Серый чугун с пластинчатым графитом

В (табл. 1) — приведены механические свойства и рекомендуемый химический состав серого чугуна по ГСТ 1412-85, а в (табл. 2) — некоторые, не предусмотрены этим стандартам свойств чугуна. В общем случае, чем меньше графита, мельче и благоприятнее по распределению его включения, дисперснее перлит, мельче эвтектическое зерно, тем выше указанные свойства. Однако если σв, τ-1, τтв, φ зависят как от графита, так и 1 металлической основы, то Е — главным образом от графита, а НВ — почти полностью от структуры металлической основы. Малая чувствительность серого чугуна к надрезам иллюстрируется следующими данными по сопротивлению усталости чугуна при вибрации:

σв, МПа 140 175 210 255 300
σ-1, МПа:
без надреза
65 84 105 140 163
с надрезом 65 80 95 120 130

Таблица 1. Механические свойства и рекомендуемый состав серого чугуна (ГОСТ 1412—85)
Чугун σв, МПа Твердость HB∗10-1, МПа Мас. доля элементов, %
C Si Mn P S
не более
СЧ10 98 143-229 3,5-3,7 2,2-2,6 0,5-0,8 0,3 0,15
СЧ15 147 163-229 3,5-3,7 2,0-2,4 0,5-0,8 0,2 0,15
СЧ18 176 170-241 3,4-3,6 1,9-2,3 0,5-0,7 0,2 0,15
СЧ20 196 170-241 3,3-3,5 1,4-2,2 0,7-1,0 0,2 0,15
СЧ21 206 170-241 3,3-3,5 1,4-2,2 0,7-1,0 0,2 0,15
СЧ24 235 170-241 3,2-3,4 1,4-2,2 0,7-1,0 0,2 0,15
СЧ25 245 180-250 3,2-3,4 1,4-2,2 0,7-1,0 0,2 0,15
СЧ30 294 181-255 3,0-3,2 1,0-1,3 0,7-1,0 0,2 0,12
СЧ35 343 197-269 2,9-3,0 1,0-1,1 0,7-1,1 0,2 0,12

Чугуны марок СЧ25 И выше обычно модифицируют FeSi. Для них содержание Si в таблице дано после введения модификатора.
Таблица 2. Механические свойства чугуна
Чугун При растяжении При сжатии
E∗10-3, МПа δ, % σ-1p, МПа σc, МПа E∗10-3, МПа μ ψ, % δ-1c, МПа
СЧ10-СЧ18 60-80 0,2-1,0 50-70 500-800 65-90 0,28-0,29 20-40 70-90
СЧ20-СЧ30 85-125 0,4-0,65 90-115 850-1000 93-130 0,28-0,29 15-30 120-145
СЧ30-СЧ35 125-145 0,65-0,9 115-140 1000-1200 130-155 0,28-0,29 15-30 145-170

Чугун При кручении При срезе φ, %, при вибрации с нагрузкой, равной 1/3σ0,2 αн, кДж/М2 При изгибе
τв, МПа τ-1, МПа τв, МПа G∗10-3, МПа σ-1, МПа σи, МПа
СЧ10-СЧ18 240-320 60-80 150-220 40-44 30-32 40-70 58-66 240-360
СЧ20-СЧ30 280-360 100-120 250-355 45-54 23-30 80-100 67-133 400-500
СЧ30-СЧ35 360-400 120-140 355-400 54-64 23-25 80-90 133-155 500-540

φ - циклическая вязкость, характеризующая скорость затухания вибрации, а значит чувствительность к надрезам.

Влияние легирующих элементов на механические свойства чугуна марок СЧ показано на рис. 1, а изменение прочности серого чугуна в зависимости от толщины стенки отливки, получаемой в песчаной форме — на рис. 2.

Для различных групп отливок путем варьирования содержания химического состава основных элементов и легирования чугуна небольшими добавками обеспечивают комплекс оптимальных эксплуатационных свойств. Так, для блоков цилиндров карбюраторных двигателей чугун легируют Сr (0,2— 0,5 %) и Ni (до 0,2 %), а для автомобильных дизелей дополнительно Си (0,2—0,4%). Необходимые свойства Для тракторных двигателей обеспечивают повышенным (до 1,4 %) содержанием Мn.

Гильзы карбюраторных двигателей изготовляют из чугуна СЧ25 с обычным (0,14%) и повышенным (0,17— 0,22 %) содержанием фосфора.

Для ребристых цилиндров двигателей воздушного охлаждения используют чугун, легированный Sb (0,5—0,08%), Сr (0,4-0,6%) и Nl (0,1—0,3%) или Ni (0,65%) н Р (0,65—75%).

В станкостроении для повышения твердости средних по развесу отливок наряду с модифицированием чугуна FeSi и SiCa применяют ковшовое легирование Сu (0,3—0,4%) и Сr (0,2—0,3%). При толщине стенки более 15—20 мм используют легирование Сu (0,8—1,0%) и Сг (0,3—0,5%). Для средних и тяжелых отливок, в которых допускается наличие в микроструктуре карбидных включений, применяют комплексное легирование чугуна Мо (0,3—0,8%), Ni (0,7—1,2%) и Сr (0,2—0,6%). В отдельных случаях для повышения твердости применяют легирование В (0,04%) совместно с Сu (0,4—0,6%) или Ni (0,5—0,6%).

Влияние легирующих элементов на прочность и твердость чугуна с пластинчатым графитом состава:
Рис. 1. Влияние легирующих элементов на прочность и твердость чугуна с пластинчатым графитом состава: 3,2% С; 1,85% Si; 0,7% Мn; 0,14% Р

Изменение прочности серого чугуна различных марок в зависимости от толщины стенки отливки
Рис. 2. Изменение прочности серого чугуна различных марок в зависимости от толщины стенки отливки

Максимальная прочность чугуна при плавке в индукционных печах достигается при отношении Si/C=0,85÷l,0 (при постоянной степени эвтектичности). При получении чугунов СЧЗО, СЧ35, в случае ваграночной плавки, более низкое отношение Si/C=0,6÷0,7 компенсируют повышенным содержанием Мп (1,0—1,5%).

Герметичность отливок из чугуна зависит как от графитовой, так и от усадочной пористости; при этом, чем ниже эвтектичность серого чугуна, тем большее значение приобретают условия эффективного питания при затвердевании отливок (градиент температур, обеспечивающий направленное затвердевание, достаточный металлостатический напор).

Несмотря на наличие графита, герметичность чугуна достаточно велика, если в отливке отсутствуют литейные дефекты. Так, при испытании водой или керосином при давлении до 10—15 МПа втулки толщиной 2 мм имеют полную герметичность. Чугунные отливки с мелким графитом и низким содержанием Р при отсутствии волосяных трещин могут противостоять давлению жидкости до 100 МПа и газов до 70 МПа.

Свариваемость серого чугуна значительно хуже, чем у углеродистой стали; поэтому газовая и дуговая сварка, как и заварка дефектов (особенно крупных) на отливках, проводится по особой технологии.

Обрабатываемость серого чугуна обратно пропорциональна его твердости. Она улучшается по мере увеличения количества феррита в структуре, а также по мере повышения однородности структуры, т. е. при отсутствии в ней включений фосфид-иой эвтектики, карбидов, обладающих повышенной твердостью. Наличие графита полезно, так как стружка получается крошащейся и давление на инструмент уменьшается.






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.