Лекция 20 Чугуны 1 Лк 20

последнего в чугуне может изменяться в пределах 2,0….6,7%. Кроме углерода

в нем присутствует кремний, марганец, сера и фосфор, причем серы и фосфора в чугуне больше чем в стали.

— С (стабильная) представлена на рисунке. Границей деления является 2,14%

С (точка E). Сплавы, содержащие углерода менее 2,14 %, относятся к сталям, более 2,14 % - к чугунам.

отливок при 430...600°С для уменьшения литейных напряжений, которые могут вызвать

даже коробление фасонных изделий.
Нормализация чугуна проводится для аустенизации ферритной и ферритно-перлитной матриц и последующего перлитного превращения, что обеспечивает упрочнение.
Закалку чугуна на мартенсит с нагревом до 650°С и охлаждением в воде и масле применяют для повышения прочности и износостойкости.
После закалки проводят низкий отпуск (200°С) для уменьшения закалочных напряжений или высокий отпуск (600...700°C) для получения микроструктур сорбита или зернистого перлита, обеспечивающих повышенную вязкость.

Медленный нагрев до 450—550° С. В зависимости от величины отливки

эта температура поддерживается в течение от 1 до 5 ч, после чего следует медленное охлаждение.

Никаких структурных изменений не происходит. Можно вместо отжига (особенно при крупных отливках) оставить отливку на длительный срок, вплоть до нескольких месяцев, «вылеживаться» для старения. Метод применим для станин, стоек, корпусных деталей тяжелых и точных металлообрабатывающих станков.

Лк 20

(углов или граней) на отливке, которая должна пройти механическую обработку.

Чугун можно смягчить медленным и осторожным нагревом до температуры 800—900° С. После выдержки в течение 2—6 ч отливку оставляют в печи для медленного остывания.

При этом следует отливки, имеющие чистую поверхность, предохранять от обгорания, так как образующийся слой окалины трудно удалить как травлением, так и механическим способом (пескоструйной обработкой).

улучшают легированные чугуны (+Ni, +Cr-Ni).

Состоит в закалке и отпуске.

Отливку медленно нагревают до 800—900° С; она должна быть тем ниже, чем выше содержание Ni. Прогрев до  требуемой температуры длится около получаса.

После закалки в масле - отпуск, температура которого зависит от того, требуется ли большая твердость или вязкость, и лежит в границах между 250 и 650° С. При нагреве до температуры свыше 300° С уменьшается твердость, но увеличивается прочность при изгибе.

Термически улучшенным чугуном часто заменяют сталь. Его успешно применяют также для изготовления крупных штампов.

применяемого процесса получают ковкий чугун с белой (перлитный) или с

черной сердцевиной (ферритный). Исходным материалом в том и другом случае служит чугун с химическим составом: 2,3 – 2,5% С;  0,5 – 1,2% Si;  0,5% Мп.

пространство между ними заполняют мелко размолотой, содержащей кислород, железной рудой.

Нагревают отливки быстро до температуры 900 – 1000° С, выдерживают 15—24 ч, после чего медленно охлаждают до температуры 650° С. Дальнейшее охлаждение может протекать быстрее. В зависимости от величины печи весь процесс длится от 3 до 6 дней.

При отжиге белого чугуна происходит не только распад Ц, но и обезуглероживание поверхности на большую глубину, так что на поверхности образуется один лишь Ф, а в сердцевине — П и углерод отжига. Сердцевина также сильно обезуглерожена.

Излом такого чугуна — крупнозернистый, блестящий; чугун довольно вязок.

отливки отжигают в нейтральной среде (в песке, а не в

руде); поэтому поверхность обезуглероживается незначительно.

В изломе - имеют черный цвет, обусловленный тонко диспергированным углеродом отжига. Охлаждение до температуры 650°С  должно быть еще более медленным, чтобы не образовался П.
Этот чугун хорошо поддается обработке и его можно изгибать даже в холодном состоянии.

Сильно обезуглероженные поверхности очень мелких отливок из перлитного ковкого чугуна можно снова науглеродить (цементовать) и закалить. Однако этот способ применяется лишь для самых дешевых изделий.

С; 2,4—2,8% Si;   0,5— 0,7% Мп; 0,6—1% А1; 1,2—1,8% Сг,

или 0,2—0,6% Мо, или 0,15% V.

Как и в случае стали, для азотирования лучше  всего подходит чугун с возможно мелкозернистой структурой. Сначала чугун должен быть отлит с получением тонкой структуры, а затем термически улучшен.

Улучшение производится нагреванием до 950° С и охлаждением на воздухе; затем отливки отпускают на сорбитную структуру при 780— 800° С (НВ 300—320). Процесс азотирования протекает так же, как при азотировании стали, только нарастание слоя происходит здесь медленнее.

чугун содержит свыше 1,7% С и перед отливкой модифицируется магнием

для того, чтобы образовавшийся графит получил шаровидную, а не пластинчатую форму.
После отжига при Т° С немного ниже 738°С получается распад карбида из перлита и выделившийся углерод осаждается тонким слоем на зернах графита. Основную массу образует здесь чистое железо, благодаря чему значительно увеличиваются тягучесть и вязкость при одновременном снижении прочности. Отожженный высокопрочный чугун похож на ковкий чугун с черной сердцевиной. В перлитном состоянии его можно закаливать или улучшать.