Литейные чугуны

Области применения низколегированных чугунов весьма разнообразны. Так, из чугунов, легированных совместно никелем (до 1,75%), хромом (до 0,8%) и вольфрамом (0,2%), отливают штампы; из чугуна с одним процентом никеля и 0,25% Cr —базовые детали металлорежущих станков высокой точности; из чугунов, комплексно легированных Ni, Cr, Mo и Cu, —цилиндры автомобильных двигателей и т. д. Введением большого количества легирующих компонентов серым чугунам с пластинчатым графитом придают разнообразные специальные свойства. Так, немагнитные отливки для электромашиностроения, имеющие аустенитную структуру металлической основы, изготовляют из чугуна, содержащего до 7,0% марганца и до 12% никеля, а при отливке ряда коррозионно-стойких деталей для химического машиностроения, хорошо выдерживающих воздействие серной, уксусной, муравьиной кислот, каустической соды, некоторых солей и щелочей, а также морской воды, используют чугун, легированный молибденом, медью, никелем и хромом.

Термической обработкой серых чугунов, так же как легированием или модифицированием, можно существенно изменить их структуру, а следовательно, и свойства. Так, у отливок из высокопрочного чугуна с ферритно-перлитно-графитовой структурой, в которой преобладает феррит (75—80%), закалкой, заключающейся в нагреве токами высокой частоты до 975—1000°С и быстром охлаждении, можно получить однородную структуру мартенсита в закаленном слое. Мартенсит — микроструктура игольчатого вида, придающая металлу весьма высокую твердость. Представляет собой твердый пересыщенный раствор углерода в α-железе.

Белый чугун в отличие от серого не содержит в структуре графита (рис. 5.3,ж). Он состоит из перлита и цементита, имеет светлый, блестящий излом, весьма тверд и хрупок, практически не поддается механической обработке, хорошо противостоит истиранию. Поэтому из белого чугуна отливают такие детали, как лопасти дробеметных аппаратов, щеки камнедробилок, звездочки для очистки металлических деталей в галтовочных барабанах и др.

Структура белого чугуна образуется при малом содержании в нем кремния и других графитизирующих элементов. Образованию такой структуры в значительной степени способствует быстрое охлаждение отливок. Это используют при получении некоторых деталей, например прокатных валков, применяемых для обработки металла и в производстве бумаги, принимая меры к тому, чтобы у таких отливок, называемых отбеленными или закаленными, сердцевина имела структуру серого чугуна достаточно вязкого, для того чтобы выдерживать ударные нагрузки, а рабочий поверхностный слой — структуру белого чугуна.

Значительно шире белый чугун используют как промежуточный материал для последующей переработки на ковкий чугун (КЧ), из которого изготовляются многие нагруженные детали машин и механизмов (табл. 5.4).