2. ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ

Высокопрочными называют чугуны с шаровидным графитом, который образуется в литой структуре в процессе кристаллизации.

Шаровидный графит, имеющий минимальную поверхность при данном объеме, значительно меньше ослабляет металлическую основу, чем пластинчатый графит, и не является активным концентратором напряжений.

Для получения шаровидного графита чугун модифицируют, чаше путем обработки жидкого металла магнием или введением магниевых лигатур с никелем или ферросилицием.

Под действием магния графит в процессе кристаллизации принимает не пластинчатую, а шаровидную форму (рис. 102, а). Чугуны с шаровидным графитом имеют более высокие механические свойства, не уступающие свойствам литой углеродистой стали, сохраняя при этом хорошие литейные свойства и обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации, высокую износостойкость и т. д. Обычный состав чугуна: ;

Рис. 102. (см. скан) Микроструктура чугуна с шаровидным графитом и ковкого чугуна (II, Х500): 1а - нетравленный шлиф; 1б — перлитный чугун; 1в — ферритный чугун; IIа — ферритный ковкий чугун; 11б - перлитный ковкий чугун

до и до . По ГОСТ 7293-791 высокопрочный чугун маркируется буквами затем следуют цифры. Первые цифры марки показывают минимальное значение временного сопротивления вторые — относительное удлинение Чугуны имеют перлитную металлическую основу (рис. 102, б), чугуны — перлитно-ферритную и — ферритную (рис. 102, в). В 1985 г. введен новый ГОСТ 7293-85 где высокопрочный чугун маркируется только цифрой, указывающей величину временного сопротивления

Ферритные чугуны имеют (чем выше цифры марки, тем больше и ). Перлитные чугуны имеют и Вязкость разрушения перлитных чугунов составляет 180—250 Н. и ферритных

Отливки из высокопрочного чугуна широко используют в различных отраслях народного хозяйства; в автостроении и дизелестроении для коленчатых валов, крышек цилиндров и других деталей; в тяжелом машиностроении — для многих деталей прокатных станов; в кузнечно-прессовом оборудовании (например, для шабот-молотов, траверс прессов, прокатных валков); в химической и нефтяной промышленности — для корпусов насосов, вентилей и т. д.

Высокопрочные чугуны применяют и для изготовления деталей станков, кузнечно-прессового оборудования, работающих в подшипниках и других узлах трения при повышенных и высоких давлениях (до 1200 МПа).

Для повышения механических свойств (пластичности и вязкости) и снятия внутренних напряжений, отливки подвергают термической обработке (отжигу, нормализации, закалке и отпуску).

Наиболее трудоемкий вид термической обработки — высокотемпературный графитизирующий отжиг при который проводится для устранения в металлической матрице структурно свободного цементита. Для получения перлитной основы охлаждение проводят на воздухе (нормализация), а для получения ферритной основы дают добавочную выдержку при 680 — 750 °С для распада эвтектоидного цементита. Закалка в масле температурой с последующим отпуском и особенно изотермическая закалка на нижний бейнит (температура изотермической выдержки позволяют получать высокие механические свойства. Чугун со структурой нижнего бейнита имеет и

Антифрикционные чугуны с шаровидным графитом изготовляют двух марок: с перлитной структурой и с повышенным содержанием кремния и ферритно-перлитной структурой перлита).

Перлитный высокопрочный чугун предназначен для работы в узлах трения с повышенными окружными скоростями в паре с закаленным или нормализованным валом.

Антифрикционный чугун применяют в паре с «сырым» (в состоянии поставки) валом.

В последние годы развивается производство отливок из чугуна с вермикулярным графитом который по свойствам

занимает промежуточное положение между чугунами с шаровидным и пластинчатым графитом. Вермикулярный графит имеет форму отдельных продолговатых включений, получается путем уменьшения количества магния (глобуляризатора) при модифицировании. Механические свойства ЧВГ в зависимости от структуры: . Чугун обладает хорошими литейными свойствами.