Открыть главное меню

Высокопрочный чугун

Высокопрочный чугун — чугун, имеющий графитные включения сфероидальной формы.

Высокопрочный чугун
Фазы железоуглеродистых сплавов
  1. Феррит (твёрдый раствор внедрения C в α-железе с объёмно-центрированной кубической решёткой)
  2. Аустенит (твёрдый раствор внедрения C в γ-железе с гранецентрированной кубической решёткой)
  3. Цементит (карбид железа; Fe3C метастабильная высокоуглеродистая фаза)
  4. Графит стабильная высокоуглеродистая фаза
Структуры железоуглеродистых сплавов
  1. Ледебурит (эвтектическая смесь кристаллов цементита и аустенита, превращающегося при охлаждении в перлит)
  2. Мартенсит (сильно пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе с объёмно-центрированной тетрагональной решёткой)
  3. Перлит (эвтектоидная смесь, состоящая из тонких чередующихся пластинок феррита и цементита)
  4. Сорбит (дисперсный перлит)
  5. Троостит (высокодисперсный перлит)
  6. Бейнит (устар.: игольчатый троостит) — ультрадисперсная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и карбидов железа
Стали
  1. Конструкционная сталь (до 0,8 % C)
  2. Высокоуглеродистая сталь (до ~2 % C): инструментальная, штамповая, пружинная, быстрорежущая
  3. Нержавеющая сталь (легированная хромом)
  4. Жаростойкая сталь
  5. Жаропрочная сталь
  6. Высокопрочная сталь
Чугуны
  1. Белый чугун (хрупкий, содержит ледебурит и не содержит графит)
  2. Серый чугун (графит в форме пластин)
  3. Ковкий чугун (графит в хлопьях)
  4. Высокопрочный чугун (графит в форме сфероидов)
  5. Половинчатый чугун (содержит и графит, и ледебурит)

Графит сфероидальной формы имеет меньшее отношение его поверхности к объёму, что определяет наибольшую сплошность металлической основы, а следовательно, и прочность чугуна. Структура металлической основы чугунов с шаровидным (сфероидальным) графитом такая же, как и в обычном сером чугуне, то есть, в зависимости от химического состава чугуна, скорости охлаждения (толщины стенки отливки) могут быть получены чугуны со следующей структурой:

  • феррит + шаровидный графит (ферритный высокопрочный чугун);
  • феррит + перлит + шаровидный графит (феррито-перлитный высокопрочный чугун);
  • перлит + шаровидный графит (перлитный высокопрочный чугун). В чугуне с шаровидной формой графита исключается возможность распространения трещин, так как графит имеет форму сферы, и такой чугун имеет значительно более высокую прочность при растяжении и изгибе, чем серый чугун. 

Свойства чугуна с шаровидной формой графитаПравить

Благодаря шаровидной форме графита высокопрочный чугун (ВЧШГ) обладает комплексом высоких механических свойств:

- временное сопротивление;

- ударная вязкость;

- предел текучести;

- относительное удлинение.

Благодаря высокому содержанию углерода ВЧШГ обладает всеми традиционными качествами чугунов:

- высокой прочностью на сжатие;

- высокой усталостной прочностью;

- хорошими литейными свойствами;

- износостойкостью;

- 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.

См. такжеПравить

ЛитератураПравить

  • Кузьмин Б. А. и др. Металлургия. Металловедения и конструкционные материалы. — М: Высшая школа, 1977. — С. 190.