧВ-1, АЧВ-2), немагнитные, коррозионностойкие и жаропрочные (ЧС15МЧ, ЧН1ХМД), жаростойкие (ИСЧХ, ИСЧЮХ22, ЖЧЮ30), ростоустойчивые (способные сопротивляться необратимому увеличению объема при нагреве до высоких температур). В маркировке легированных чугунов буквы отражают их свойства (ИЧ — износостойкие чугуны, АСЧ — антифрикционные серые чугуны, АЧВ — антифрикционные высокопрочные чугуны, ЖЧ — жаростойкие чугуны) и легирующие элементы (X — хром, H — никель, Г — марганец, Д — медь, M — молибден, Ю — алюминий). Цифры, стоящие после букв, обозначающих легирующие элементы, указывают на их содержание, %. Если цифра отсутствует, то содержание легирующего элемента менее 1 %. По назначению чугуны подразделяются на литейные и передельные. Литейными называются чугуны, предназначенные для изготовления изделий методами литья. Они поставляются в виде готовых отливок или в форме чушек массой 18—45 кг. Чушковые литейные чугуны выпускаются коксовые (ЛКОО, ..., ЛК5), древесноугольные (ЛД1, ЛД2, ЛД3), специальные (KK — для отливки ковкого чугуна, коксовый, КД — древесноугольный, ВД — для отливки валков прокатных станов, древесноугольный, ЛКА — литейный коксовый для авиапромышленности) и природнолегированные хромо-никелевые (ЛХЧ1, ..., ЛХЧ6, ХНК2, ..., ХНК5, ХНД2, .... ХНД5). Цифры в маркировке обозначают порядковый номер, который зависит от содержания кремния. Чем меньше кремния, тем выше порядковый номер. Литейные чугуны некоторых марок по содержанию марганца подразделяются на группы, по содержанию фосфора — на классы, а по содержанию серы — на категории. Передельными называются чугуны, используемые для передела на сталь. Они выпускаются четырех типов: передельные коксовые (Ml, M2, М3, Bl, Б2, T); передельные коксовые высококачественные (ПВК1, ПВК2, ПВКЗ); передельные древесноугольные (МД1, МД2); передельные древесноугольные высококачественные (ПВД1, ПВД2, ПВД3). В маркировке буквы M, Б и T обозначают способ передела соответственно мартеновский, бессемеровский и томассовский, а цифры — порядковый номер марки. Чем она выше, тем меньше содержание кремния. Деление на группы, классы и категории внутри отдельных марок аналогичны литейному чугуну.
Ви переглядаєте статтю (реферат): «Классификация, ассортимент и маркировка чугунов» з дисципліни «Товарознавство сировини і матеріалів»
находится в связанном состоянии. 