Марки и свойства ВЧШГ (по ГОСТ 7293–85)

Марка чугуна	σв, МПа Ю,МПа МПа	σ0.2, МПа	δ, %, не менее	Твёрдость НВ	Ударная вязкость КС при 20 оС, Дж/см2
	не менее
ВЧ35	343	216	22	140¸170	80¸150
ВЧ40	392	245	15	140¸202	30¸80
ВЧ45	441	304	10	140¸225	30¸60
ВЧ50	491	314	7	153¸245	30¸50
ВЧ60	589	363	3	192¸277	10¸30
ВЧ70	687	412	2	228¸302	10¸25
ВЧ80	785	471	2	248¸351	10¸30
ВЧ100	981	687	2	270¸360	10¸20

Физико-механические свойства ВЧШГ наиболее эффективно повышаются за счет термической обработки отливок. Её проводят также с целью улучшения обрабатываемости резанием, снятия внутренних напряжений, изменения структуры и т.д. Выбор вида и режима термической обработки производят исходя из требуе­мых свойств чугуна в детали, исходной микроструктуры чугуна в отливке и химического состава чугуна.

Применяемые виды и режимы термической обработки отли­вок и деталей из ВЧШГ приведены в табл. 5.5. В ряде случаев могут быть проведены два вида термической обработки: первый – для улучшения обрабатываемости отливки, второй (после меха­нической обработки) – для повышения свойств чугуна в детали.

Изотермическая закалка – основной способ получения бейнитных чугунов с наиболее  высокими  прочностными  свойствами  (σ_В = 900¸1500  МПа, σ_0,2 =
= 730¸1300 МПа) при сравнительно высокой пластичности (5 до 18 %) и ударной вязкости (КС до 100 Дж/см²). Предел прочности бейнитных чугунов при сжатии, изги­бе,  кручении  и  срезе  составляет  соответственно  1800¸2200;  1200¸1400; 700¸950; 550¸700 МПа.

Наиболее характерные микроструктуры ВЧШГ приведены на рис. 5.3. В отливках обычно получают чугуны с различной струк­турой металлической основы – от перлитно-ферритной при срав­нительно небольших сечениях отливок до ферритной в массивных отливках (рис. 5.3, а, б). Варьированием химического состава чу­гунов (за счет легирования) и режимов термической обработки деталей можно регулировать структуру от ферритно-бейнитной с оторочками бейнита около графитных включений («твёрдый глаз») до мартенситной (рис. 5.3, в–е). При этом существенно меняют­ся и свойства чугуна, в частности, можно получать твёрдость от 280 НВ до 55 HRС.

Высокопрочные чугуны широко используют во многих отрас­лях техники взамен литой и кованой стали, серого и ковкого чугунов. В 2000 г. мировое производство ВЧШГ достигло примерно 20 млн. т, что в общем производстве отливок составляет около 35 %.

 

а	б	в
г	д	е
Рис. 5.3. Микроструктуры высокопрочных чугунов с шаровидным графитом до термической обработки (а, б) и после неё (в-е): а - перлитно-ферритная,х 100; 6 – ферритная, х 100; в – ферритная с оторочками бейнита вокруг шаровидного графита, х 300; г — бейнитно-аустенитная, х 100; д – бейнитно-мартенситная, х 200; е – мартенситная, х 300

Половину мирового производства ВЧШГ составляют литые центробежным способом трубы диаметром 50¸2200 мм и длиной 2¸8 м. По механическим свойствам трубы из ВЧШГ не уступают стальным, а по долговечности превышают последние в 3¸8 раз в связи с более высокой коррозионной стойкостью. Их используют в напорных трубопроводах для воды, нефти, при изготовлении запорной и регулирующей арматуры, работающей в газовой и жид­ких средах, в том числе и при низких температурах.

Широко применяют ВЧШГ в автомобилестроении для изготов­ления таких деталей, как коленчатые и распределительные валы, блоки цилиндров, кронштейны рессор, тормозные бара­баны, зубчатые колеса, поршни, поршневые кольца и др.

Особое внимание уделяют производству литых деталей из бейнитных чугунов, которые являются одновременно высокопроч­ными, высоковязкими и высокоизносостойкими сплавами. При­менение бейнитных чугунов позволяет в 2 раза повысить предел выносливости коленчатых валов, на 40 % – предел текучести, на 35 % – предел прочности (по сравнению с перлитными чугунами марок ВЧ 50 и ВЧ 60). При этом примерно на 10 % можно снизить массу коленчатых валов.

 

Таблица 5.5

⇐ Предыдущая26272829303132333435Следующая ⇒

Поделиться: