Матеріалознавство

Половинчасті чавуни в залежності від форми графіту, що визначає міцність та властивості опору деформації, підрозділяють на:

сірі пластинчата або червоподібна форма графіту;

високоміцні кулястий графіт;

ковкі – хлоп'євидний графіт.

 

абв

 

Рисунок 16. – Вид графіту в чавуні: а – пластинчатий; б – хлоп'євидний;

в – кулястий.

 

Найбільшу міцність чавунів забезпечує куляста форма графіту, для хлоп'євидної  форми графіту характерна збільшена пластичність. Чавун з пластинчатою або червоподібною формою графіту можна розглядати як високовуглецеву сталь в якій графіт відіграє роль надрізів, які послаблюють металеву основу.

 

13.2.  Характеристика видів чавунів.

Білі чавуни (переробні)  використовуються як сировина в металургії для отримання сталі чи залізних сплавів., тому що з-за значної кількості цементиту вони дуже крихкі важко обробляються.

Сірі чавуни (ливарні) (ГОСТ 1412 – 85) складаються з металевої основи з вкрапленням графіту пластинчатої форми. Металева основа сірих чавунів в залежності від складу і умов кристалізації  може бути перлітною, феритною чи ферито-перлітною. Сірі чавуни мають високі ливарні властивості (рідкотекучість, мала усадка, незначний пригар металу), добре обробляються різанням і опираються зносу, однак внаслідок низької пластичності використовується в більшості для невідповідальних деталей: станини верстатів, колони, каретки, кришки, картери, гальму вальні барабани, маховики, корпуса редукторів, радіатори, санітарно-технічні труби тощо. Приклад: СЧ 18-36, СЧ 10-

25, СЧ 20-42.

Ковкі чавуни (ГОСТ 1214 – 79) мають феритну або перлітну металеву основу і хлоп’євидний графіт, що штучно отримують при довготривалому графітизуючому відпалюванні білих чавунів. Ковкі чавуни з перлітною основою характеризуються високою твердістю і міцністю в поєднанні з невеликою пластичністю. Феритні ковкі чавуни характеризуються високою пластичніс-

 

тю але меншою міцністю. Використовують ковкі чавуни для виготовлення різних тонкостінних деталей, що працюють при ударних та вібраційних навантаженнях: фланці, муфти, картери, ступиці. Приклад: КЧ 30-6, КЧ 37-17, КЧ 45-7, КЧ 55-4.

Високоміцні чавуни (ГОСТ 7293 – 85) мають феритну чи перлітну основу з включеннями дрібного кулястого графіту, яку отримують при модифікації рідкого чавуну магнієм, ітрієм та інш.  Кулястий графім, має мінімальну поверхню при даному об’ємі і значно менше послаблює металеву основу, не являючись концентратором напружень. Ці чавуни мають високу твердість, міцність, здатність гасити вібрації, зносостійкість. Вони використовуються для масивних відповідальних виливок замість сталевих: циліндри, шестерні, колінчасті і розподільчі вали. Приклад: ВЧ 35, ВЧ60, ВЧ100.

Крім простих чавунів  також існують і леговані, спеціальні чавуни. Вони створені на основі простих з обов’язковим комплексом легування. Це жаростійкі, корозійностійкі, зносостійкі,  антифрикційні та немагнітні чавуни.

Жаростійкі чавуни (ГОСТ 7769 – 82) – це сірі та високоміцні чавуни, леговані кремнієм та хромом. Вони мають значний діапазон високих робочих температур 700…1000ºС, високу окалиностійкість, корозійну стійкість. Їх використовують в теплоенергетиці, казанобудуванні. Приклад: ЧС5, ЧС17, ЧХ28, ЧХ32, ЧН19Х3Ш, ЧН11Г7Ш.

Корозійностійкі  чавуни (ГОСТ 11849 – 76) леговані Si, Ni, Cr. Вони мають стійкість в сірчаній, азотній та органічних кислотах. Приклад: фероселід

– ЧС13, ЧС15, антіхлор ЧС15М4, ЧС17М3, ЧН15Д7.

Зносостійкі чавуни – це сірі та високоміцні чавуни високої твердості, стійкості до абразивного тертя. З них виливають деталі гірничих машин, тракторів, екскаваторів, днища двигунів, циліндрів тощо. Приклад: ИЧХНТ, ИЧН1МШ.

Антифрикційні чавуни (ГОСТ 1585 – 85) мають високу міцність, зносостійкість, низький коефіцієнт тертя. Графітові включення в цих чавунах виконують функції переносу мастильного матеріалу і самі є змащенням.  Чавуни використовують в підшипниках ковзання, вузлах тертя. Приклад: АЧК-1, АЧВ-2, АЧС-2.

Немагнітні чавуни – це аустенітні високолеговані чавуни. Їх використовують у випадках коли потрібна мінімальна втрата потужності (кришки масляних вмикачів, кінцеві коробки трансформаторів, стійки для магнітів).

 

 

13.3. Маркування чавунів.

Чавуни маркірують двома буквами що вказують на вид чавуну і числами, що характеризують механічні властивості.

сірий чавун позначають буквами – "СЧ";

високоміцний – "ВЧ";

 

ковкий – "КЧ".

Перше число в марці відповідає мінімальному значенню тимчасового опору при розтягуванні, в МПа.

Друге число, що пишеться через дефіс або не вказується – границя міцності при згинанні (для сірих чавунів), або відносне подовження (для ковких і високоміцних чавунів).

Приклад:

СЧ10 сірий чавун з межею міцності при розтягуванні 100 МПа; ВЧ70 високоміцний чавун з σ т.о. ≈ 700 МПа при розтягуванні; КЧ35 ковкий чавун σ т.о. ≈ 350 МПа.

В спеціальних чавунах вказується тип чавуну і перелік легуючих елеме-

нтів  з вказівкою їх кількості (аналогічно легованим сталям).

Приклад:

ЖЧХ28 – жаростійкий чавун, хрому ~ 28%; ЧХ32 – чавун корозійностійкий, хрому ~ 32%;

ИЧХНТ  –  зносостійкий  чавун,  легований  Cr,  Ni,  Ti у  кількості  ~  по

1,0...1,5 % кожного.

В марках антифрикційних чавунів позначають тип чавуну і вказують номер у відповідному ГОСТі.

Приклад:

АЧС-1 – антифрикційний чавун сірий №1,

АЧВ-2 антифрикційний чавун високоміцний №2.

 

 

Лекція 14

 

14.  Термічна