Отливки из серого чугуна

Чугун - это металл, состоящий из железа и графитовых включений. Углерод не растворяется в металле, а образует ячейки определенной формы – пластинчатые, хлопьевидные, шаровидные и прочие. От стали чугун отличается уровнем концентрации графита – выше 2,14 %. Серый чугун в отличие от прочих его видов содержит включения пластинчатой формы. Металл на изломе имеет сероватый оттенок, отсюда и название. Чем выше концентрация в нем графита, тем отчетливее проявляется этот цвет.

В процессе производства он подвергается легированию марганцем и кремнием, в результате чего углерод приобретает пластинчатую форму.

В число полезных свойств этого материала для произведения отливок входят:

• небольшая усадка;

• повышенная циклическая вязкость;

• достаточно высокая прочность;

• низкая стоимость производства;

• хорошая устойчивость к износу;

• высокая усталостная прочность.

Маркировка серого чугуна регламентирована ГОСТ 1412. В соответствии с ним этот металл подразделяется на следующие виды:

• СЧ 35;

• СЧ 30;

• СЧ 25;

• СЧ 20;

• СЧ 15;

• СЧ 10.

Аббревиатура расшифровывается следующим образом: СЧ – серый чугун; цифра – уровень временного сопротивления растяжению, механического напряжения, выраженный кгс/мм2 (σВ). Для примера цифра 20 указывает, что он способен противостоять силе растяжения до 200 МПа. Именно этот показатель следует учитывать при изготовлении отливок определенного назначения, эксплуатация которых будет происходить в тех или иных условиях.

Около 95 % отливок, которые производятся на предприятиях нашей страны выполнены именно из серого чугуна. Он обладает повышенной твердостью и прочностью на сжатые. Кроме этого к его достоинствам как материала для производства отливок относится низкая усадка при затвердевании, хорошая текучесть, и не большая стоимость.

Также этот материал имеет хорошие антивибрационные и антифрикционные свойства, отлично гасит резонансные колебания.

Как уже отмечалось, он имеет низкую прочность на растяжение, но благодаря современным технологиям ее удается повысить в 3-4 раза. В настоящее время прочность серого чугуна наивысшей марки достигает 44 кг на мм. кв.

Добиться таких прочностных характеристик позволяет ковшовый способ обработки этого металла. После того, как он из печи попадает в ковш в него вносят различные добавки, осуществляя таким образом удаление негативно влияющих на характеристики примесей серы, обеспечивая модификацию материала, легируя его. В результате серый чугун приобретает повышенные и особенные, специальные свойства. Можно получить немагнитный, антифрикционный, устойчивый к коррозии и износостойкий чугун.

Модифицированный серый чугун обозначается буквами МСЧ.

Классификация серого чугуна в других странах мира

В соответствии с международным стандартом ИСО 185 серый чугун подразделяется на 6 классов. Основным показателем, который берется во внимание при их определении, является временное сопротивление материала на растяжение. Для выявления класса чугуна в соответствии с этим стандартом испытания производятся на болванках цилиндрической формы диаметром 30 мм, выплавленных из разных партий металла.

1. Отечественные марки серого чугуна и зарубежные аналоги

Германским стандартом DIN 1691 предусматривается обязательное указание в заказе приоритетности того или иного показателя - временного сопротивления на растяжение или его твердость по Бринеллю. Это обусловливает отличие маркировки серого чугуна. Для примера - 1691-GG-25 или 1691-GG-210 НВ, соответственно.

Информация о временном сопротивлении изложена в таблице 2.

Взаимосвязь между толщиной стенки отливки из чугуна и ее твердостью изложена в таблице 2 в.

2. Механические свойства отечественных и зарубежных серых чугунов

2а. Механические свойства серого чугуна, не предусмотренные ГОСТом и

приведенные в приложениях к некоторым национальным стандартам

2б. Классы твердости серого чугуна по ИСО 185

Стандартом Великобритании BS 1452 определено 7 марок серого чугуна. Принятым в США стандартом ASTM А 48 – 9. Как в том, так и в другом, маркировка состоит из буквы "В" и цифры, которая указывает на временное сопротивление разрыву в фунтах на квадратный дюйм. Для примера - 20В ASTM A 48.

Японским стандартом JIS G 5501 определенно 6 марок чугуна. Маркировка содержит цифры и буквосочетание FC. Цифровое обозначение отражает уровень минимального временного сопротивления на растяжение, выраженное в МПа х 10-1. Для примера - FC 25 JIS G 5501.

Только в стандартах России и США регламентируется химический состав и механические свойства серого чугуна.