Отливки из серого чугуна

Выплавка обыкновенного серого чугуна, имеющего содержание углерода от 2,4 до 3,6%, осуществляется главным образом в цилиндрических шахтных печах, называемых вагранками, а выплавка высококачественного чугуна - в вагранках с последующим рафинированием (очищением) в электропечах. Такая технология плавки чугуна носит название дуплекс-процесса.

Серый чугун отливается различных марок по химическому составу и механическим свойствам (ГОСТ 1412—54). Обозначения марок чугуна отражают его предел прочности при растяжении и изгибе. Например, чугун марки СЧ 18—36 обозначает серый чугун с пределом прочности на растяжение 18 кг/мм² и пределом прочности на изгиб 36 кг/мм². Химический состав этого чугуна (ГОСТ 1412—54) может изменяться в некоторых пределах по содержанию углерода, кремния, марганца, серы и фосфора в зависимости от назначения отливки и толщины ее стенки. Например, для получения тонкостенных отливок повышается содержание фосфора, углерода, кремния и иногда марганца, поэтому для одной марки чугуна, но для различных по назначению отливок и толщины стенки химический состав может быть различным. В табл. 103 приведены механические свойства отливок из серого чугуна по ГОСТ 1412-54, а в табл. 104 - данные о применяемости чугуна.

Таблица 103. Механические свойства отливок из серого чугуна

Таблица 104. Отливки из серого чугуна

Серый чугун по своей микроструктуре может быть ферритного, перлитного, мартенситного и аустенитного классов. Чугун ферритного класса в основной своей массе имеет мягкую составляющую - феррит с включениями значительного количества мягких зерен графита. В связи с этим серый чугун хорошо отливается и, имея низкую твердость, легко обрабатывается резцом. Однако он имеет невысокую прочность на растяжение и изгиб. Чугун перлитного класса, кроме феррита и графита, имеет твердую составляющую - перлит. Наличие перлита увеличивает твердость и прочность чугуна. Чугун может иметь полностью перлитно-графитовую структуру с незначительным содержанием (1—5%) феррита. Перлитная структура серого чугуна может быть получена путем создания определенных условий при отливке (пониженное содержание кремния, определенная скорость охлаждения, а также легирование и термическая обработка, модифицирование и др.). Чугун перлитного класса обладает хорошими антифрикционными свойствами и может служить заменителем бронзы в узлах трения.

Серый чугун мартенситного класса имеет твердую составляющую - мартенсит. Его прочность повышенная ɤ_вр=  50 кг/мм² твердость 500 ед. Н_В. Высок и предел выносливости — до 20 кг/мм². Мартенситную структуру серого чугуна можно получить из перлитной термической обработкой легированного чугуна. Серый чугун аустенитного класса имеет в своем составе аустенит. Он обладает немагнитностью, окалиностойкостью, коррозионной стойкостью, высоким сопротивлением истиранию. Получение аустенита в структуре чугунного литья достигается благодаря присадке никеля (до 20%), а также никеля с марганцем, медью, хромом и кремнием. В качестве сплавов с особыми свойствами (жаропрочность, кислотостойкость и др.) вместо высоколегированного чугуна аустенитного класса получил распространение высокохромистый и высококремнистый чугун (ГОСТ 7769 — 55, 2233—43).