Серые чугуны, их структура, свойства, обозначение марок, термическая обработка и область применения

Чугун серый — сплав железа с углеродом, в котором присутствует графит в виде крабовидных, пластинчатых или волокнистых включений.

Серый чугун Серый чугун был назван так по виду излома, имеющего серый цвет. Название серый чугун не совсем корректно распространилось на литейный чугун, в структуре которого имеются включения пластинчатого графита. Так как эта ошибка была закреплена на уровне государственного стандарта (ГОСТ 1412-85), то чугун с пластинчатым графитом так и продолжают называть серым чугуном. ©ИЦМ(www.modificator.ru) В то же время не стоит забывать, что первоначальный признак, благодаря которому серый чугун получил своё название, а именно - серый цвет, можно наблюдать, например, у ковкого чугуна. Серый цвет чугуна зависит от количества свободного графита, а не от формы графитных включений в чугуне. Вообще, в классификации и названиях чугунов существует историческая путаница, которая особенно сильно наблюдается и мешает при работе с иностранными источниками научно-технической информации. Существует несколько марок серого чугуна: СЧ 10, СЧ 15, СЧ 20, СЧ 25, СЧ 30, СЧ 35 (цифры в марке серого чугуна – значение предела прочности σв, кгс/мм2, не менее). Дополнительные марки чугуна СЧ 18, СЧ 21 применяются для изготовления отливок по требованию потребителя. Химический состав серого чугуна Серый чугун, в зависимости от марки, содержит, %: C 2,9-3,7; Si 1,2-2,6; Mn 0,5-1,1; P не более 0,2-0,3; S не более 0,12-0,15. Допускается легирование серого чугуна Cr, Ni, Cu, P и другими элементами. Химический состав серого чугуна СЧ 10, %: C 3,5-3,7; Si 2,2-2,6; Mn 0,5-0,8; P не более 0,3; S не более 0,15. Химический состав серого чугуна СЧ 35, %: C 2,9-3,0; Si 1,2-1,5; Mn 0,7-1,1; P не более 0,2; S не более 0,12. Структура серого чугуна При оценке структуры серого чугуна определяют размеры (в мкм) включений графита, их распределение и количество (в процентах), а также вид структуры металлической основы и дисперсность перлита (при его наличии). По строению металлической основы серые чугуны разделяют на перлитные, феррито-перлитные, ферритные (рисунок С-1). Для обозначения компонентов структуры серого чугуна применяют условные обозначения по ГОСТ 3443-87. Так, пластинчатый графит в сером чугуне обозначается буквами ПГ. Формы включений графита в структуре серого чугуна могут быть: пластинчатая прямолинейная (ПГф1); пластинчатая завихренная (ПГф2); игольчатая (ПГф3); гнездообразная (ПГф4). Структура чугуна имеет первостепенное значение для получения заданных свойств отливки, поэтому требуется соблюдение технологических режимов плавки и заливки. Получить заданную структуру серого чугуна, избавиться от дефектов помогает операция модифицирования. Свойства серого чугуна Серый чугун обладает хорошими литейными свойствами (жидкотекучесть, малая объёмная усадка и т.п.) и применяется для изготовления отливок. Для деталей из серого чугуна характерна малая чувствительность к влиянию внешних концентраторов напряжения при циклических нагрузках, высокий коэффициент поглощения колебаний при вибрациях деталей (в 2-4 раза выше, чем у стали), высокие антифрикционные свойства (наличие графита улучшает условия смазывания при трении). Перлитный серый чугун обладает также достаточно высокими прочностными свойствами. Временное сопротивление (или предел прочности) серого чугуна σв зависит от толщины стенок отливки (рисунок С-2). Серый чугун очень хрупок из-за пластинчатой формы графитных включений, которые действуют, как многочисленные надрезы в чугуне. Значения предела прочности серого чугуна: 100 МПа для СЧ 10; 350 МПа для СЧ 35. Улучшить свойства серого чугуна можно при помощи специальных модификаторов. Применение серого чугуна Серый чугун применяется для изготовления деталей, подверженных незначительным механическим нагрузкам. Серый чугун – это дешёвый и наиболее широко применяемый в машиностроении, сантехнике, строительных конструкциях вид чугуна. Перлитный серый чугун с высокими прочностными свойствами применяют для нагруженных деталей машин..   Консультации по литейному производству   Справочник литейных дефектов >>>