Ковкий чугун

Ковкий чугун получают длительным нагревом при высоких температурах (отжигом) отливок из белого чугуна. Такая термическая обработка называется графитизирующим отжигом, или томлением (рис. 7). Она состоит из медленного нагрева до температуры 900 ¸ 1050 °С, длительной выдержки в окислительной атмосфере печи и медленного охлаждения. Продолжительность термической обработки составляет около 70 – 80 часов.

При воздействии температуры и времени цементит в отливке белого чугуна распадается на графит (хлопьевидной формы) и аустенит. Чугун, в котором графит имеет хлопьевидную форму, называется ковким. Образование хлопьевидного графита в ковком чугуне приводит к улучшению механических свойств (повышается прочность на растяжение, увеличивается пластичность и ударная вязкость). Обратите внимание, что в зависимости от скорости охлаждения после графитизирующего отжига ковкий чугун может быть ферритный (рис. 8, а), феррито-перлитный (рис.8, б) и перлитный (рис. 8, в).

Ковкий чугун маркируют КЧ и цифрами (ГОСТ 1215 – 59). Первые две цифры указывают предел прочности при растяжении и вторые – относительное удлинение, например, КЧ 35-10 (s_в » 350 МПа, d » 10 %).

Примерный химический состав белого чугуна отжигаемого на ковкий чугун: 2,5 ¸ 3,0 % С; 0,7 ¸ 1,5 % Si; 0,3 ¸ 1,0 % Mn; £ 0,18 % P; £ 0,12 % S.

Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках. Например, ферритные ковкие чугуны КЧ 37-12 и КЧ 35-10 используют для изготовления деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках (картеры редукторов, ступицы, крюки, скобы и т.д.), а КЧ 30-6 и КЧ 33-8 – для изготовления менее ответственных деталей (головки, хомутики, гайки, глушители, фланцы, муфты и т. д.). Перлитные ковкие чугуны КЧ 50-4, КЧ 56-4, КЧ 60-3 и КЧ 63-2 обладают высокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Из перлитного ковкого чугуна изготовляют вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, втулки, муфты, тормозные колодки и т. д. Ковкий чугун применяют главным образом для изготовления тонкостенных деталей в отличие от высокопрочного магниевого чугуна, который используют для деталей большого сечения.