Ковкий чугун

Ковкий чугун получают заливкой расплавленного железа определенного химического состава в белые заготовки и последующей обработкой отжигом. Графит в ковком чугуне преимущественно хлопьевидный, иногда в небольшом количестве в виде окатышей. Основная матричная структура ковкого чугуна — феррит и перлит. В зависимости от различных условий термической обработки ковкий чугун можно разделить на ковкий чугун с графитовым отжигом и ковкий чугун с обезуглероживающим отжигом.

Механические свойства ковкого чугуна при нормальной температуре близки к свойствам чугуна с шаровидным графитом с той же матрицей. В условиях низких температур ударная вязкость и режущая способность ковкого чугуна лучше, чем у чугуна с шаровидным графитом. Отливки из ковкого чугуна широко используются в строительстве, автомобилестроении, тракторах, сельскохозяйственной технике и других областях. Отливки из ковкого чугуна часто применяют для отливки трубных соединений, строительного крепежа, колен, тройников, корпусов клапанов, гаечных ключей, корпусов домкратов, опор пластинчатых рессор, кронштейнов, корпусов осей, шатунов двигателей, коромыслов и т. д. Термическая обработка ковкого литья железо в основном включает графитизационный отжиг и обезуглероживающий отжиг.

Свойства ковкого чугуна

1. Механические свойства
Отношение предела текучести к пределу прочности ковкого чугуна близко к таковому у чугуна, измельченного в шаровой мельнице, но примерно на 60–80% выше, чем у углеродистой стали. Ковкий чугун более пригоден для работы при низких температурах, чем чугун, обработанный шаровой мельницей.

2. Производительность процесса
Поскольку содержание углерода и кремния в ковком чугуне низкое, степень эвтектоида мала, а литейная заготовка кристаллизуется в соответствии с метастабильной системой, характеристики литья ковкого чугуна плохие, и отливка склонна к литейным дефектам, таким как Незаливка, усадочная полость, усадочная пористость и трещины. Для предотвращения этих дефектов необходимо принять такие меры, как повышение температуры заливки, метод бегунов, увеличение напора высокого давления, добавление стояков, установка закаленного чугуна, улучшение сжимаемости формовочного и стержневого песка при проектировании процесса литья.

3. Производительность обработки
Ферритный ковкий чугун имеет низкую твердость, а его режущие свойства лучше, чем у отливок из серого чугуна и автоматной стали. Таким образом, ферритный ковкий чугун является материалом с лучшими технологическими характеристиками среди железоуглеродистых сплавов. Перлитный ковкий чугун имеет более высокую твердость и несколько худшие режущие свойства.

4. Производительность сварки
Черносердый ковкий чугун и перлитный ковкий чугун, как правило, не пригодны для сварки, так как в зоне сварки образуются хрупкие белые устья. Белая горловина треснет под воздействием сварочного напряжения. Для отливок, которые выдерживают относительно небольшие растягивающие, изгибающие и ударные нагрузки или в основном используются для выдерживания сжатия и небольшого крутящего момента, если требуется сварка, отливки необходимо предварительно нагреть перед сваркой, а после сварки необходимо сохранение тепла и медленное охлаждение. При необходимости требуется повторный отжиг для устранения цементита и напряжений вокруг сварного шва. Однако ковкое литье с белым сердечником имеет хорошие сварочные характеристики, поэтому его также называют свариваемым ковким чугуном.

5. Устойчивость к истиранию
Износостойкость перлитного ковкого чугуна лучше, чем у обычной углеродистой стали. Поэтому перлитный ковкий чугун пригоден для отливки деталей, к которым предъявляются определенные требования по прочности и износостойкости. Благодаря закалочной термообработке твердость отливок из ковкого чугуна может достигать 60 HRC, а их износостойкость может быть эквивалентна износостойкости низколегированной стали. Однако ферритный ковкий чугун не пригоден для изготовления износостойких деталей.

6. Теплостойкость
Жаростойкость ферритного ковкого чугуна и перлитного ковкого чугуна лучше, чем у серого чугуна и углеродистой стали, а жаростойкость ферритного ковкого чугуна лучше, чем у перлитного ковкого чугуна.

7. Амортизация
Из-за влияния формы графита ковкий чугун имеет меньшую амортизацию, чем серый чугун, и лучше, чем ковкий чугун и литая сталь. При более низких нагрузках демпфирующие характеристики ферритного ковкого чугуна примерно такие же, как у сфероидального фрезерованного чугуна, но при более высоких нагрузках демпфирующие характеристики ферритного ковкого чугуна примерно в 3 раза выше, чем у литой стали, и в 2 раза выше, чем у чугуна с шаровидным графитом. ковкий чугун.