Ковкий чугун

вают углеродом отжига. Ковкий чугун по сравнению с серым обладает более высокой прочностью, что связано с меньшим влиянием хлопьевидной фор­мы графита на механические свойства металлической основы.

При производстве ковкого чугуна очень важно, чтобы отливки белого чугуна, подвергаемые отжигу, были тонкостенными. В противном случае в сердцевине при кристаллизации будет выделяться пластинчатый графит и чугун станет непригодным для отжига.

По структуре металлической основы ковкие чугуны бывают ферритны-ми и перлитными (рис. 4.11).

Ферритные чугуны получают из белых чугунов двойной плавки (рис. 4.11, а). При этом состав белого чугуна должен иметь 2,4—2,9% С, 0,8— 1,5% Si, 0,2—0,9% Мп, до 0,2% S и до 0,18% Р. Отливки из такого чугуна за­гружают в специальные контейнеры и засыпают песком и стальными струж­ками для защиты от окисления, затем медленно нагревают (20—25 ч) до температуры 950—1000 °С (ниже эвтектической) и выдерживают 10—15 ч. За это время происходит первая /, °с стадия графитизации — распад эвтектического и избыточного вторичного цементита (имеюще­гося в незначительном количе­стве при этой температуре). К концу этой стадии графитизации чугун состоит из аустенита и включений углерода отжига. После этого температуру мед­ленно снижают, что видно из рис. 4.12 (кривая 1), и при этом

происходит промежуточная ста-.«. _,

, Рис. 4.12. Схема отжига белого чугуна на

дня графитизации — распад вы- ковкий

деляющегося вторичного цементита. Вторая стадия графитизации состоит или в весьма медленном охлаждении в эвтектоидном интервале температур, или при выдержке (25—30 ч) ниже температуры эвтектоидного превращения (720—740 °С). В течение этого процесса распадается цементит перлита, т. е. вследствие этой обработки за довольно длительное время весь углерод выде­лится в свободном состоянии и структура чугуна будет представлять феррит и хлопьевидный углерод отжига.

Перлитный ковкий чугун получают из ваграночного белого чугуна пу­тем отжига в окислительной среде (рис. 4.12, кривая 2). Увеличивается как бы продолжительность первой стадии графитизации, после чего идет непре­рывное охлаждение отливок до комнатной температуры и чугун приобретает структуру перлит и углерод отжига.

Полное отсутствие литейных напряжений, которые снимаются за счет длительного отжига, и разобщенность графитовых включений обусловлива­ют высокие механические свойства ковких чугунов.

Маркировка ковких чугунов Кч и цифрами (как высокопрочных чугунов). В табл. 4.7 представлены свойства некоторых ковких чугунов. Из таблицы видно, что перлитные чугуны более прочные, а ферритные — более пластичные.

Таблица 4.7. Механические свойства ковких чугунов (ГОСТ 1215—79)

Чугун	о„ МПа	5,%	НВ	Структура металлической осно­вы
КчЗО-6			100—163	Феррит + 10—3% перлита
Кч37-12			110—163	»
Кч60-3			200—269	Перлит + 20—0% феррита
Кч80-1,5		1,5	270—320	»

Ковкие чугуны широко применяются в сельскохозяйственном, автомо­бильном и текстильном машиностроении, в судо- и котло-, вагоно- и дизеле-строении. Этот чугун идет на изготовление деталей высокой прочности, ко­торые подвержены сильному истиранию и ударным знакопеременным на­грузкам. Большая плотность отливок ковкого чугуна позволяет изготавли­вать детали водо- и газопроводных установок.

К недостаткам ковкого чугуна можно отнести высокую стоимость из-за продолжительного дорогостоящего отжига.

Контрольные вопросы

1. Назовите фазы, образующиеся в системе Fe—Fe₃C, сравните их свойства.

2. Сравните фазовый и структурный составы стали и чугуна в зависимости от со­держания углерода.

3. Укажите содержание углерода, фазовый состав, структуру и свойства конструк­ционных сталей.

4. Укажите содержание углерода, фазовый состав, свойства и структуру инстру­ментальных сталей.

5. Сравните свойства инструментальных и конструкционных сталей и приведите области, в которых они применяются.

6. В какой форме графит может присутствовать в чугунах?

7. Приведите температуры полиморфного превращения железа.

8. Почему сера, фосфор. кислород и водород относятся к вредным примесям?