Чугуны общего назначения СЕРЫЕ ЧУГУНЫ Кристаллизация

Чугуны общего назначения

СЕРЫЕ ЧУГУНЫ

Кристаллизация серого чугуна Fe + 3, 7%C на ферритной основе структура при комнатной температуре 2' Γэвт α A L+ 1539 реальная структура Γэв + Γвт. ― Γэв+Γтр. 1496°С t o. C B H J N 1392°С + Ж Ж+ Е' 1153 0 C 1 ж D' C' Ж+Г 2 F' t 1 t 2 ж→ ж→ Γ + Е ' 1 2 2' →Γвт. G +Г +α S' α 738 0 С К' 3 P S →α +Γк 3 3' α → Γтр. α+Г Q 0, 02 t 3 0, 69 0, 8 2, 03 %C 4, 25 6, 67 T

Серый чугун на ферритной основе Структурные составляющие: графит и феррит

Условия получения перлитного серого чугуна При медленном охлаждении аустенит переохлаждается до температуры ниже P/S/K/, но выше горизонтали PSK, и аустенит распадается на феррит и графит: А Ф + Г. Эвтектоидный графит наслаивается на имеющиеся эвтектические и вторичные графитные включения. В результате колонии эвтектоида (Ф + Г) не образуются и серый чугун состоит из двух структурных состовляющих – графита (темные изогнутые прожилки) и феррита (светлые зерна). Такой серый чугун называют ферритным или серым чугуном на ферритной основе.

Кристаллизация серого чугуна Fe + 3%C на перлитной основе реальная структура 1 -2 2' Π(α + Fe 3 C) γ L структура при комнатной температуре γ A L+ 1539 Γэв 1496°С Γэв +Γвт B H J N 1392°С + t , 0 C Ж Ж+ ж+Fe 3 C D Ж+Г F' 1 C' Е' 1153 0 C Е 1147°С 2 D' Ж t 1 1 t 2 2 F C Ж→ Ж C' → +Γ 2' + Fe 3 C G →Γll +Г +α S' α P 0, 69 0, 8 α+Fe 3 C α+Г 3 S Q 0, 02 738 0 С К' 2, 03 2, 14 %C 4, 25 4, 3 727°C К 6, 67 S→α Fe 3 C t 3 3 3' α→Fe 3 Clll Т

Серый чугун на перлитной основе Структурные составляющие: графит, перлит и фосфидная эвтектика

Условия получения перлитного серого чугуна При ускоренном охлаждении аустенит переохлаждается до температуры ниже горизонтали PSK и распад аустенита (А) идет по схеме А Ф + Ц с образованием колоний перлита. Такой чугун называют перлитным или серым чугуном на перлитной основе.

Кристаллизация серого чугуна Fe + 3, 4%C на феррито-перлитной основе γ 3' 2' реальная структура при комнатной температуре α Γэв α γ Γ эв. A 1539 Π(α + Fe 3 C) Γ 1496°С t , 0 C B H J N 1392°С + Ж D' Ж+ Е' 1153 0 C C' 2 Е 1147°С ж+Fe 3 C 1 Ж+Г D F' t 2 1 Ж→ +Г 2 F C Ж t 1 2' → Гвт. + Fe 3 C G +Г +α S' α P 0, 02 0, 69 0, 8 α+Fe 3 C α+Г 4 S Q 738 0 С К' 3 2, 03 2, 14 %C 4, 25 4, 3 727°C К t 4 s'→α+Г s→α+Fe 3 C t 3 6, 67 3 3' 4 4' α→Fe 3 C тр. Т

Серый чугун на феррито-перлитной основе Структурные составляющие: графит, перлит, феррит и фосфидная эвтектика

Серый чугун на феррито-перлитной основе Структурные составляющие: графит, перлит и феррит

Условия получения феррито-перлитного серого чугуна При промежуточной скорости охлаждения, часть аустенита распадается по схеме А Ф + Г (при переохлаждении до температур между горизонталями P/S/K/ и PSK), а оставшаяся часть распадается по схеме АФ-Ц образованием колоний перлита. В результате чугун содержит три структурные составляющие: графит, расположенный вокруг него феррит эвтектоидного происхождения и перлит. Такой чугун называют феррито-перлитным или серым чугуном на феррито-перлитной основе. Чем больше скорость охлаждения, тем большая доля аустенита превращается в перлит.

Химический состав серых чугунов, ГОСТ 1412 -85 Массовая доля элементов, % Марка чугуна Фосфор Углерод Кремний Сера Марганец Не более СЧ 10 3, 5 -3, 7 2, 2 -2, 6 0, 5 -0, 8 0, 3 0, 15 СЧ 25 3, 2 -3, 4 1, 4 -2, 2 0, 7 -1, 0 0, 2 0, 15 СЧ 35 2, 9 -3, 0 1, 2 -1, 5 0, 7 -1, 1 0, 2 0, 12

Временное сопротивление при растяжении в отливках серого чугуна разного сечения Временное сопротивление при растяжении, МПа, не менее Марка чугуна Структура металлической основы Толщина стенки, мм 8 50 150 СЧ 10 Феррит 120 75 65 СЧ 25 Феррит-перлит 270 180 150 СЧ 35 перлит 380 260 205

Металлическая основа серого чугуна с пластинчатым графитом. Влияние Р и S. • Чугун марок СЧ 10 и СЧ 15 – ферритный чугун • Чугун марок СЧ 20 и СЧ 25 – феррито-перлитный чугун • Чугун марок СЧ 30 и СЧ 35 – перлитный чугун Фосфор образует по границам зерен эвтектику (аустенит + цементит + фосфид железа) в виде светлых участков. Эвтектика повышает жидкотекучесть чугуна. Сера вредная примесь, которая охрупчивает чугун и снижает прочность.

Высокопрочный ЧУГУН

Условия получения высокопрочного чугуна • Модифицирование. При введении в чугун 0, 05 % Мg или Ce графит кристаллизуется в шаровидной форме. Для получения такого графита используют комплексные модификаторы, содержащие магний, кальций и редкоземельные металлы. • Содержание углерода (4, 1 – 4, 3%) высокое и постоянное, что обеспечивает хорошие литейные свойства. • Содержание фосфора. Примесь фосфора из-за образования хрупкого фосфида снижает пластичность (содержание не должно превышать 0, 1%). • Содержание серы. Особенно вредна сера, так как она снижает механические свойства и ослабляет модифицирующее действие элементов вследствие связывания их в сульфиды. Содержание серы не должно превышать 0, 02%.

Металлическая основа высокопрочного чугуна с шаровидным графитом • • Чугун марок ВЧ 35 и ВЧ 40 – ферритный чугун Чугун марок ВЧ 45 и ВЧ 50 – феррито-перлитный чугун Чугун марок ВЧ 60 и ВЧ 70, ВЧ 80 – перлитный чугун Чугун марок ВЧ 100 – бейнитный чугун

Высокопрочный чугун на феррито-перлитной основе Структурные составляющие: графит, перлит и феррит

Химический состав чугуна с шаровидным графитом для отливок. ГОСТ 7293 -85 Массовая доля элементов, % Марка чугуна Фосфор Углерод Кремний Сера Марганец Не более ВЧ 35 3, 3 -3, 8 1, 9 -2, 9 0, 2 -0, 6 0, 1 0, 02 ВЧ 45 3, 3 -3, 8 1, 9 -2, 9 0, 3 -0, 7 0, 1 0, 02 ВЧ 60 3, 2 -3, 6 2, 4 -2, 6 0, 4 -0, 7 0, 1 0, 02 ВЧ 80 3, 2 -3, 6 2, 6 -2, 9 0, 4 -0, 7 0, 1 0, 01 ВЧ 100 3, 2 -3, 6 3, 0 -3, 8 0, 4 -0, 7 0, 1 0, 01

Механические свойства чугуна с шаровидным графитом для отливок, ГОСТ 7293 -85 Структура металлической основы в, Мпа (кгс/мм 2) 0, 2, Мпа (кгс/мм 2) ВЧ 35 Феррит 350(35) 220(22) 22 140 -170 ВЧ 45 Ферритперлит 450(45) 310(31) 10 140 -225 ВЧ 60 Перлит 600(60) 370(37) 3 192 -277 ВЧ 80 Перлит 800(80) 480(48) 2 218 -351 ВЧ 100 Бейнит 1000(100) 700(70) 2 270 -360 Марка чугуна , % Твердость, НВ

Химический состав чугуна с вермикулярным графитом, ГОСТ 28394 -89 Массовая доля элементов, % Марка чугуна Фосфор Углерод Кремний Сера Марганец Не более ЧВГ 30 3, 5 -3, 8 2, 2 -3, 0 0, 2 -0, 6 0, 08 0, 025 ЧВГ 35 3, 5 -3, 8 2, 2 -2, 8 0, 2 -0, 6 0, 08 0, 025 ЧВГ 40 3, 1 -3, 5 2, 0 -2, 5 0, 4 -1, 0 0, 08 0, 025 ЧВГ 45 3, 1 -3, 5 2, 0 -2, 5 0, 8 -1, 2 0, 05 0, 025

Механические свойства чугуна с вермикулярным графитом, ГОСТ 28394 -89 Структура металлической основы в, Мпа (кгс/мм 2) 0, 2, Мпа (кгс/мм 2) ЧВГ 30 300(30) 240(24) 3, 0 130 -180 ЧВГ 35 350(35) 260(26) 2, 0 140 -190 ЧВГ 40 400(40) 320(32) 1, 5 170 -220 ЧВГ 45 450(45) 380(38) 0, 8 190 -250 Марка чугуна , % Твердость, НВ

Ковкий чугун на ферритной основе Структурные составляющие: графит и феррит

Химический состав ковкого чугуна. ГОСТ 1215 -79 Массовая доля элементов, % Марка чугуна Фосфор Углерод Кремний Сера Марганец Не более КЧ 30 -6 2, 6 -2, 9 1, 0 -1, 6 0, 4 -0, 6 0, 18 0, 20 КЧ 37 -12 2, 4 -2, 7 1, 2 -1, 4 0, 2 -0, 4 0, 12 0, 06 КЧ 45 -7 2, 5 -2, 8 1, 1 -1, 3 0, 3 -1, 0 0, 10 0, 20 КЧ 60 -3 2, 5 -2, 8 1, 1 -1, 3 0, 3 -1, 0 0, 10 0, 20 КЧ 80 -1, 5 2, 4 -2, 7 1, 2 -1, 4 0, 3 -1, 0 0, 10 0, 06

Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215 -79 Марка чугуна Временное сопротивление разрыву, Мпа (кгс/мм 2), не менее Относительное удлинение, %, не менее Твердость по Бринеллю НВ КЧ 30 -6 294(30) 6 100 -163 КЧ 37 -12 362(37) 12 110 -163 КЧ 45 -7 441(45) 7 150 -207 КЧ 60 -3 588(60) 3 200 -269 КЧ 80 -1, 5 784(80) 1, 5 270 -320