Механические свойства серых чугунов по ГОСТ 1412-85

Связь между химическим составом, структурой свойствами серых чугунов оценивают по структурным и структурно-прочностным диаграммам. Химический состав чугуна часто выражают при этом приведенным параметром – углеродным эквивалентом С_Э чугуна, который рассчитывается по действительному химическому составу чугуна [1, 3]:

С_Э= %С+0,33 (%Si + %Al + %P) + 0,08 %Cu + 0,1 %Ni - 0,14 %Mn - 0,24 %Cr -0,33 %V - 0,20 %Mo, %.

Соотношение между содержаниями основных элементов (углерода и кремния) в чугуне можно выбирать, используя упрощенную диаграмму Маурера [1] для стандартных литых проб диа­метром 30 мм (рис.1). На этой диаграмме приведены 5 зон с разной структурой чугунов: I – белые чугуны (структура перлит П и ледебурит Л), II – половинчатые чугуны (структура П, цементит Ц и графит Г),Ш – серые перлитные чугуны (структура П +Г), IV – серые перлитно-ферритные чугуны (структура П, феррит Ф и Г), V – серые ферритные чугуны (структура Ф +Г).

Наиболее качественными являются серые перлитные чугуны с измельченной структурой перлита и графита. Область этих чугунов показана на рис.1 заштрихованным участком.

Для перехода к отливкам с разной толщиной стенки часто используют структурно-прочностные диаграммы, построенные в координатах “толщина стенки отливки а – углеродный эквивалент чу­гуна С_Э”. Примером может служить построенная по типу диаграмм Зиппа и Чикеля [1] и уточненная составителем диаграмма, приведенная на рис.2.

На этой диаграмме уточнено положение области перлитных чугунов, откорректировано положение линий чугунов различной прочности, нанесена шкала предела прочности s_B, приведены две шкалы толщины стенок отливок (соответственно для сырых и сухих земляных форм).

Для выбора рационального химического состава чугуна с использованием параметра С_Э, в табл. 2 приведены рекомендуемые хи­мические составы чугунов различных марок [1, 3-5], рассчитанные по ним значения параметра С_Э, а также наименьшая допускаемая толщина стенки отливки a_min. Эти данные были ранее использованы при построении уточненной структурно-прочностной диаграммы, приведенной на рис.2. На основе структурно-прочностной диаграммы можно оценить значение параметра С_Э, а затем по таблице 2 определить необходимый химический состав чугуна.

Таблица 2