Механические свойства ковкого чугуна

Отливки из черно-сердечного ковкого чугуна получают путем графитизирующего отжига отливок из белого чугуна. Они характеризуются повышенными 0В и б вследствие образования при отжиге хлопьевидного графита, более компактного, чем в СЧ с пластинчатым графитом (табл. 1). Металлическая основа у КЧ, как и у других чугунов, может быть ферритной или перлитной в зависимости от его химического состава (табл. 2) и применяемого режима термической обработки.

Таблица 1. Механические свойства КЧ по ГОСТ 1215-79
Чугун σв, МПа δ, % HB∗10-1, МПа
не менее
КЧ 30-6 294 6 100-163
КЧ 33-8 323 8 100-163
КЧ 35-10 333 10 100-163
КЧ 37-12 362 12 110-163
КЧ 45-7 441 7*1 150-207
КЧ 50-5 490 5*1 170-230
КЧ 55-4 539 4*1 192-241
КЧ 60-3 588 3 200-269
КЧ 65-3 637 3 212-269
КЧ 70-2 686 2 241-285
КЧ 80-1,5 784 1,5 270-320

Таблица 2. Рекомендуемый состав ковкого чугуна
Чугун Способ выплавки Химический состав, %
С SI Мас. доля С и Si Мn P S Сr
Ферритного класса
КЧ 30-6
КЧ 33—8
Вагранка 2,6—2,9 1,0—1,6 3,7—4,2 0,4—0,6 0,18 0,20 0,08
КЧ 35—10 Вагранка — электропечь 2,5—2,8 1,1—1,3 3,6—4,0 0,3—0,6 0,12 0,20 0,06
КЧ 37—12 Электропечь — электропечь 2,4—2,7 1,2—1,4 3,6—4,0 0,2—0,4 0,12 0,06 0,06
Перлитного класса
КЧ 45—7
КЧ 50—5
КЧ 55—4
КЧ 60—3
Вагранка — электропечь 2,5—2,8 1,1—1,3 3,6—3,9 0,3—1,0 0,10 0,20 0,08
КЧ 65—3
КЧ 70—2
КЧ 80—1,5
Электропечь — электропечь 2,4—2,7 1,2—1,4 3,6-3,9 0,3—1,0 0,10 0,06 0;08

Основные преимущества отливок из КЧ заключаются в однородности их свойств по сечению, практическом отсутствии напряжений. КЧ применяется преимущественно для отливок с толщиной стенок 3—50 мм, что связано со стремлением обеспечить безусловное получение структуры БЧ при литье и однородность строения и свойств во всех сечениях отливки. Наибольшую прочность можно получить при высокодисперсном перлите - малом количестве и наибольшей компактности. графита, а наибольшую пластичность — при феррите и таком же графите (табл. 3).

Таблица 3. Механические свойства КЧ, не предусмотренные ГОСТ 1215-79
Чугун При растяжении При сжатии При кручении
Е∗10-3, МПа σ0,2, МПа σ-1, МПa σc МI μ ψ,% τв, МПа τ-i, МПа
КЧ 30—6 155 190 70 90—120 0,23 10—18 34 0 ПО
КЧ 33—8 160 210 80 90—120 0,25 10—18 345 120
КЧ 35—10 166 220 80 90—120 0,27 10—18 350 130
КЧ 37—12 170 230 85 90—120 0,29 10—18 370 130
Перлитный 176—185 300—500 110—140 140—180 0,28—0,29 3,5—6,0 460—720 180—210

Таблица 3.
Чугун При срезе ψ, %, при вибрации с нагрузкой, равной 1/3σ02 αн, кДж/м2 При изгибе
τвср, МПа G∗10-3, МПа σ-1, МПа σи, МПа
КЧ 30—6 270 63 13—15 120 120 310
КЧ 33—8 290 64 13—15 130 130 330
КЧ 35—10 300 65 13—15 140 140 340
КЧ 37—12 300 70 13—15 160 140 350
Перлитный 360—500 68—75 10—13 50—160 180—220 900—1200

Влияние температуры на химические свойства КЧ проявляется главным образом выше 400 °С (см. табл. 4 в статье Механические свойства высокопрочного чугуна) и выражается в понижении σв и σ0,2 и повышении δ. Ферритный КЧ характеризуется более низким порогом хрупкости, чем перлитный КЧ (обычно при —80 °С); с возрастанием твердости перлитного КЧ порог хрупкости повышается.

Если отливки из КЧ не имеют литейных дефектов, они могут быть герметичны при давлениях 20 МПа и выше.

Перлитный КЧ обладает высокой износостойкостью в условиях работы со смазкой при давлении до 20 МПа и быстро изнашивается при трении без смазочного материала. Перлитно-ферритный КЧ имеет сравнительно низкие антифрикционные свойства в условиях работы со смазкой и весьма хорошие при работе без смазочного материала.

Обрабатываемость КЧ примерно такая же, как и высокопрочного чугуна.

Объемная и линейная усадка велики у белого чугуна как при кристаллизации, так и в твердом доперлитном состоянии при сравнительно небольшом предусадочном расширении. Вследствие этого в сложных отливках легко образуются горячие и холодные трещины. Поэтому сложные отливки практически невозможно получать в металлических формах, оказывающих существенное сопротивление усадке. Для уменьшения склонности чугуна к образованию трещин следует понижать до минимума содержание Р, S, снижать содержание N и О в чугуне, использовать оптимальные температуры заливки и т. д.

В сравнении с КЧ высокопрочный и обладает лучшими литейными и более высокими механическими свойствами, возможностью во многих случаях обходиться без термической обработки, а также возможностью применения для деталей любых массы и размеров. Поэтому отливки из КЧ в последние годы заметно вытесняются отливками из высокопрочного чугуна, особенно там, где это оказывается экономически целесообразно.

Антифрикционный чугун.

Антифрикционный чугун. Антифрикционные свойства, являющиеся комплексными (учитывают износостойкость, прирабатываемость, износ сопряженной детали и пр.), для ряда чугунов весьма высокие и в некоторых условиях могут быть лучше, чем у бронз. Марки антифрикционного чугуна, предусмотренные ГОСТ 1585—85, и условия их применения приведены в (табл. 4). В качестве антифрикционного может быть использована (в зависимости от условий эксплуатации) каждая из трех разновидностей чугуна: серый с пластинчатым графитом, высокопрочный с шаровидным графитом и ковкий. Однако в данном случае ГОСТ регламентирует не механические свойства, а химический состав по легирующим элементам и микроструктуру: форму, размеры и распределение графитовых включений, тип структурных составляющих металлической основы, их количество и дисперсность.

Таблица 4. Структура и условие применения антифрикционного чугуна по ГОСТ 1585-85
Чугун НВ∗10-1, МПа Микроструктура Предельные режимы работы Термическая обработка вала
Графит Металлическая основа ρ, МПа ν, м/с ρν, МПа∗м/с
АЧС-1 180—241 Пластинчатый Перлитная 5,014,0 50,3 12,02.5 Закалка, нормализация
АЧС-2 180—229 То же » 10,00,1 0,33,0 2,50,3
АЧС-3 160—190 » Перлитно-ферритная 6,0 1,0 5,0 Без обработки
АЧС-4 180—229 » Перлитная 15,0 5,0 40 Закалка, нормализация
АЧС-5 180—290 (литой); 140—180(закаленный) » Аустеиитиая 20,030.1 1,00,4 20,012,5
АЧС-6 100—120 » Перлитная пористая 9,0 4,0 9,0 Без обработки
АЧВ-1 200—260 Шаровидный Перлитная 1,520,0 101.0 ! 2,0 20,0 Закалка, нормализация
АЧВ-2 167—197 То же Перлитно-ферритная 1,012,0 5.01.0 3,012,0 Без обработки
АЧК-1 187—229 Хлопьевидный Перлитная 20,0 2,0 20,0 Закалка, нормализация
АЧК-2 167—197 То же Ферритно-перлитная 0,512,0 5.01.0 2,512,0 Без обработки

Для некоторых марок чугуна два предельных значения для ρ и соответственно для ν указывают допустимые сочетания каждого из этих показателей.






Навигация
Болты
Винты, шпильки, штифты, прокладки
Пружины
Заклепки
Шпонки
Гайки
Резьба
Валы
Муфты
Подшипники
Виды соединений
Передачи
Материал
Дополнительные материалы
Госты метизов
Сварка
Мы в соцсетях
podshipniki.moscow применяемость подшипников
Сортовой металлопрокат: str-steel.ru в Москве с доставкой.