Структури сірих, ковких та високоміцних чавунів

Сірі чавуни
Сірим чавунам притаманна пластинчаста форма графіту, який можна розглядати як тріщину чи надріз, що створює концентрацію напружень у металевій матриці та різко знижує характеристики міцності чавуну. Сірий чавун — найдешевший конструкційний матеріал. У виробництво надходить у вигляді виливків, має високі ливарні властивості, добре оброблюється різанням, чинить опір зно­шуванню, здатен розсіювати коливання при вібраційних і змінних навантаженнях (у 2...4 рази вище за сталь).

Сірі чавуни одержують при введенні до розплаву чавуну речовин (графітизаторів), що сприяють розпаду цементиту і виділенню вугле­цю у вигляді графіту. Графітизатором сірого чавуну є кремній. При введенні приблизно 5 % кремнію цементит сірого чавуну майже повністю розпадається, утворюючи структуру з пластичної феритної основи і вкраплень пластинчастого графіту (рис. 3.2, а). При змен­шенні кількості кремнію цементит перліту розпадається частково, утворюючи ферито-перлітну (рис. 3.2, б) структуру основи чавуну. Подальше зменшення вмісту кремнію призводить до формування структури сірого чавуну на перлітній основі (рис. 3.2, в). Найміцнішими є сірі чавуни на перлітній основі, а найбільш пластичними — на феритній.

Промисловість випускає такі марки сірих чавунів: СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30, СЧ35, СЧ40, СЧ45. При маркуванні сірих чавунів літери СЧ означають — чавун сірий, а цифри — мінімальне значення порогу міцності при розтягуванні (σ_в, кгс/мм²).

Залежно від рівня фізико-механічних характеристик сірі чавуни умовно можна поділити на чавуни малої та підвищеної міцності і чавуни зі спеціальними властивостями.

Сірі чавуни малої міцності мають феритну або ферито-перлітну структуру з пластинчастим графітом і відповідають маркам від СЧ10 до СЧЗО. Наприклад, при розтягуванні міцність чавуну СЧ25 σ_в= 250 МПа, твердість 180...250 НВ.

Сірий чавун підвищеної міцності відповідає маркам від СЧ35 до СЧ45, має перлітну металеву основу і більш тонку розгалужену пелюсткову форму графіту. Міцність таких чавунів σ_в == 350...450 МПа, твердість 200...289 НВ.

Міцність цих чавунів забезпечують легуванням і модифікуванням. Легування здійснюють присадкою невеликої кількості нікелю і хрому, молібдену з титаном або міддю. При цьому одержують дрібно­зернисту структуру і більш тонку форму графіту. Модифікування здійснюють добавками (0,1...0,3 % від маси чавуну) феросиліцію, сілікоалюмінію, силікокальцію та іншими. їх додають безпосередньо у ківш під час його заповнення розплавом. Структура такого чавуну ^не містить ледебуритного цементиту, чавун твердне з відбілюванням (білий або половинчастий), хімічний склад чавуну лишається прак­тично незмінним. Модифікований рідкий чавун необхідно одразу розливати у ливарні форми, оскільки ефект модифікування зникає вже через 10... 15 хв.

У машинобудуванні з сірих чавунів СЧ10, СЧ15 виготовляють деталі для низьких і середніх статичних навантажень (станини верстатів, кришки люків, подушки опор тощо); з чавунів СЧ20, СЧ25 — для підвищених навантажень динамічної дії (картери двигунів, блоки циліндрів, поршні, станини); СЧ30, СЧ35, СЧ40 — для високих навантажень і зношування (розподільні вали, зубчасті колеса, гільзи блоків циліндрів, гальмівні колодки).

Дата добавления: 2015-08-27