Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Ковкий чугун
|
|
Получают отжигом белого доэвтектического чугуна.
Ковкий чугун имеет в структуре графит хлопьевидной формы (рис. 2.14) и в связи с этим характеризуется высокой пластичностью.
а б
Рис. 2.14. Структура ковкого чугуна: а – ферритный; б – перлитный (x200; травление 4 % - ным спиртовым раствором азотной кислоты)
Детали из ковкого чугуна получают из отливок белого доэвтектического чугуна (2, 4-3, 4 % С) путем длительного отжига – томления, поэтому графит ковких чугунов носит название углерод отжига. Отливки должны быть сравнительно небольшими (толщина сечения не должна превышать 40-50 мм), чтобы исключить графитизацию сердцевины при медленном охлаждении массивной детали.
По структуре металлической основы ковкие чугуны бывают ферритными и перлитными.
Отливки из белого чугуна, предназначенные для отжига на ковкий чугун, упаковывают в специальные ящики. Первый этап отжига при температуре 950…970 °С обеспечивает распад цементита, входящего в состав ледебурита, и получение перлитного ковкого чугуна. Получение ферритного ковкого чугуна обеспечивается последующим понижением температуры до 720…740 °С и длительной выдержкой в указанных условиях, во время которой происходит распад цементита перлита с образованием феррита и графита (рис.1.15).
Рис. 1.15. Схема отжига белого чугуна на ковкий,
ферритный и перлитный чугуны
Процесс протекает очень медленно (до 100 часов) и зависит от структуры отливки и ряда технологических факторов. Для ускорения отжига часто чугун модифицируют (алюминием, бором и т.п.), что позволяет сократить время отжига на ферритный ковкий чугун до 24-60 часов.
Ковкие чугуны обозначаются символом КЧ, после которого указывается предел прочности s в и относительное удлинение d: КЧ55-4.
Внутренние напряжение в ковком чугуне полностью снимаются во время отжига.
Таблица 1.5
Механические свойства и химический состав ковких чугунов
| Марка чугуна | σ в, МПа, | δ, % | Твердость НВ, (кгс/мм2) | С, % | Si, % | Mn, % | P | S | |||||||||||
| Не менее | Не более, % | ||||||||||||||||||
| Ферритные | чугуны | ||||||||||||||||||
| КЧ 33-8 | 100-163 | 2, 6-2, 9 | 1, 0-1, 6 | 0, 4-0, 6 | 0, 18 | 0, 20 | |||||||||||||
| КЧ 37-12 | 110-163 | 2, 4-2, 7 | 1, 2-1, 4 | 0, 2-0, 4 | 0, 12 | 0, 06 | |||||||||||||
| Перлитные | чугуны | ||||||||||||||||||
| КЧ 55-4 | 192-241 | 2, 5-2, 8 | 1, 1-1, 3 | 0, 3-1, 0 | 1, 10 | 0, 20 | |||||||||||||
| КЧ 65-3 | 212-269 | 2, 4-2, 7 | 1, 2-1, 4 | 0, 3-1, 0 | 0, 10 | 0, 06 | |||||||||||||
Ковкие чугуны содержат: углерода – 2, 4…3, 0 %, кремния – 0, 8…1, 4 %, марганца – 0, 3…1, 0 %, фосфора – до 0, 2 %, серы – до 0, 1 %.
Отливки выдерживаются в печи при температуре 950…1000 
С в течении 15…20 часов. Происходит разложение цементита: 
.
Структура после выдержки состоит из аустенита и графита (углерод отжига). При медленном охлаждении в интервале 760…720oС, происходит разложение цементита, входящего в состав перлита, и структура после отжига состоит из феррита и углерода отжига (получается ферритный ковкий чугун).
При относительно быстром охлаждении вторая стадия полностью устраняется, и получается перлитный ковкий чугун.
Отжиг является длительной 70…80 часов и дорогостоящей операцией. В последнее время, в результате усовершенствований, длительность сократилась до 40 часов.
По механическим и технологическим свойствам ковкий чугун занимает промежуточное положение между серым чугуном и сталью. Недостатком ковкого чугуна по сравнению с высокопрочным является ограничение толщины стенок для отливки и необходимость отжига.
Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках.
Из ферритных чугунов изготавливают картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы, хомутики, муфты, фланцы.
Из перлитных чугунов, характеризующихся высокой прочностью, достаточной пластичностью, изготавливают вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, тормозные колодки.
Обозначаются индексом КЧ (высокопрочный чугун) и двумя числми, первое из которых показывает значение предела прочности, умноженное на 
, а второе – относительное удлинение - КЧ 30 - 6.