Чугуны с графитовыми включениями

Такие чугуны образуются в соответствии с диаграммой состояния Fe – C (графит). На этой диаграмме пунктирными линиями обозначены линии, указывающие следующие фазовые превращения:

t = 1153°С: L_4,2® g_2,11 + Г (графит)

t = 738°С: g_0,7®a_0,01 + Г (графит)

Эти линии характеризуют выделение графита первичного (Г^I) из жидкости и графита вторичного (Г^II) из аустенита. Графитная эвтектика образуется как бикристалл. Т.е. графитовый кристалл растёт в виде разветвлённой розетки крабовидной формы. Образующийся при охлаждении графит вторичный выделяется на крабовидных кристаллах, образующихся на графите первичном, который, в свою очередь, образовался из расплава. На микрошлифах можно видеть 3 формы графитовых включений, по которым различают чугуны:

1) 2) 3)

серый чугун ковкий чугун высокопрочный чугун

с пластинчатым графитом с хлопьевидным графитом с глобулярным графитом

В зависимости от полноты протекания реакции графитизации по микроструктуре металлической основы различают 3 группы чугунов:

1. ферритные чугуны; 2. феррито-перлитные чугуны; 3. перлитные чугуны.

Таблица 3. твёрдость металла основы

Достоинства чугунов.

1. Наличие графита облегчает обрабатываемость резанием вследствие образования ломкой стружки.

2. Чугуны имеют хорошие антифрикционные свойства, т.к. графит играет роль смазки.

3. Наличие графита быстро гасит вибрацию и резонансные колебания.

4. Чугуны имеют хорошие, по сравнению со сталями, литейные свойства лучшую жидкотекучесть, т.к. кристаллизация завершается при постоянной эвтектической температуре.

5. Чугуны не чувствительны к дефектам поверхности и являются хорошим конструкционным материалом.

Недостаток чугунов. Они не выдерживают больших растягивающих, а также ударных нагрузок.

Примеры чугунов.

1. серые чугуны СЧ 10, СЧ 18, s_В = 100 – 180 МПа (используются для изготовления малоответственных деталей);

2. серые чугуны СЧ 21…СЧ 35, s_В = 210 – 350 МПа (используются для изготовления станин мощных станков);

3. ковкие чугуны КЧ 37-12…КЧ 35-10, s_В = 370 МПа и s_В = 350 МПа, соответственно (предназначены для высоких динамических и статических нагрузок; из них изготавливают глушители, ступицы, картеры, редукторы);

4. высокопрочные чугуны ВЧ 50-2, ВЧ 85, s_В = 500 МПа и s_В = 850 МПа, соответственно (используются для изготовления ответственных деталей: коленчатых валов автомобилей, крышек цилиндров, корпусов насосов, деталей станков).