|
Ковкий чугун получают путем продолжительного томления (отжига) отливок из белого чугуна. Получение белого чугуна обеспечивают подбором соответствующего химического состава. Отжиг (томление) производится в особых печах, причем создаются условия для распадения цементита белого чугуна на феррит и графит.
Таким образом, ковкий чугун, как и серый, состоит из сталистой основы и содержит углерод в виде графита, однако характер графитовых включений в ковком чугуне иной. Разница в том, что графит ковкого чугуна расположен не в виде чешуек, как в сером чугуне, а в виде скоплений округленной формы, расположенных изолированно друг от друга. В результате этого металлическая основа является менее разобщенной, и сплав имеет значущие величины вязкости и пластичности, так что поддается ковке в холодном состоянии.
Свойства ковкого чугуна зависят от величины графитных включений (чем мельче эти включения, тем прочнее чугун), но прежде всего они определяются его металлической массой. Основная металлическая масса ковкого чугуна, так же как и серого, может представлять либо феррит, либо перлит, либо их сочетание.
Существуют два вида ковкого чугуна: черносердечный и бело-сердечный, которые получаются в зависимости от способа отжига.
Для получения черносердечного ковкого чугуна отливки из белого чугуна закладываются в ящики и засыпаются песком (нейтральная среда). Ящики помещают в печь и нагревают до температуры 900—°. При этой температуре происходит распадение первичного (эвтектического) цементита; это первая стадия графитизации. Далее производят медленное охлаждение с переходом через точку Ап для полной или частичной графитизации эвтектического цементита; это вторичная стадия графитизации. Обычно при данном способе доводят цементит до полного разложения, и структура ковкого чугуна представляет феррит с включениями графита, который называют углеродом отжига. В изломе такой чугун имеет черный цвет, поэтому его принято называть черносердечным.
Операция отжига на черносердечный чугун длится 70—час. (3—сут.).
Для получения белосердечного чугуна производится обезуглероживающий отжиг. Отливки помещаются в ящики с рудой или окалиной (окислительная среда).
Выдержка при температуре 900° (первая стадия) составляет большую часть времени всего про iecca. При этом углерод отжига из поверхностных слоев детали в значительной степени выгорает. Вторая стадия — перевод через точку Ап и охлаждение при этом способе проходит относительно быстро, в результате чего метал-личевкая основа в этом чугуне большей частью представляет перлит.
В изломе такой чугун светлый, поэтому его принято называть белосердечным.
Операция отжига на белосердечный чугун длится 90—час.
Белосердечный ковкий чугун имеет меньшую пластичность и вязкость, но большую прочность по сравнению с черносердечным чугуном.
Продолжительность отжига на ковкий чугун непрерывно сокращается благодаря тщательному изучению технологии процесса и его рационализации. В последние годы на заводах СССР с успехом применяется ускоренный отжиг на ковкий чугун, при котором отливки простой конфигурации из белого чугуна перед отжигом подвергаются закалке от температуры выше перлитного превращения (850—°). Графитизация закаленных чугунов при последующем отжиге протекает значительно быстрее вследствие наличия большого количества центров графитизации, выпадающих при закалке. Время отжига закаленных отливок в обычных камерных печах сокращается до 6—час, а в специальных агрегатах — до 1 часа.
Приоритет в разработке методов ускоренного отжига ковкого чугуна принадлежит Советскому Союзу. Метод предварительного нагрева и закалки отливок из белого чугуна разработан металлургами Московского автозавода имени И. В. Сталина А. Д. Ассоновым и В. И. Прядиновым.
Ковкий чугун по сравнению со стальным литьем является более дешевым материалом и обладает достаточно хорошими механическими свойствами и высокой коррозионной стойкостью. Поэтому он широко применяется в сельскохозяйственном машиностроении (для изготовления шестерен, звеньев цепей и др.), автомобильной и тракторной промышленности (задний мост, картер дифференциала и др.), вагоностроении (часть тормозов, кронштейны и др.), станкостроении и во многих других отраслях промышленности. За последнее десятилетие ковкий чугун стал широко применяться также для замены цветных металлов и сплавов.
Влияние легирующих элементов на положение критических точек стали и изотермическое распадение аустенита. Введение в сталь легирующих элементов сопровождается смещением критических точек как по температуре, так и по концентрации. Это смещение тем значительнее, чем больше введено легирующего элемента. Поэтому для легированной стали нельзя пользоваться диаграммой состояния системы железо — цементит (Fe — Fe, C).
|
