Литейные чугуны

Название «ковкий» является условным, только подчеркивающим, что КЧ значительно более пластичен и вязок, чем обычный СЧ. Технология получения ковкого чугуна состоит в том, что детали отливают из белого чугуна, а затем подвергают термической обработке, в результате которой происходит разложение основной структурной составляющей белого чугуна — цементита. В зависимости от химического состава исходного чугуна и режима термообработки (отжига) можно получить две основные разновидности ковкого чугуна: с ферритной (Ф) и перлитной (П) структурами металлической основы. В отдельных случаях получают ковкий чугун с промежуточной структурой — перлитно-ферритной. Общей отличительной особенностью всех разновидностей КЧ является то, что графит (углерод, выделяющийся при отжиге) в них имеет компактную, хлопьевидную форму, близкую к глобулярной, а это и определяет свойства КЧ как промежуточные между СЧ и сталью.

Хорошие механические свойства ковких чугунов в сочетании с высокой жидкотекучестью исходного чугуна обусловили их использование для изготовления широкой номенклатуры мелких, тонкостенных отливок для автомобилей, тракторов, сельскохозяйственных машин, а также арматуры и других деталей массового производства. Согласно ГОСТ 1215—79, установлено четыре марки ковкого чугуна ферритного класса с ферритной или ферритно-перлитной металлической основой (КЧ 30—6; КЧ 33—8; КЧ 35—10 и КЧ 37—12) и семь марок перлитного класса в основном с перлитной микроструктурой металлической основы (КЧ 45—7; КЧ 50—5; КЧ 55—4; КЧ 60—3; КЧ 65—3; КЧ 70-2 и КЧ 80-1,5).

Ферритный КЧ, структура которого показана на рис. 5.3,з, обладает пластичностью, хорошо выдерживает ударные нагрузки. Перлитный ковкий чугун обладает высокой прочностью и износостойкостью. Последнее свойство может быть повышено легированием. Пластические свойства у перлитного чугуна средние.

При разработке технологии отливки деталей из ковкого чугуна учитывают, что исходный белый чугун имеет большую усадку, чем обычный серый, ввиду чего приходится предусматривать специальные отводные прибыли (бобышки) для питания массивных узлов отливок. Следует отметить, что многие особенности получения деталей из ковкого чугуна существенно ограничивают область возможного применения этого процесса. Он длителен и энергоемок, так как даже в случае использования наиболее современных методов ускоренного отжига продолжительность этой операции составляет несколько часов, а необходимая температура нагрева отливок достигает 1000°С. Во многих случаях значительно экономичнее оказывается получение отливок из высокопрочных чугунов, многие разновидности которых превосходят ковкие чугуны по эксплуатационным свойствам.

В настоящее время широко распространены специальные антифрикционные чугуны (ГОСТ 1585—85), предназначенные для отливок, работающих со смазкой в узлах трения машин и механизмов. На эти отливки распространяется ГОСТ 1585— 85, включающий шесть марок антифрикционных серых чугунов с пластинчатым графитом (АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3, АЧС-4, АЧС-5, АЧС-6),две марки высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (АЧВ-1, АЧВ-2) и две марки антифрикционного ковкого чугуна с хлопьевидным графитом (АЧК-1 и АЧК-2). Указанные чугуны имеют перлитную или перлитно-ферритную металлическую основу, в большинстве случаев содержат легирующие добавки (медь, хром, никель, титан, алюминий и др.); могут заменить значительно более дорогие и дефицитные сплавы на медной основе, в том числе в условиях трения с повышенными скоростями скольжения.