Ковкі чавуни

Ковкими називають чавуни з пластівчастою формою графі­ту, отримані внаслідок спеціального довготривалого відпалу відливків з білого чавуну. Щоб отримати ковкий чавун, необхідно виготовити відливки білого чавуну, потім їх відпалити з метою графітизації. Утворений внаслідок відпалу графіт мас компакт­ну майже рівноосьову, але не сферичну форму. Назва ковкий чавун умовна, тому що відливки завжди виготовляють литтям, а не куванням. Графіт пластівчастої форми є слабшим внутрішнім концентратором напружень порівняно з графітом пластинчастим, що міститься в сірому чавуні, внаслідок чого ковкі чавуни міцніші і пластичніші, ніж сірі. Залежно від ре­жиму відпалу металева основа ковкого чавуну може бути ферит­ною, перлітною і рідше — феритно-перлітною.

Щоб не допустити навіть часткової графітизації білого чаву­ну під час його охолодження в ливарній формі, треба вибирати товщину стінок відливка в межах від 3 до 50 мм, а хімічний склад рідкого розчину підтримувати в доволі вузьких межах: 2,4...2,9 % С; 1,0...1,6 % Sі; 0,3...1,0 % Мn; до 0,2 % Р і до 0,18 % S. Тобто чавун має порівняно низький вміст вуглецю, кремнію та марганцю. Після відпалу на графітизацію чавуни з такою низькою часткою вуглецю матимуть у структу­рі небагато компактних графітових вкраплень, що сприятиме поліпшенню їхніх механічних властивостей. Тому, що вища міцність ковкого чавуну потрібна, то менше вуглецю повинно бути у вихідному білому чавуні.

Відпал білого чавуну виконують в одну або дві стадії залеж­но від структури, яку необхідно сформувати, але графітизація доволі тривала та енергомістка, що стримує широке застосуван­ня ковких чавунів у машинобудуванні.

Залежно від механічних властивостей ковкі чавуни відповід­но маркують. Марки ковких чавунів позначають літерами КЧ і числами, перше з яких відповідає межі міц­ності на розрив σ_в в 10^-1 МПа, а друге — відносному видовжен­ню — δ у %. Феритні чавуни (КЧ 30-6...КЧ 37-2) характеризу­ються високою пластичністю (δ = 6...12 %), а перлітні (КЧ 45-7...КЧ 80-1,5) — підвищеною міцністю й твердістю.

З ковких чавунів виготовляють відливки, що працюють під ударними або знакозмінними циклічними навантаженнями (кор­пуси редукторів, корпуси задніх мостів вантажних автомобілів, вилки карданних валів, муфти тощо).

Високоміцні чавуни (з кулястим графітом)

Чавун з кулястим графітом має в металевій основі графіт кулястої форми. Структура металевої основи — ферит, ферито-перліт або перліт. Чавун з феритною основою найменш міцний, але високопластичний, а чавун з перлітною основою — міцний, але малопластичний.

Щоб отримати високоміцний чавун, перегрівають рідкий ме­тал та додають до нього модифікатори (магній, цезій, кальцій), які сприяють сфероїзації графіту під час кристалізації. Куляс­тий графіт порівняно з пластинчастим є слабшим концентратором напружень. Високоміцні чавуни мають добрі ливар­ні показники, вони перевершують чавуни з пластинчастим гра­фітом за механічними властивостями (σ_в = 350...1000 МПа, δ = 2 ... 22 %) і успішно конкурують з ковкими чавунами та сталями. У промислово розвинутих країнах частка чавунів з кулястим графітом серед ливарних сплавів становить 20...30 %. Завдяки високій міцності й пластичності високоміцних чавунів з них виго­товляють відповідальні деталі: колінчасті та розподільчі вали, поршні та поршневі кільця, шестерні та зірчатки, валки прокатуваль­них станів, шаботи ковальських молотів, корпуси парових турбін, супорти, різцетримачі і планшайби металорізальних верстатів. Марки чавунів з кулястим графітом позначають літерами ВЧ і числами, перше з яких відповідає межі міц­ності на розрив σ_в в 10^-1 МПа, а друге — відносному видовжен­ню — δ у %. (ВЧ 35-22, ВЧ 60-3, ВЧ 100-2).

Тема 2.5 Основи термічної і хіміко-термічної обробки металів.

Дата добавления: 2014-01-04