Легированные чугуны

(чугуны специального назначения)

Легированныечугуны характеризуются введением них легирующих элементов (никеля, хрома, меди, алюминия, титана, ванадия, вольфрама, молибдена и др.). Легирование осуществляется для улучшения прочностных, эксплуатационных характеристик или придания чугунам особых свойств - износостойкости, жаропрочности, жаростойкости, коррозионной стойкости, немагнитности и т.д.

К этой группе чугунов (специального назначения) относятся жаростойкие (ГОСТ 7769—82), жаропрочныеи коррозионностойкие (ГОСТ 11849—76) чу­гуны. Сюда же можно отнести немагнитные, износостойкиеи антифрикционные чугуны.

Жаростойкими являются серые и высокопрочные чугуны, ле­гированные кремнием (ЧС5, силал) и хромом (ЧХ28, ЧХ32). Эти чугуны об­ладают жаростойкостью до 700...800°С на воздухе, в топочных и ге­нераторных газах. Высокой термо- и жаростойкостью обладают аустенитные чугуны: высоколегированный никелевый серый ЧН15Д7 и с шаровидным графитом ЧН15ДЗШ.

Чугун с 19-25 % алюминия (чугаль) характеризуется наибольшей по сравнению с другими чугунами жаростойкостью в воздушной и серосодержащей средах.

К жаропрочным чугунам относятся аустенитные чугуны с ша­ровидным графитом ЧН19ХЗШ и ЧН11Г7Ш. Для повышения жаро­прочности чугуны подвергают отжигу с последующим отпуском. По­сле отжига легированные карбиды приобретают форму мелких ок­руглых включений.

В качестве коррозионностойкихприменяют чугуны, легиро­ванные кремнием (ферросилиды) — ЧС13, ЧС15, ЧС17 и хромом — ЧХ22, ЧХ28, 4X32. Они обладают высокой коррозионной стойко­стью в серной, азотной и ряде органических кислот. Для повышения коррозионной стойкости кремнистых чугунов в соляной кислоте их легируют молибде­ном (4С15М4, 4С17МЗ — антихлоры). Введение в чугун 0,2...0,5 % Мо уменьшает склонность к росту зерна, повышает вязкость, сопро­тивление износу и улучшает свойства при повышенных температурах. Высокой коррозионной стойкостью в щелочах обладают никелевые чугуны, например аустенитный чугун 4Н15Д7.

В качестве немагнитных чугунов также применяются аустенит­ные чугуны. Их используют в тех случаях, когда требуется минималь­ная потеря мощности (крышки масляных выключателей, концевые коробки трансформаторов и др.) или когда нужно избегать искаже­ний магнитного поля (стойки для магнитов).

К износостойким чугунам относятся половинчатые и отбелен­ные чугуны. К износостойким половинчатым чугунам относится, на­пример, серый чугун марки И4НХ2, легированный никелем и хро­мом, а также чугуны И4ХНТ, И4Н1МШ (с шаровидным графитом). Из этих чугунов отливают детали двигателей внутреннего сгорания (крышки и днища цилиндров, головки поршней и др.).

Антифрикционными чугунами являются серые и высокопроч­ные чугуны специальных марок. Некоторое применение нашли также ковкие антифрикционные ферритно-перлитные чугуны АЧК-1 и АЧК-2.

Антифрикционные серые чугуны — перлитные чугуны АЧС-1 и АЧС-2 и перлитно-ферритный чугун АЧС-3. Эти чугуны обладают низким ко­эффициентом трения, зависящим от соотношения феррита и перлита в ос­нове, а также от количества и формы графита. В перлитных чугунах высо­кая износостойкость обеспечивается металлической основой, состоящей из тонкого перлита и равномерно распределенной фосфорной эвтектики при наличии изолированных выделений пластинчатого графита.

Антифрикционные серые чугуны применяют для изготовления подшипников скольжения, втулок и других деталей, работающих при трении о металл, чаще в присутствии смазочного материала.

Главное достоинство антифрикционных чугунов по сравнению с баббитами и антифрикционными бронзами — низкая стоимость, основной недостаток — плохая прирабатываемость, что требует точ­ного сопряжения трущихся поверхностей.