Ковкие чугуны

В ковких чугунах частицы графита имеют хлопьевидную форму, которая по сравнению с пластинчатой в меньшей степени влияет на снижение уровня прочности при растяжении. Поэтому ковким чугунам свойственны более высокие прочность и пластичность, чем у серых чугунов.

Химический состав ковких чугунов отличается от серых и высокопрочных меньшим содержанием кремния и повышенным — марганца. Это способствует «отбеливанию» чугунов при кристаллизации. В литом состоянии ковкие чугуны являются «белыми», т.е. углерод в них присутствует в виде цементита. Для получения углерода в виде графита отливки подвергают длительному отжигу (до 30 ч), в процессе которого разлагается цементит с получением графита. Реакция Fe3C—>3Fe + С (графит) протекает в присутствии графитизатора-кремния в количестве 0,9...1,3 %.

Отжиг белых чугунов проводят по одной из двух схем нагрева (рис. 16.4):

1) при одной стадии нагрева температура несколько ниже эвтектической (950...1000 °С), выдержка в течение 10...15 ч с последующим непрерывным медленным охлаждением;

2) при двух стадиях нагрева на первой стадии температура нагрева 950 °C, на второй — близка к эвтектоидной (720...740 °C), выдержка 25...30 ч.

Отжиг по первой схеме приводит к образованию перлитного ковкого чугуна с фазовым составом П + Г. По второй схеме отжига получают ферритный ковкий чугун с фазовым составом Ф + Г.

Длительные отжиги благоприятно влияют на структуру, практически полностью снимая литейные остаточные напряжения. Отсутствие этих напряжений, а также компактная форма графитовых включений обусловливают более высокую прочность ковких чугунов (300...800 МПа) по сравнению с серыми при удовлетворительном относительном удлинении (от 10 % в КЧ35-10 до 3 % в КЧ60-3). В то же время из-за необходимости проведения длительного отжига ковкие чугуны мало технологичны, стоимость отливок из них выше, чем из серых чугунов.

Ковкие чугуны маркируют буквами КЧ и двумя числами, соответствующими минимальному значению временного сопротивления при растяжении ов*10в-1, МПа, и относительному удлинению b, % (ГОСТ 1215—79). Такие чугуны широко используют в автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении (табл. 16.6). Особенность ковких чугунов заключается в том, что из них можно получать тонкие отливки сложной формы с однородными свойствами по сечению.