Половинчатые чугуны (ПЧ)

В структуре половинчатых чугунов содержатся одновременно и графит, и включения карбидов. Большое многообразие половин­чатых чугунов обусловлено тем, что в их структуре могут сочетаться графитные включения разной формы (от пластинчатой до шаровидной) с включениями карбидов различных видов (М₃С, М₇С₃, М₂₃С₆, МС, М₆С и др.) и разной термодинамической стабильности (от неустойчивого цементита до высоко устойчивых карбидов легирующих элементов). Наиболее перспективны для практического использования половинчатые чугуны с карбидами М₃С (стабилизированными хромом), М₇С₃ (при повышенном со­держании хрома) и МС (при легировании ванадием). Наличие необходимого количества графита в структуре половинчатых чугунов обычно обеспечивается достаточным содержанием в них углерода и кремния. В связи с этим наибольшее применение могут найти хромо-кремниевые и ванадиево-кремниевые чугуны.

Половинчатые хромо-кремневые чугуны. В структуре хромо-кремние-вых ПЧ имеются карбиды в виде легированного цементита или карбида М₇С₃. Образованию карбида М₇С₃ способствует легирование чугуна кремнием и небольшими добавками ванадия. Чтобы повысить устойчивость половинчатой структуры и обеспечить высокую дисперсность включений карбидов, чугун рекомендуется дополнительно легировать медью в количестве 0,8-1,5%. При необходимости сфероидизация включений графита может быть осуществлена с использованием тех же модификаторов, что и при получении высокопрочного чугуна.

Химические составы и механические свойства хромо-кремниевых ПЧ приведены в табл.28.

Таблица 28

Химические составы и свойства некоторых хромо-кремниевых

половинчатых чугунов

По износостойкости ПЧ уступают белым чугунам, но значительно превосходят графитизированные чугуны (серые, высокопрочные и ковкие). Коэффициент трения ПЧ зависит от удельной нагрузки: он снижается от уровня СЧ при Р ≈ 1МПа до уровня бронзы ОЦС5-5-5 при Р = 4,5-5 МПа. Хромо-кремневые ПЧ отличаются также повышенной жаропрочностью (до 600°С), окалиностойкостью (в 1,5-2 раза выше, чем у ЖЧХ-2,5), ростоустойчивостью (в 2-4 раза выше, чему СЧ 20), термостойкостью (в 1,5-2 раза выше, чем у СЧ 20) [8].

Хромо-кремневые ПЧ рекомендуется использовать как износостойкий, антифрикционный, жаропрочный, а в некоторых случаях и термостойкий материал. Из них можно изготавливать детали пресс-форм стекловыраба-тывающих машин, плунжерных пар ма­шин литья под давлением, штампов горячего деформирования и др.

Ванадиево-кремниевые половинчатые чугуны. Химические составы и свойства ванадиево-кремниевых ПЧ приведены в табл.29 и 30.

Износостойкость ванадиево-кремниевых ПЧ существенно зависит от содержания ванадия. Минимальный износ имеют чугуны, содержащие 3,5-4,5%V. Повышение износостойкости этих чугунов может быть обеспечено термической обработкой на высокую твердость (HRC 50 и более).

Таблица 29