Адрес этой страницы' ?>

<<Предыдущая страница Оглавление книги Следующая страница>>

§ 61. СЕРЫЙ И КОВКИЙ ЧУГУН

Серый чугун

Серый чугун благодаря хорошим литейным свойствам и достаточной механической прочности является одним из распространенных литейных сплавов. Из серого чугуна получают методом отливки всевозможные заготовки, применяемые в различных областях машиностроения и быта. Серый чугун представляет собой сплав железа с углеродом и кремнием. Кроме того, в нем присутствуют в небольших количествах марганец, фосфор, сера и другие элементы.

Химический состав серого чугуна, %

Углерод 3,2—3,5

Кремний 2,3—2,6

Марганец 0,5—0,8

Фосфор 0,15—0,60

Сера до 0,12

Хром 0,01—0,02

Никель 0,05—0,1

Углерод в расплавленном чугуне находится в растворенном состоянии в виде мельчайших частиц, равномерно распределенных по всей массе сплава. В процессе затвердевания жидкого чугуна происходит выделение углерода из раствора. В твердом чугуне углерод может находиться в виде химического соединения F3C (цементита) следующего состава: 6,67%С и 93,33 % Fe.

Цементит образуется при быстром охлаждении чугуна и представляет собой очень твердое и хрупкое соединение белозеркального цвета в изломе.

Когда чугун охлаждается медленно, углерод из раствора выделяется в виде пластинчатого (чешуйчатого) графита. Чугуны с пластинчатым графитом в изломе имеют серый цвет. Выделяясь в виде пластинок разных размеров и форм, малопрочный графит как бы ослабляет сплав, придавая серому чугуну хрупкость и снижая его механические свойства. Чем крупнее пластинки графита, тем чугун получается более хрупким и с более низкими механическими свойствами. Выделение углерода из раствора в виде свободного графита и в виде химического соединения цементита происходит не полностью, часть его до 0,04% остается в растворенном состоянии в металлической части чугуна, называемой ферритом.

Феррит представляет собой почти чистое железо и имеет низкую твердость и прочность, но высокую вязкость.

Перлит образуется из феррита и мелких зерен цементита с общим содержанием углерода 0,87%. Сочетая свойства феррита и цементита, перлит обладает высокими механическими свойствами.

Кремний, находящийся в чугуне, способствует выделению углерода (графитизации) и, снижая твердость, улучшает литейные свойства. Марганец препятствует графитизации, увеличивая стойкость цементита, несколько улучшает литейные и механические свойства чугуна.

Фосфор и сера в машиностроительном литье являются вредными примесями. Фосфор придает чугуну хладноломкость (хрупкость), несколько увеличивая его жидкотекучесть. Чугуны с высоким содержанием фосфора применяют для художественного литья, где не требуется высокая прочность. В машиностроительных сортах качественного чугуна содержание фосфора не должно превышать 0,20%. Сера препятствует выделению графита и придает чугуну красноломкость, т. е. способность образовывать трещины при повышенных температурах. Содержание серы в чугуне не должно превышать 0,12%

За последнее время в литейном производстве находят все более широкое применение высокопрочные марки чугуна, полученные путем добавки (модифицирования) в жидкий чугун магния, церия, силикокальция и других присадок. Присадки способствуют образованию в чугуне графита шаровидной формы, что значительно повышает его механические свойства.

Все серые чугуны, применяемые в промышленности, маркируются в зависимости от механических свойств согласно ГОСТ 3443—57 и ГОСТ 1412—54.

Марка серого чугуна, например СЧ 18—36, расшифровывается следующим образом: буквы СЧ — серый чугун, первая цифра указывает на предел прочности при растяжении для данного чугуна, а вторая — предел прочности при изгибе. Высокопрочные чугуны, например ВЧ 60—2, маркируются по ГОСТ 7293— 54 (буквы ВЧ обозначают высокопрочный чугун, первые две цифры указывают предел прочности при растяжении, а последняя — величину относительного удлинения).