Механические свойства ковкого чугуна

Алан-э-Дейл       11.06.2022 г.

Общепринятая маркировка металла

Согласно с рекомендациями ГОСТ 1215–79, маркировка ковкого чугуна включает в себя первые буквы его наименования – КЧ. Прописанное число, состоящее из двух цифр, отображает показатель временного сопротивления или предел стойкости к деформации и разрушению, измеряемый в 10 МПа – КЧ 70. Цифра, прописанная через дефис, отражает величину пластической деформации во время растяжения с единицей измерения «%» (относительное удлинения) – КЧ70-2.

Вдобавок к этому, марки ковких сплавов классифицируются в зависимости от их структур. К ферритному и ферритно-перлитному классу относятся КЧ с относительно низкими пределами стойкости к разрушениям и более высокими процентами относительного удлинения. Сплавы с перлитовой структурой представлены с высокими значениями временного сопротивления и со сравнительно низкими показателями относительного удлинения.

По данным ГОСТ 26358, можно определить такие свойства марок ковкого чугуна, как:

  • временное сопротивление разрыву;
  • твёрдость по Бринеллю (НВ);
  • относительное удлинение.

Теория железоуглеродистых структур

Карбон с ферумом могут образовывать несколько различных видов сплавов по типу кристаллической решетки, что отображается на варианте микроструктуры.

  1. Твердый раствор проникновения в α-железо – феррит.
  2. Твердый раствор проникновения в γ-железо – аустенит.
  3. Химическое образование Fe3C (связанное состояние) – цементит. Первичный образовывается путем быстрого охлаждения из жидкого расплава. Вторичный – более медленное снижение температуры, из аустенита. Третичный – постепенное охлаждение, из феррита.
  4. Механическая смесь зерен феррита и цементита – перлит.
  5. Механическая смесь зерен перлита или аустенита и цементита – ледебурит.

Для чугунов характерна особая микроструктура. Графит может находиться в связанном виде и образовывать вышеперечисленные структуры, а может пребывать в свободном состоянии в форме разных включений. На свойства влияют как основные зерна, так и эти образования. Графитовыми фракциями в металле являются пластины, хлопья или шары.

Пластинчатая форма характерна для серых железоуглеродистых сплавов. Она обуславливает их хрупкость и ненадежность.

Включения хлопьеобразные имеют ковкие чугуны, чем положительно влияют на их механические показатели.

Шарообразная структура графита еще более улучшает качества металла, влияя на увеличение твердости, надежности, выдержки значительных нагрузок. Такими характеристиками обладает чугун высокопрочный. Ковкий чугун свойства свои обуславливает ферритной или перлитной основами с наличием хлопьеобразных графитовых включений.

Области применения

Ковкий чугун предназначен для использования:

  • в машиностроительной отрасли для изготовления конструкций станков;
  • для изготовления корпусов и комплектующих автомобилей;
  • при производстве железнодорожных вагонов;
  • в изготовлении оборудования для сельского хозяйства.

Несмотря на то, что перлитный чугун по своим характеристикам лучше, применяются в основном ферритные отливки, т. к. их производство обходится дешевле.

Перлитный вид отливок применяют в производстве деталей, испытывающих повышенные нагрузки. Например, из них производят автомобильные рессоры, комплектующие дизельных и других двигателей и т.д.

При наличии большого количества технологических преимуществ, ковкий чугун в основном применяют для изготовления литья с относительно тонкой стенкой в интервале от 3 мм до 40 мм.

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной

КЧ30-6 / МеталлПромКонтинент

КЧ30-6 Челябинск

Марка : КЧ30-6
Классификация : Чугун ковкий
Дополнение: Чугун ферритного класса, способ выплавки-вагранка
Применение: детали, работающие при низких статических и динамических нагрузках. сантехническое и строительное оборудование
Зарубежные аналоги: Нет данных

Химический состав в % материала КЧ30-6 ГОСТ 1215- 79

C Si Mn S P Cr
2.6- 2.9 1- 1.6 0.4- 0.6 до 0.2 до 0.18 до 0.08 C+Si = 3.7-4.2

Механические свойства при Т=20oС материала КЧ30-6 .

Сортамент Размер Напр. sв sT d
5
y KCU Термообр.
мм МПа МПа % % кДж / м2
Отливки, ГОСТ 1215-79 294 6
Твердость КЧ30-6 , ГОСТ 1215-79 HB 10 -1 = 100-163 МПа

Физические свойства материала КЧ30-6 .

T E 10- 5 a 10 6 l r C R 10 9
Град МПа 1/Град Вт/(м·град) кг/м3 Дж/(кг·град) Ом·м
20 1.55

Обозначения:

Механические свойства :
sв -Предел кратковременной прочности ,
sT -Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации),
d5 -Относительное удлинение при разрыве ,
y -Относительное сужение ,
KCU -Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB -Твердость по Бринеллю ,
Физические свойства :
T -Температура, при которой получены данные свойства ,
E -Модуль упругости первого рода ,
a -Коэффициент температурного (линейного) расширения (диапазон 20o-T ) , [1/Град]
l -Коэффициент теплопроводности (теплоемкость материала) , [Вт/(м·град)]
r -Плотность материала , [кг/м3]
C -Удельная теплоемкость материала (диапазон 20o-T ), [Дж/(кг·град)]
R -Удельное электросопротивление,

КЧ30-6-Чугун ковкийКЧ30-6-химический состав, механические, физические и технологические свойства, плотность, твердость, применение

Доступный металлопрокат

Материал КЧ30-6 Челябинск

Без стали не обходится ни одно производство, будь то тяжелое машиностроение или изготовление бытовых электроприборов. Существует множество марок этого продукта, а также большое количество форм отпуска. Наша компания реализует материал КЧ30-6 большими партиями и с минимальной наценкой. Для уточнения свойств и характеристик конкретной марки можно обратиться к менеджерам компании.

Как и вся продукция, материал КЧ30-6 закупается у ведущих производителей. Поэтому мы готовы со всей ответственностью давать гарантию на качество. Минимальное количество посредников определяет и низкую стоимость. Вкупе с быстрой доставкой, это дает возможность нашим бизнес-партнеры вести стабильное и взаимовыгодное сотрудничество.

Помимо отпуска, в форме той или иной детали (заготовки), наша компания реализует обработку металлов. Все мероприятия проходят четкий контроль на соответствие ГОСТа и правилам. Специалисты нашего предприятия осуществляют такие работы как оцинкование, создание деталей по чертежам заказчика, производство отливок, изготовление различных профилей и многое другое.

Имея в арсенале новейшее оборудование и огромный, опыт мы можем предложить проверку изделия по ряду параметров, таким как прочностные характеристики, химический состав, чистота сплава и так далее.

Каждому покупателю предложен огромный ассортимент продукции различного формата, а также актуальных услуг и работ. Чтобы быстрее разобраться и выбрать товар соответствующий потребностям, нужно связаться с менеджером компании и получить развернутую информацию по всем интересующим вопросам.

Материал КЧ30-6 купить в Челябинске

Индивидуальная стоимость выстраивается за счет персонального общения с каждым потенциальным заказчиком. Менеджеры учитывают объем сделки, делают скидки постоянным клиентам и ведут открытый диалог. В результате, даже при возникновении спорных ситуаций мы способны найти компромисс и прийти к решению, удовлетворяющему обе стороны.

Доставка

Работы по осуществлению логистики входят в пакет наших профессиональных услуг. Мы постоянно совершенствуем свои знания, приобретаем новейшую технику, для того, чтобы груз был доставлен в любую точку России.

Наличие собственных железнодорожных подъездов заметно увеличивает скорость отгрузки и последующей доставки. Имея такие ресурсы, мы гарантируем доставку грузов любого объема и габаритов. Такой профессиональный подход и делает нас лидерами на рынке металлопродукции.

Закупки задвижек 30кч6бр — заявки и тендеры города Москва

  • 12.11.2020 в 15:12
    Предприятие АО «ГеоСпецСтрой»
    желает приобрести:Трубы чугунные 200мм

    в следующем объеме: 498.5
    м/п
    Трубы чугунные 300мм

    в следующем объеме: 415.5
    м/п
    Трубы ЦПП, ЦПИ Д=1220м

    в следующем объеме: 117.5
    м/п
    Трубы ЦПП, ЦПИ Д=325мм

    в следующем объеме: 6
    м/п
    Трубы ЦПП, ЦПИ Д=108мм

    в следующем объеме: 58.5
    м/п
    Трубы ЦПП, ЦПИ Д=159мм

    в следующем объеме: 12
    м/п
    Трубы ЦПП, ЦПИ Д=57мм

    в следующем объеме: 103
    м/п
    Задвижка д50

    в следующем объеме: 3
    шт
    Задвижка д 100

    в следующем объеме: 8
    шт
    Задвижка д 150

    в следующем объеме: 1
    шт
    Задвижка д 200

    в следующем объеме: 1
    шт
    Задвижка д 300

    в следующем объеме: 1
    шт

    Дополнения от заказчика:
    Добрый день, прошу выставить КП на данные трубы в МЕТРАХ:

    Труба ВЧШГ, диам.200мм с внутренним химически стойким покрытием и наружным цинкованием — 498,50 м
    Труба ВЧШГ, диам.300мм — 415,50 м
    Стальные неразр.футляров d=325мм с наружным ВУС покрытием — 115 м
    Чугунные трубы с внутренним ЦПП и наружным цинковым покрытием Д= 100 — 115
    Стальной футляр d=1420мм с наружным ВСУ покрытием — 91,50
    Труб ПЭ 355х21.1мм — 243,50 м
    Труб ПЭ 225х13,4мм — 39,50 м
    Стальная труба с внутренним ЦПП внешним покрытием весьма усиленного типа Д=1220мм — 117,50 м
    Стальных труба с внутренним ЦПП внешним покрытием весьма усиленного типа Д=325мм — 6 м
    Стальная труба с внутренним ЦПП внешним покрытием весьма усиленного типа Д=108мм — 58,50 м
    Стальная труба с внутренним ЦПП внешним покрытием весьма усиленного типа Д=159мм — 12 м
    Труб с внутренним ЦПП внешним покрытием весьма усиленного типа Д=57мм — 103
    Полиэтиленовых труба ПЭ100 SDR17 Д=63х3,8мм — 4 м
    Задвижка чугунная д50 — 3 шт
    Задвижка чугунная д 100 — 8 шт
    Задвижка чугунная д 150 — 1 шт
    Задвижка чугунная д 200 — 1 шт
    Задвижка чугунная д 300 — 1 шт

    ответить на заявку

  • 11.11.2020 в 16:15
    Предприятие ФГУП «КЖД»
    желает приобрести:Муфта 110

    в следующем объеме: 6
    шт
    Задвижка Ду80

    в следующем объеме: 6
    шт
    Задвижка Ду50

    в следующем объеме: 1
    шт
    Клапан Ду80

    в следующем объеме: 1
    шт
    Тройник стальной 110

    в следующем объеме: 3
    шт
    Отвод 110

    в следующем объеме: 3
    шт

    Дополнения от заказчика:
    Муфта компрессионная с фланцем Д110 мм шт 6
    Задвижка Ду80 шт 6
    Задвижка Ду50 шт 1
    Клапан обратный Ду80 шт 1
    Тройник компрессорный Д110 мм шт 3
    Отвод Д110 мм шт 3

    ответить на заявку

  • 10.11.2020 в 12:47
    Организация (контактное лицо: kraft)
    желает приобрести:Задвижка D200

    сталь: ТИП K51GV,
    в следующем объеме: 2
    шт

    Дополнения от заказчика:
    ЗАДВИЖКА ШИБЕРНАЯ ТИП K51GV D200 КОЛ-ВО 2ШТ

    ответить на заявку

  • 06.11.2020 в 13:14
    Предприятие Торгово-монтажная компания «Инфотех — Системы безопасности»
    желает приобрести:Кран шаровой ду 20 PN 16

    сталь: латунный,
    в следующем объеме: 39
    шт
    Трубы стальные, электросварные 32х3.2

    в следующем объеме: 45
    м/п
    Трубы стальные, электросварные 57х3.5

    в следующем объеме: 400
    м/п
    Трубы стальные, электросварные 159х4.5

    в следующем объеме: 180
    м/п
    Задвижка ду 150

    в следующем объеме: 1
    шт

    Дополнения от заказчика:
    Задвижка клиновая с электроприводом стальная ду 150 — 1шт,
    Кран латунный шаровой ду 20 PN 16 — 39 шт.
    Труба стальная электросварная — 32х3.2 — 45м
    Труба стальная электросварная — 57х3.5 — 400м
    Труба стальная электросварная — 159х4.5 — 180м

    ответить на заявку

  • 05.11.2020 в 14:22
    Предприятие АО «Нэфис Косметикс»
    желает приобрести:Отвод 90 гр. Ду 100

    сталь: ГОСТ 17375-01,
    в следующем объеме: 20
    шт

    Задвижка 30нж41нж Ду100 Ру16

    в следующем объеме: 3
    шт

    Фланец нержавеющий Ду 100

    сталь: ГОСТ 12820-80 СТ12Х18Н10Т,
    в следующем объеме: 22
    шт

    Дополнения от заказчика:
    Интересует стоимость, сроки и условия поставки:
    Отвод 90 гр. Ду 100 ГОСТ 17375-01 шт 20
    Задвижка нержавеющая фланцевая 30нж41нж Ду100 Ру16 шт 3
    Фланец из нержавеющей стали ГОСТ 12820-80 СТ12Х18Н10Т Ду 100 шт 22

    ответить на заявку

Чугун ковкий

В структуре ковкого чугуна графит имеет хлопьевидную форму. Такой графит называют углеродом отжига. По сравнению с серым чугуном ковкий чугун обладает более высокой прочностью, пластичностью и вязкостью. Свое название он получил потому, что имеет повышенную пластичность. Ковке в прямом понимании этого слова чугун не подвергается.

Процесс получения отливок из ковкого чугуна включает две стадии: изготовление фасонных отливок из белого чугуна и отжиг полученных отливок с целью графитизации цементита. При отжиге происходит разложение цементита белого чугуна с образованием графита хлопьевидной формы. В результате этого хрупкие и твердые отливки становятся пластичными и более мягкими. В зависимости от условий и режима отжига структура чугуна может иметь ферритную (Ф), перлитную (П) и ферритно-перлитную металлическую основу. Наибольшее распространение получил пластичный ферритный ковкий чугун. Отжиг ковкого чугуна-весьма продолжительный процесс, занимающий 70-80 ч. Однако его можно ускорить путем закалки отливок из белого чугуна перед графитизацией, а также модифицированием чугуна алюминием, бором, висмутом или титаном. Существуют и другие способы ускорения процесса отжига. Использование указанных способов позволяет сократить продолжительность отжига до 35-40 ч.

Таблица 2. Чугуны ковкие, их основные свойства и применение

Марка НВ Свойства и применение
КЧ 35-10 КЧ37-12 160 Чугуны ферритного класса используют для производства деталей,

эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках

(картеров, редукторов, ступиц, крюков, скоб, задних мостов, кронштейнов)

КЧ 30-6

КЧ 33-8

160 Для изготовления менее ответственных деталей

(хомутов, гаек, вентилей, деталей сельскохозяйственных машин,

глушителей, фланцев, муфт, тормозных деталей, педалей,

гаечных ключей, колодок, кронштейнов)

КЧ 45-7 203 Ковкие чугуны перлитного класса марок обладают высокой прочностью,

умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами.

Из них получают вилки карданных валов, шестерни, червячные колеса,

поршни, подшипники, звенья и ролики конвейерных цепей, втулки,

муфты, тормозные колодки, коленчатые валы

КЧ 50-5 226
КЧ 55-4 236
КЧ 60-3 264
КЧ 65-3 264
КЧ 70-2 280
КЧ 80-1,5 314

По ГОСТ 1215-79 маркируется ковкий чугун по тому же принципу, что и высокопрочный. Например, марка чугуна КЧ 33-8 означает, что данный чугун имеет предел прочности σв = 32.4 Н/мм2 (33 кгс/мм2) и относительное удлинение δ =8 %.

Отливки из ковкого чугуна можно получить с сечением до 55 мм. При большем сечении в сердцевине отливок образуется пластинчатый графит и чугун становится не пригодным для отжига. В машиностроении чаще применяют высокопрочный чугун, который получают при менее сложных и более дешевых технологических процессах, чем процессы производства ковкого чугуна.

Основные свойства ковкого чугуна и его применение приведены в таблице 2.

Свойства чугуна

Основные свойства чугуна – это хорошие литейные качества, хрупкость (значительно выше, чем у сталей) и твердость. Свойства чугуна могут отличаться в зависимости от его компонентов. В состав чугуна входят следующие элементы:

Si – кремний, в составе менее 4,3%, является вторым по важности элементом после углерода, придает материалу мягкость и улучшает его жидкотекучесть, повышая этим литейные свойства;
Mn — марганец, в составе сплавов не более 2%, способствует увеличению прочности метала;
S – сера, содержание менее 0,7%, служит причиной «красноломкости», ухудшает текучесть сплава и его литейные характеристики;
P – фосфор, содержание менее 1,2%, служит причиной «хладноломкости», которая проявляется в виде трещин при охлаждении отливок, компонент ухудшает механические свойства сплава;
C – углерод, главный компонент чугуна, который придает ему основные качества, в зависимости от содержания, вида и формы этого компонента, производится разделение чугуна на сорта.

Чугун имеет ряд следующих механических свойств, приведенных в таблице. Остальные показатели: температура плавления, плотность, относительное удлинение, вязкость и твердость разительно отличаются для каждого сорта сплавов в отдельности.

Марки чугуна

Различаются некоторые виды, которые в свою очередь имеют отдельно разработанные марки чугуна, которые приведены в таблице.

Чугун литейный:

  • Л1, Л2, Л3, Л4, Л5,
  • Л6, ЛР1, ЛР2, ЛР3, ЛР4,
  • ЛР5,ЛР6, ЛР7.

Чугун передельный:

  • П1, П2, ПВК1, ПВК2, ПВК3,
  • ПЛ1, ПЛ2, ПФ1, ПФ2, ПФ3.

Чугун серый:

  • СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30,
  • СЧ35.

Чугун ковкий:

  • КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12, КЧ45-7,
  • КЧ50-5,КЧ55-4, КЧ60-3, КЧ65-3, КЧ70-2, КЧ80-1.5.

Чугун низколегированный:

  • ЧН2Х, ЧН3ХМДШ, ЧНМШ, ЧНХМД, ЧНХМДШ,
  • ЧНХТ, ЧС5, ЧС5Ш, ЧХ1, ЧХ2,
  • ЧХ3, ЧХ3Т, ЧЮХШ.

Чугун высоколегированный:

  • ЧГ6С3Ш, ЧГ7Х4, ЧГ8Д3, ЧН11Г7Ш, ЧН15Д3Ш,
  • ЧН15Д7, ЧН19Х3Ш, ЧН20Д2Ш, ЧН4Х2, ЧС13,
  • ЧС15, ЧС15М4, ЧС17, ЧС17М3, ЧХ16,
  • ЧХ16М2, ЧХ22, ЧХ22С,  ЧХ28, ЧХ28Д2,
  • ЧХ28П, ЧХ32, ЧХ9Н5, ЧЮ22Ш, ЧЮ30,
  • ЧЮ6С5, ЧЮ7Х2.

Чугун антифрикционный:

  • АЧВ-1, АЧВ-2, АЧК-1, АЧК-2, АЧС-1,
  • АЧС-2, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-5, АЧС-6.

Чугун высоконикелевый:

  • L-Ni35,  L-NiCr20-2, L-NiCr20-3, L-NiCr30-3, L-NiCuCr15-6-2,
  • L-NiCuCr15-6-3, L-NiMn13-7, L-NiSiCr20-5-3, L-NiSiCr30-5-5, S-Ni22,
  • S-Ni35, S-NiCr20-2, S-NiCr20-3, S-NiCr30-1, S-NiCr30-3,
  • S-NiCr35-3, S-NiMn13-7, S-NiMn23-4, S-NiSiCr20-5-2, S-NiSiCr30-5-5.

Чугун с шаровидным графитом:

  • ВЧ100, ВЧ35, ВЧ40, ВЧ45, ВЧ50,
  • ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80.

Чугун с вермикулярным графитом для отливок:

ЧВГ30,  ЧВГ35, ЧВГ40, ЧВГ45.

Обозначение марки чугуна

Обозначение марки чугуна имеет ряд установленных ГОСТ правил обозначения. Среди них буквенное обозначение основного характера или назначения металла: КЧ – ковкий, ВЧ – высокопрочный, СЧ – серый, П – передельный, Л – литейный. Также приняты основные типы обозначений чугунов:

ПЛ1, ПЛ2 – передельный для отливок;
П1, П2 – передельный;
ПВК1, ПВК2, ПВК3 – высококачественный передельный;
ПФ1, ПФ2, ПФ3 – фосфористый передельный;
СЧ – с пластинчатым графитом (важно знать, что цифровое обозначение, стоящее после букв, обозначает величину временного сопротивления разрыву, изменяемое в кгс/мм);
АЧ – антифрикционный;
АЧС – антифрикционный серый чугун;
АЧВ – высокопрочный антифрикционный;
ВЧ – с шаровидным графитом (цифровое обозначение после буквенного, показывает сопротивление разрыву);
Ч – легированный чугун, отличающийся специальными свойствами.

Сфера использования

Применение заготовок из этого чугуна обосновано, с экономической точки зрения. Они значительно дешевле, чем отливки из стали.

Ковкие чугуны широко используются в тракторостроении и автомобилестроении и других сферах промышленности:

  • Для машиностроительных предприятий, как правило, производятся отливки на ферритной основе и совсем немного на перлитной. Но литейно-механические свойства последнего значительно выше.
  • Перлитный ковкий сплав нашел свое применение в сельской промышленности как современный конструкционный сплав и заменитель углеродистой стали. Области использования такого сплава определяют его высокие эксплуатационные, конструкционные и технологические свойства и зачастую лучшее сочетание этих особенностей.

Ключевой особенностью сплава является его применение в производстве как деталей с небольшим весом (например, поршневые кольца), так и крупных элементов с весом до 150 т независимо от толщины стенки детали. Элементы применяются не только в литом виде, но и после необходимых термической и механической обработок.

Яркими образцами использования такого вида материала, заменившего стальные изделия, считаются коленчатые валы для двигателей больших дизельных автомобилей и тракторов. Достоинством применения чугунных изделий является не только низкая цена по сравнению с фасонными стальными деталями, но и еще превосходство их по эксплуатационным свойствам (гашение вибрации, работа при высоких температурах).

Термическая обработка

Материал, полученный вследствие термической обработки, а именно отжига, может повторно подвергаться методам температурных влияний. Их основная цель – еще большее увеличение прочности, износостойкости, устойчивости к коррозии и старению.

  1. Закалка применяется для конструкций, требующих высокой твердости и вязкости; производится путем нагревания до 900 ˚С, детали охлаждаются со средней скоростью около 100 ˚С/сек с помощью машинного масла. Вслед за ней следует высокий отпуск с нагреванием до 650˚С и охлаждением на воздухе.
  2. Нормализация используется для некрупных простых деталей методом нагревания в печи до 900 ˚С, выстаивания при этой температуре сроком от 1 до 1,5 часа и последующего охлаждения на воздухе. Обеспечивает трооститный зернистый перлит, его твердость и надежность при трении и износе. Применяется для получения антифрикционных ковких чугунов с перлитной основой.
  3. Отжиг производится повторно при изготовлении антифрикционного: нагревание – до 900 ˚С, долговременная выдержка при этой теплоте, охлаждение вместе с печью. Обеспечивается ферритная или ферритно-перлитная структура антифрикционного ковкого чугуна.

Нагревание чугунных изделий может проводиться местно или комплексно. Для местного применяются высокочастотные токи либо ацетиленовое пламя (проведение закалки). Для комплексного – нагревательные печи. При местном нагреве закаляется только верхний слой, при этом повышается его твердость и прочность, но сохраняются показатели пластичности и вязкости сердцевины.

Тут важно указать, что ковка чугуна невозможна не только в силу недостаточных механических характеристик, но и по причине высокой его чувствительности к резкому перепаду температур, который неизбежен при закалке с водным охлаждением

Применение ковкого чугуна

С экономической точки зрения, применение отливок из ковкого чугуна всегда обосновано. Отливки из ковкого чугуна значительно дешевле, чем отливки из стали.

Ковкий чугун широко используются в автомобильной промышленности и производстве тракторов, а также других отраслях:

  • Машиностроительные предприятия используют отливки в основном на ферритной основе и относительно немного на перлитной. Но литейно-механические свойства ковкого чугуна на перлитной основе значительно выше.
  • Перлитный ковкий чугун применяется в сельском хозяйстве как современный конструкционный сплав и заменитель углеродистой стали. Ковкий чугун привлекает своими высокими эксплуатационными, конструкционными и технологическими свойства, а также зачастую имеет лучшее сочетание этих характеристик.

Ключевая особенность ковкого чугуна – это его применение в производстве как деталей с небольшим весом (например, поршневые кольца), так и крупных элементов с весом до 150т независимо от толщины стенки отливки. Изделия из ковкого чугуна могут также подвергаться необходимой термической и механической обработке.

Хорошим примером использования ковкого чугуна, который заменил стальные изделия — это коленчатые валы для двигателей больших дизельных автомобилей и тракторов. При этом преимуществом чугунного изделия является не только низкая цена (по сравнению со сталью), но и отличные эксплуатационные свойства (гашение вибрации, работа при высоких температурах).

Таблица 3. Чугуны ковкие, их основные свойства и применение

Марка НВ Свойства и применение
КЧ 35-10 КЧ37-12 160 Чугуны ферритного класса используют для производства деталей,

эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках

(картеров, редукторов, ступиц, крюков, скоб, задних мостов, кронштейнов)

КЧ 30-6

КЧ 33-8

160 Для изготовления менее ответственных деталей

(хомутов, гаек, вентилей, деталей сельскохозяйственных машин,

глушителей, фланцев, муфт, тормозных деталей, педалей,

гаечных ключей, колодок, кронштейнов)

КЧ 45-7 203 Ковкие чугуны перлитного класса марок обладают высокой прочностью,

умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами.

Из них получают вилки карданных валов, шестерни, червячные колеса,

поршни, подшипники, звенья и ролики конвейерных цепей, втулки,

муфты, тормозные колодки, коленчатые валы

КЧ 50-5 226
КЧ 55-4 236
КЧ 60-3 264
КЧ 65-3 264
КЧ 70-2 280
КЧ 80-1,5 314

Коррозионностойкие чугуны

Короозионностойкие чугуны обладают высокой стойкостью в газовой, воздушной и щелочных средах.Их применяют для изготовления деталей узлов трения, работающих при повышенных температурах.

Примеры обозначения и расшифровки чугунов:

  1. СЧ15 — серый чугун, временное сопротивление при растяжении 150Мпа.

  2. КЧ45-7 — ковкий чугун, временное сопротивление при растяжении 450Мпа, относительное удлинение 7%.

  3. ВЧ70 — высокопрочный чугун, временное сопротивление при растяжении 700 МПА

  4. АЧВ — 2 — антифрикционный высокопрочный чугун, номер 2.

  5. ЧН20Д2ХШ — жаропрочный высоколегированный чугун, содержащий никеля 20%, 2% меди, 1% хрома, остальное — железо, углерод, форма графита — шаровидная

  6. ЧС17 — коррозионностойкий кремниевый чугун, содержащий 17% кремния, остальное -железо, углерод.

https://youtube.com/watch?v=qZXurZNq0wk

Чугун серый

Серый чугун широко применяется в машиностроении. Такое название он получил по серому цвету излома, обусловленному наличием в структуре чугуна свободного углерода в виде графита. По виду металлической основы различают серые чугуны перлитные, перлитно-ферритные и ферритные.

Таблица 1. Чугуны серые литейные, их основные свойства и применение

Марка σв МПа НВ Свойства и применение
Сч10 275 139-274 Малоответственные отливки с толщиной стенок до 15 мм (корпуса, крышки, кожухи и др.), детали, для которых прочностная характеристика не является обязательной,- опоки, арматуру, рамки, сковороды, декоративные детали, массивные строительные колонны, фундаментные плиты
СЧ15 314 160-224 Малоответственные отливки с толщиной стенок 10 — 30 мм (трубы, корпуса клапанов, вентили при давлении — до 20 МПа и др.), корпусные малонагруженные детали, подмоторные плиты, рычаги, шкивы, маховики, емкости для масла и охлаждающей жидкости, корпуса фильтров, фланцы, крышки, звездочки цепных передач
СЧ18 354 167-224 Ответственные отливки с толщиной стенок 10 — 20 мм (шкивы, зубчатые колеса, станины, суппорты и др.)
СЧ20 397 167-236 Ответственные отливки с толщиной стенок до 30 мм (блоки цилиндров, поршни, тормозные барабаны, каретки и др.), для изготовления базовых корпусных деталей повышенной прочности и износостойкости, деталей, к которым предъявляются требования герметичности при давлении до 8 МПа (80 кгс/см2), корпусов, коробок передач, шпиндельных бабок, балансиров, планшайб, гильз, кареток, цилиндров, насосов, золотников, арматуры, компрессоров
СЧ25 450 176-245 Ответственные отливки с толщиной стенок до 40 мм (кокильные формы, поршневые кольца и др.), для изготовления базовых корпусных деталей повышенной прочности и износостойкости, деталей, к которым предъявляются повышенные требования к герметичности
СЧ3О 490 177-250 Ответственные отливки с толщиной стенок до 60 мм (поршни, гильзы дизелей, рамы, штампы и др.), для изготовления кронштейнов, салазок столов и суппортов, деталей с поверхностной закалкой, цилиндров, корпусов насосов, дизелей и двигателей внутреннего сгорания, поршневых колец, коленчатых и распределительных валов
СЧ35 СЧ45 540 193-264 Ответственные высоконагруженные отливки с толщиной стенок до 100 мм (малые коленчатые валы, детали паровых двигателей и др.) деталей, для изготовления к которым предъявляются требования герметичности при давлении свыше 8 МПа

Графит обладает низкими механическими свойствами. Он нарушает целостность металлической основы. Располагаясь между зернами металлической основы, графит ослабляет связь между ними. Поэтому серый чугун плохо сопротивляется растяжению и имеет очень низкую пластичность и вязкость. Чем крупнее и прямолинейнее графитовые включения, тем хуже механические свойства чугуна. Твердость серого чугуна, а также его сопротивление сжатию близки к показателям стали, имеющей такую же структуру, как у металлической основы чугуна.

Графит оказывает и некоторое положительное влияние на свойства чугуна, в частности, он повышает его износостойкость, действуя аналогично смазке, повышает обрабатываемость резанием, так как делает стружку ломкой, способствует гашению вибраций изделий, уменьшает усадку при изготовлении отливок.

Механические свойства серого чугуна могут быть улучшены равномерным распределением мелкопластинчатого графита в отливке. Это достигается путем специальной обработки — модифицирования, когда в жидкий чугун перед его разливкой вводят добавки, которые образуют дополнительные центры графитизации, в результате чего получается мелкопластинчатый графит. Чугун с таким графитом называют модифицированным. От обычного серого чугуна он отличается более высоким сопротивлением разрыву, однако пластичность и вязкость его при модифицировании не улучшаются.

По ГОСТ 1412-85 буквы СЧ в обозначении марки чугуна означают — серый чугун. Двузначная цифра соответствует пределу прочности при растяжении σв МПа. Стандарт нормирует предел прочности серых чугунов σв = 274÷637 МПа, твердость — 143÷637 НВ и химический состав.

Основные свойства серого чугуна и его применение приведены в таблице 1.

Производство

Основной способ – плавка в доменных печах.

Исходные продукты для доменной переработки:

  • Шихта — железная руда, содержащая металл в виде оксидов ферума.
  • Топливо — кокс и природный газ.
  • Кислород — вдувается через специальные фурмы.
  • Флюсы — химические образования на основе марганца и (или) кремния.

Этапы доменной плавки:

  1. Восстановление чистого железа путем химических реакций железной руды с подаваемым через фурмы кислородом.
  2. Сгорание кокса и образование оксидов карбона.
  3. Науглероживание чистого железа в реакциях с СО и СО2.
  4. Насыщение Fe3C марганцем и кремнием в зависимости от необходимых свойств на выходе.
  5. Слив готового металла в формы через чугунные летки; слив шлака через шлаковые летки.

По завершению рабочего цикла домны получают чугун, шлак и колошниковые газы.

Свойства, маркировка и применение ферритного ковкого чугуна

Длительное «томление» металла в печи имеет следствием полный распад цементита и ледебурита на феррит. Благодаря технологическим хитростям, получают сплав с высоким содержанием углерода – ферритная структура, характерная для низкоуглеродистой стали. Однако карбон сам по себе никуда не девается – он переходит из связанного с железом состояния в свободное. Температурное воздействие меняет форму графитовых включений до хлопьеобразной.

Ферритная структура обуславливает понижение твердости, увеличение значений прочности, наличие таких характеристик, как ударная вязкость и пластичность.

Маркировка чугунов ковких ферритного класса: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12, где:

КЧ – обозначение разновидности – ковкий;

30, 33, 35, 37: σв, 300, 330, 350, 370 Н/мм2 – максимальная нагрузка, которую он может выдержать, не разрушаясь;

6, 8, 10, 12 – относительное удлинение, δ, % – показатель пластичности (чем выше значение, тем больше металл поддается обработке давлением).

Твердость – около 100-160 НВ.

Этот материал по своим показателям занимает среднее положение между такими, как сталь и железоуглеродистый сплав серый. Ковкий чугун с ферритной основой уступает перлитному по показателям износостойкости, коррозионной и усталостной прочности, однако выше по механической выдержке, пластичности, литейным характеристикам. Благодаря невысокой цене широко используется в промышленности для изготовления деталей, работающих при малых и средних нагрузках: зубчатые колеса, картеры, задние мосты, сантехника.

Особенности производства ковкого чугуна

Изготовление чугуна КЧ обладает рядом тонкостей, которые обусловлены литьевыми характеристиками и другими свойствами.

Производство ковкого чугуна

Чугун марки БЧ, являющийся основной производства ковкого, обладает не очень хорошими литьевыми параметрами. В, частности, он обладает пониженной жидкотекучестью, большим размером усадки во время остывания, и он склонен к формированию различных литейных дефектов. Эти является причиной того, что при производстве необходимо перегревать металл и принимать меры по борьбе с дефектами литья. Изготовление ковкого чугуна может выполняться с обязательным учетом усадки и изменения размеров заготовок во время томления. Максимальную усадку, имеют тонкие заготовки, минимальную, толстые. Операция томления выполняется при 1350 – 1450 градусов Цельсия.

Отжиг (томление) это базовый этап при производстве чугуна КЧ. Его производят в отдельных цехах, называемых томительными. Заготовки размещают в горшках, выполненных из стали или чугунных сплавов разных марок, для томления. В горшок может быть уложено до 300 отливок исходя из того, что до 1 500 кг должно приходиться на один кубометр.

Ковкий чугун получает наибольшую прочность в горшках, произведенных из белого чугуна с добавками хрома и минимальным количеством фосфора. Расход горшков измеряют по весу, он может составлять от 4 до 15 % веса заготовок. Именно поэтому увеличение их стойкости играет большую роль в формировании стоимости готового ковкого чугуна.

Во избежание коробления готовых отливок укладка заготовок в горшки должна выполняться с особой тщательностью. Их укладывают максимально плотно, для повышения эффекта заготовки пересыпают песком или рудой. Эти материалы предохраняют заготовки от деформации и лишнего окисления.

Производство чугуна

Для производства ковкого чугуна применяют электрические печи. Это вызвано тем, что в процессе томления должна быть возможность регулировки температуры, резкий подъем на время нагрева и быстрое понижения на стадии его графитизации. Кроме того, не будет лишним, и возможность регулировки воздушной смеси в печи.

Отливки, полученные из ковкого чугуна несколько раз проходят через операцию очистки, а после отжига удалению питателей и правке. Первая чистка проводится для удаления остатков формовочных смесей. Для чистки применяют пескоструйное оборудование или специальные галтовочные барабаны. Удаление остатков питателей происходят на наждаках.

Дефекты ковкого чугуна

Самыми часто встречающимися дефектами ковкого чугуна можно назвать следующие:

  • усадочные раковины;
  • недолив;
  • трещины и пр.

Часть дефектов не может быть исправлена дальнейшей термической обработкой. Следует отметить, то, что изготовление ковкого чугуна требует строго соблюдения всех требований ГОСТ, технологических правил и регламентов. Только в этом случае можно говорить о получении качественного ковкого чугуна, которым допустимо заменять другие, дорогие материала – стали, цветные металлы.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.