Классификация и маркировка чугуна

По назначению чугуны делятся на передельные чушковые (ГОСТ 805-80) марок П1, П2 и т.д. (предназначены для переработки в сталь), литейные (ГОСТ 4832-80) марок Л1, Л2 и т.д. - для изготовления чугунных деталей машин и специальные - ферросплавы, содержащие повышенное количество (более 10 процентов) кремния, марганца, хрома и др. В доменных печах выплавляют только ферромарганец, другие ферросплавы получают в электропечах (85-90% - передельный чугун; 9 - 12% - литейный чугун; < 1% - ферросплавы).

По химическому составу различают чугуны на:

1. Белые, в которых углерод находится в виде цементита Fe₃С(содержание углерода от 4, 3 до 6, 67%). Белые чугуны обладают высокой твердостью, но очень хрупки и поэтому идут только на переделку в стали и в другие марки чугунов;

2. Серые, в которых углерод находится в виде графита (содержание углерода от 2, 14 до 3, 8 % ). Обладают хорошей жидкотекучестью, что используется для отливки изних деталей машин. Серый чугун более пластичен, чем белый, и обладает необходимой прочностью. Кроме изготовления деталей часть серого чугуна используется в производстве стали.

Химический состав серых чугунов определяется ГОСТ 1412-79, согласно которому они маркируются двумя буквами СЧ и парой цифр, которые указывают предел прочности чугуна при растяжении. Например, СЧ 12, СЧ 18 и т.п..

3. Ковкие, получают из белого чугуна путем длительного нагревания при высоких температурах (отжиг). Этот чугун обладает более высокой вязкостью и пластичностью по сравнению с другими марками чугунов (но не куется). Применяется для различных машиностроительных деталей, работающих при больших нагрузках. Химический состав по ГОСТ 1215-79. Обозначение: КЧ 36 и т.п.;

4. Высокопрочные (модифицированные) чугуны получают при плавке с присадкой модификаторов, например, магния, в присутствии которых графит приобретает шаровидную форму, благодаря чему прочность чугуна повышается. Маркировка таких чугунов ВЧ 50 и т.п. Из высокопрочных чугунов отливают детали кузнечно-прессового оборудования и другие детали, испытывающие большие динамические нагрузки.

5. Легированные, имеют повышенное содержание кремния и марганца. Получают добавлением легирующих веществ (например хрома) в процессе выпуска плавки. Это специальные чугуны (например " зеркальный" Чугун), которые используются как ферросплавы для получения высококачественных сталей.

Для улучшения свойств чугунных изделий широко применяют различные виды термической обработки. Наиболее современный способ термической обработки чугунов - аустемперинг. Данный вид термообработки позволяет управлять соотношением различных кристаллических структур в чугуне, а следовательно - пластичностью и износостойкостью отливки.

Из чугуна с шаровидным графитом сегодня изготовляют коленчатые валы и устройства механической передачи - детали, испытывающие большие рабочие нагрузки. 470-тонная оболочка западноевропейского экспериментального термоядерного реактора " Джет" тоже изготовлена, из литого чугуна.

Одноиз потенциально важных применений пластичного аустемпированного чугуна (ПАЧ) - устройства механической передачи... Американская фирма " Дженерал моторс" заменила в зубчатых колесах главной передачи стальные поковки на литые изделия из ПАЧ. Чугун не только дешевле, чем сталь, изделия из него сегодня изготовляются методами точного литья и почти не требуют последующей механической обработки. Кроме того, термообработка чугунных изделий занимает меньше времени, чем стальных, что на 50 процентов снижает энергозатраты. Добавим, что детали из ПАЧ на 10 процентов легче стальных, что очень важно например, для автомобильной промышленности, где снижение расхода топлива добиваются и за счет уменьшения веса машин. Далее, автомобили с шестернями из чугуна значительно менее шумные при движении поскольку графитовые включения демпфируют вибрацию. Даже при недостаточной смазке поверхность шестерен из аустемпированного чугуна изнашивается в меньшей степени, чем у стальных. К тому же детали из ПАЧ сейчас на 30 процентов дешевле аналогичных из других материалов.

Исследования также показали, что ПАЧ в меньшей степени, чем другие виды чугуна, подвержен внезапным поломкам, В ряде случаев прочность на разрыв у негоне ниже, чем у многих видов стали.

Было бы неверно думать, что аустемпированные чугуны полностью заменяют сталь, однако растущее число примеров указывает, что ПАЧ сочетают в себе исключительную комбинации экономических и технологических достоинств, которые делают их наиболее предпочтительными для решения многих инженерных задач [8, с.8].