Что такое ковкий чугун
Ковкий чугун получают длительным нагревом при высоких температурах (отжигом) отливок из белого чугуна. В результате отжига образуется графит хлопьевидной формы. Такой графит по сравнению с пластинчатым меньше снижает прочность и пластичность металлической основы структуры чугуна.
Металлическая основа ковкого чугуна
Металлическая основа ковкого чугуна: феррит (ферритный ковкий чугун) и реже перлит (перлитный ковкий чугун). Наибольшей пластичностью обладает ферритный ковкий чугун, который применяют в машиностроении.
Химический состав белого чугуна, отжигаемого на ковкий чугун, выбирают в пределах: 2,5 – 3,0% С; 0,7 – 1,5 % Si; 0,30- 1,0 % Mn; ≤ 0,12 % S ; и ≤ 0,18 % Р (в зависимости от требуемой структуры металлической основы).
Отжиг
Отжиг проводят в две стадии. Первоначально отливки выдерживают при 950 -970 ⁰ С. В этот период протекает стадия Ι графитизации, т . е. распад цементита, входящего в состав ледебурита (А + Fe2C), и установление стабильного равновесия аустенит + графит. В результате распада цементита диффузионным путем образуется хлопьевидный графит (углерод отжига).
Затем отливки охлаждают до температур, соответствующих интервалу эвтектоидного превращения. При охлаждении происходит выделение из аустенита вторичного цементита. Его распад и в итоге рост графитных включений. При достижении эвтектоидного интервала температур (760–740 °С) охлаждение резко замедляют или дают длительную выдержку при температурах несколько ниже этого интервала (~ 720 ° С). В этот период протекает стадия ΙΙ графитизации: распад аустенита с образованием ферритно-графитной структуры или распад цементита, входящего в состав перлита. С образованием феррита и графита ( в процессе выдержки ниже эфтектоидной температуры). После окончания стадии ΙΙ графитизации структура чугуна состоит из феррита и хлопьев графита (углерод отжига).
Излом ферритного ковкого чугуна бархатисто-черный вследствие большого количества углерода отжига (графита). Если не проводить выдержку ниже эвтектоидной температуры ( или если в этом интервале температур скорость охлаждения повышенная). То образуется перлитный ковкий чугун (П + Г), имеющий светлый (сталистый) излом.
Ковкий чугун маркируется буквами КЧ и цифрами. Первые две цифры указывают временное сопротивление при растяжении, кгс/мм2, вторые – относительное удлинение, в %. Из отливок ковкого чугуна изготовляют детали, работающие при ударных и вибрационных нагрузках. Так, ферритные ковкие чугуны КЧ 37- 12 и КЧ 35 – 10 используют для изготовления деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках. А КЧ 30-6 и КЧ 33 – 8 для менее ответственных деталей. Твердость ферритного чугуна НВ 163 (1630 Мпа). Перлитные ковкие чугуны КЧ 50-4, КЧ 56-4, КЧ -3 и КЧ 63-2 обладают высокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Твердость перлитного чугуна НВ 241-269. Ковкий чугун применяют главным образом для изготовления тонкостенных деталей в отличие от высокопрочного магниевого чугуна. Который используют для деталей большого сечения.
