Высокопрочный чугун — чугун, имеющий графитные включения сфероидальной формы. Иногда обозначается как чугун с шаровидным графитом.
Графит сфероидальной формы имеет меньшее отношение его поверхности к объёму и наименьшее надрезывающее воздействие на металлическую основу, что определяет наибольшую сплошность основы, а следовательно — и повышенную прочность и трещиностойкость чугуна. Структура металлической основы чугунов с шаровидным (сфероидальным) графитом в зависимости от химического состава чугуна и параметров технологического процесса может иметь различную структуру: феррит + шаровидный графит (ферритный высокопрочный чугун); феррит + перлит + шаровидный графит (в зависимости от соотношения фаз — феррито-перлитный или перлито-ферритный высокопрочный чугун); перлит + шаровидный графит (перлитный высокопрочный чугун); сорбит + шаровидный графит; мартенсит + шаровидный графит — мартенситный чугун, обычно легирован никелем и известен как нихард, применяется для деталей, подверженных абразивному износу; аустенит + шаровидный графит — аустенитный жаропрочный чугун.
Свойства чугуна с шаровидным графитом Благодаря шаровидной форме графита высокопрочный чугун обладает следующими отличиями от обычных чугунов: высокая прочность на растяжение и изгиб; высокая ударная вязкость; выраженный предел текучести; значительное относительное удлинение.
Благодаря высокому содержанию углерода ВЧШГ обладает всеми традиционными качествами чугунов, превышающими таковые у обычных сталей: высокой прочностью на сжатие; высокой усталостной прочностью; хорошими литейными свойствами — жидкотекучестью и малой линейной усадкой при застывании, слабой склонностью к горячему трещинообразованию; высокой износостойкостью; хорошо поддается механической обработке.
Наиболее часто применяется для изготовления изделий ответственного назначения в машиностроении, а также для производства высокопрочных труб (водоснабжение, водоотведение, газо-, нефте-проводы). Изделия и трубы из высокопрочного чугуна отличаются высокой прочностью, долговечностью, высокими эксплуатационными свойствами.
Химический состав Высокопрочный чугун в зависимости от марки и требуемой толщины стенок отливки имеет химический состав в следующем диапазоне: Углерод: 3,0-3,5 %; Кремний: 1,4-3,3 %; Марганец: 0,6-0,8 %, для некоторых марок не более 0,6 %; Фосфор: не более 0,2 %, для некоторых марок не более 0,1 %; Сера: не более 0,03 %, иногда не более 0,01 % Магний: 0,04-0,08 %.
Высокопрочный чугун очень чувствителен к примесям, так как они оказывают влияние на образование шаровидного графита: титан — с 0,002 %, свинец — с 0,009 %, висмут — с 0,003 %, олово — с 0,05 %, алюминий — с 0,2 %, медь — с 2 %, однако влияние меди может быть частично компенсировано добавкой никеля, а влияние остальных элементов может быть нейтрализовано добавкой церия, содержание которого должно быть не менее 0,005 %.
См. также Чёрная металлургия
Примечания
Литература Кузьмин Б. А. и др. Металлургия. Металловедения и конструкционные материалы. — М: Высшая школа, 1977. — С. 190.
Категория:Чугун