Ковкие чугуны (КЧ)

В структуре ковкого чугуна графит имеет хлопьевидную форму — такой графит называют углеродом отжига. По срав­нению с серым чугуном ковкий чугун обладает более высокой прочностью, пластичностью и вязкостью. Свое название он полу­чил потому, что имеет повышенную пластичность. Ковке в пря­мом понимании этого слова чугун не подвергается.

Процесс получения отливок из ковкого чугуна включает две стадии: изготовление фасонных отливок из белого чугуна и от­жиг полученных отливок в целях графитизации цементита. При отжиге происходит разложение цементита белого чугуна с обра­зованием графита хлопьевидной формы. В результате этого хрупкие и твердые отливки становятся пластичными и более мягкими. В зависимости от условий и режима отжига структура чугуна может иметь ферритную (Ф), перлитную (П) и ферритно-перлитную металлическую матрицу. Наибольшее распростране­ние получил пластичный ферритный ковкий чугун. Отжиг ков­кого чугуна — весьма продолжительный процесс, занимающий 70-80 ч. Однако его можно ускорить путем закалки отливок из белого чугуна перед гра-фитизацией, а также модифицированием чу­гуна алюминием, бором, висмутом или ти­таном. Существуют и другие способы ускоре­ния процесса отжига. Использование указан­ных способов позволяет сократить продолжи­тельность отжига до 35-40 ч.

Рисунок 6.5 - Микрострук­тура ковкого чугуна на ферритной основе. Темный фон — хло­пьевидный графит

В маркировке ковкого чугуна первые две цифры обозначают временное сопротивление при растяжении, вторые — относительное уд­линение в процентах.

Отливки из ковкого чугуна можно получить с сечением до 55 мм. При большем сечении в сердцевине отливок образуется пластинчатый графит, и чугун становится непригодным для отжига. В машиностроении ча­ще применяют высокопрочный чугун или чугун с вермикулярным графитом, которые получают при менее сложных и бо­лее дешевых технологических процессах, чем получение ковко­го чугуна.

ГОСТ 1215-79 предусматривает 11 марок ковкого чугуна. Чугуны ферритного класса КЧ35-10 и КЧ37-12 используют для про­изводства деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках (картеров, редукторов, ступиц, крюков, скоб, задних мостов, кронштейнов), а чугуны марок КЧ30-6 и КЧЗЗ-8 — для изготовления менее ответственных деталей (хомутов, гаек, вен­тилей, деталей сельскохозяйственных машин, глушителей, флан­цев, муфт, тормозных деталей, педалей, гаечных ключей, колодок, кронштейнов). Ковкие чугуны перлитного класса марок КЧ45-7, КЧ50-4, КЧ50-5, КЧ60-3, КЧ65-3, КЧ70-2, КЧ80-1.5 обладают вы­сокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими анти­фрикционными свойствами. Из них получают вилки карданных валов, шестерни, червячные колеса, поршни, подшипники, звенья и ролики конвейерных цепей, втулки, муфты, тормозные колодки, коленчатые валы.

Твердость ферритных ковких чугунов — до 163 НВ, перлитных — до 320 НВ.