Как маркируется спец чугун

Обзор марок чугуна

Металлургическая промышленность выпускает несколько классов чугуна, среди которых – ковкий, серый и высокотехнологичный. Чугун, несмотря на свою сравнительно сниженную относительно сталей температуру плавления, нашёл применение как сплав железа, поддающийся более медленному, чем ржавеющая сталь, окислению.

Как маркируется серый чугун?

Согласно ГОСТу серый чугунный состав – сплав железа с графитом, включённым в такое соединение в виде пластинок или волосков, хлопьев. Это не просто однородный раствор углерода в железе. Графит, как известно, аллотропное видоизменение угля. Структура чугуна в электронно-микроскопическом увеличении изображения тут же выдаёт графитные пластинки: графит имеет склонность к расслаиванию. Принцип графитного сплава с железом – стабильная высокоуглеродистая фаза. Содержание углерода в чугуне – свыше 2% по массе.

Интенсивность и оперативность принудительного охлаждения чугунных составов приводят к образованию ферритно-перлитных модификаций. Чем скорее рабочие примут меры к скорейшему охлаждению чугуна, тем отчётливее его перлитная составляющая, и менее заметна ферритная. Чем больше перлита, тем более твёрд, но менее пластичен чугунный сплав.

Одна из разновидностей серого чугуна – высокопрочный чугун с модифицированным составом, в который включены магний и некоторые лантаноиды, к примеру, церий (не путать с цезием).

Расшифровка СЧ означает именно серый чугун. Предел прочности в килограммах на квадратный миллиметр поверхности заготовки из такого чугуна у сплава СЧ-30, к примеру, 30 кг/мм2. Это значит, что, если превысить давление – оказать воздействие выше этого показателя, то чугун начнёт трескаться. Он раскрошится. Первые цифры в маркере указывают именно на это значение. Высокопрочные чугуны – маркер ВЧ выдаёт их свойства – годятся для изготовления станины, зубчатого колеса-шестерёнки в некоторых механизмах, не подвергающихся сверхвысоким нагрузкам.

Однако чаще для шестерёнок всё же используют высокопрочные, стойкие к стиранию стали. Расшифровать маркер СЧ10 или СЧ15 можно следующим образом: серый чугун с воздействием на разлом/крошение в 10 и 15 кг/мм2 соответственно. Чтобы превратить серый чугун в материал, обладающий антифрикционными свойствами, потребуется переплавить его в высокопрочный чугун либо, выжигая часть угля/графита из него путём вдувания воздуха, получить из него высокоуглеродистую сталь.

Серый чугунный сплав хорошо отливается. Ковать его нельзя: при перегреве он сразу плавится (делается жидким). В расплавленном состоянии он весьма текуч, из-за чего востребован литейщиками. Его используют для отливки поршней, станин, клапанов и других деталей для всевозможных машин. Но повышенная хрупкость не даёт использовать серый чугунный состав для работы на растягивание или изгиб. Процент графита и угля в сером чугуне – 2,9-3,7%. На изломе серый чугун имеет соответствующий цвет. Превышение прочности на растягивание или сгибание в 35 кг/мм2 приводит к поломке детали или комплектующей. Пониженная концентрация – ниже 2,4% углерода – сразу же приведёт к потере чугунными заготовками заявленной прочности.

Кремния в чугуне содержится 1,2-2,5%. А вот сера, из-за которой железо портится, становится хрупким, содержится лишь в количестве 1,2-1,5 промилле. Чтобы ослабить влияние сульфида железа, с которым сера вступает в реакцию для образования этого минерала, в чугун вводят марганец в количестве 0,5-1,1% по массе сплава. Фосфорная присадка – 2-3 промилле – повышает твёрдость и стойкость чугуна к истиранию, к подобному эффекту приведёт и хром.

В числе прочих включений в чугунных модификациях присутствуют следующие присадки:

олово – придаёт равномерную твёрдость всей толще выпускаемой детали;

никель и молибден делают чугун более коррозионностойким;

медь способствует структуризации угля в фазу графита, повышает упругость и невосприимчивость к окислению;

сурьма (до 0,8 промилле) структурирует кристаллическую решётку чугуна.

Кроме вышеперечисленных металлов, в серый чугун вводят титан и магний. Серый чугун даёт малую усадку после остывания, не кристаллизуется на поверхности в «раковины», устойчив к трению и образованию трещин при допустимых нагрузках. Но самым высокопрочным серым чугуном является именно перлитный СЧ.

Марки высокопрочного чугуна

ВЧ – высокопрочный чугун – обладает графитными включениями шарообразной, а не пластинчатой формы. Это придаёт ему более сплошную структуру и повышенную прочность. В зависимости от скорости охлаждения ВЧ, получают ферритный (относительно ВЧ) состав, ферритно-перлитный и перлитные сплавы. Шаровидная форма графита не способствует появлению большого количества микротрещин. ВЧ более устойчив к сгибанию и растягиванию, чем СЧ. Он менее склонен к накоплению так называемой усталости металла, не менее хорошо, чем СЧ, отливается в детали по формам, более терпим к механообработке. Выдерживает большее давление (усилие на сжатие), отчего ВЧ применяют в качестве основы для батарей и трубопроводов.

ВЧ в изготовлении подчиняется нормативам, описанным в ГОСТ 7293-85. Маркировка у этого чугуна похожая – как и у СЧ. Например, ВЧ-50 – высокопрочный чугун с усилием в 50 кг/мм2. ВЧ35 значительно менее устойчив к сдавливанию (сжатию), чем ВЧ50.

Маркировка ковкого чугуна

Ковкий чугун обладает относительной мягкостью и вязкостью. Его отливают из беловатого чугуна, затем подвергают дальнейшему термическому закаливанию. Для производства ковкого чугуна используется метод долгого отжига, в результате уголь превращается в цементит, а затем преобразуется в графит. Подобно СЧ, КЧ обладает стальной основой с включением графитных частиц, напоминающих хлопья. Образуются они при прохождении трёх последовательных стадий, благодаря которым состав нагревается до 975 градусов, затем выдерживается при 730 градусах, а затем, начиная с этой температуры, медленно охлаждается. На второй стадии цементит превращается в графитные хлопья. Последние придают ковкому чугуну больше пластичности. Все три стадии занимают более двух суток. В ковком чугуне угля содержится в среднем 2,65%, кремния – 1,3, кремнеуглерода – 3,9.

Чтобы получить черносердечный чугунный состав с хлопьевидным графитом, его подвергают графитизирующему отжигу. У белосердечного, напротив, избыток углерода удаляется путём вдувания воздуха, кислород которого, забирая на себя уголь (и выдавая угарный/углекислый газ), очищает сплав от избытка углерода. Время отливания заготовок из такого чугуна – порядка 65 часов. Достоинства белосердечного чугуна – склонность к улучшенной сварке таких конструкций, чего не скажешь о черносердечном. Особенность эта обусловлена тем, что близкая по составу к стали сердцевина отлетит при термических колебаниях с меньшей вероятностью от заготовки из такого же чугуна, к которой она приварена за один и тот же временной период эксплуатации.

Ковкий чугунный сплав хорошо режется, обладает относительно однородной структурой, не демонстрирует внутренние напряжения в отлитой заготовке. Он невосприимчив к высоким нагрузкам, меняющим направление вектора прилагаемого воздействия. КЧ обладает повышенной сопротивляемостью к разъеданию заготовок до состояния присутствия ржавого налёта. Из-за этих положительных свойств КЧ используется в машиностроительной отрасли: коробки передач, шасси, шестерёнки редукторов, рычажные детали, распред- и коленвалы, поршни ДГА, толкатели клапанов в КА двигателя.

КЧ маркируется аналогично остальным видам и разновидностям чугуна. Например, КЧ-37 обладает усилием на сжатие в 370 Н/мм2, или 370 МПа (один паскаль – один ньютон на квадратный метр). Подвиды Ф (ферритный) или П (перлитный) обладают модификациями, второй характеристикой которых считается растяжение на разрыв (удлинение). Например, КЧ3712-Ф – ферритный ковкий чугун с усилием на сжатие в 37 кг/мм2 и удлинением не менее 12% (по длине детали при попытке растянуть эту заготовку). Ферритный КЧ с ферритно-перлитной структурой выпускается как КЧ30-6, КЧ33-8, а также иные сорта: 35-10/37-12. Чисто перлитный – представлен сортами КЧ 45-7, КЧ 45-6, а также прочие (различные) модификации ковкого чугуна: 50-5/55-4/60-3/65-3/70-2/80-1,5. В первом случае, как видно, чем выше допустимое воздействие на заготовку, тем выше удлинение, во втором же – с точностью до наоборот.

Читайте также:  Как быстро ржавеет свинец

КЧ нашёл своё широкое применение преимущественно в машиностроении. Заводы, выпускающие детали для машин, применяют заготовки, отлитые на основе ферритного типа. Перлитной основе же не уделяется столь пристального внимания, хотя последнее легче в отливании и разрезании. В сельскохозяйственных машинах и приспособлениях ковкий чугунный сплав на перлитной основе заменяет среднеуглеродистую сталь. Эксплуатация и технологии обработки такого чугуна находятся как бы в гармонии друг с другом – по соответствующим параметрам. Ковкий чугун легче, чем остальные виды чугунных изделий. Несмотря на разброс весовой характеристики – от нескольких сотен граммов до 150 тонн, невзирая на толщину отлитых стенок изделия, чугунный сплав лёгок в обточке, разрезании и в термодоработке. Относительная дешевизна ковкого чугунного состава по сравнению со сталью вытеснила некоторые стальные компоненты.

Дело в том, что температура плавления чугунного сплава – 1100-1300 градусов, а стали – 1300-1500, что из-за более высоких энергозатрат делает стальные изделия более дорогими в производстве. Как и сталь, ковкий чугунный сплав хорошо гасит вибрацию – он менее подвержен разрушениям, растрескиванию от неё.

Источник

Принципы маркировки по ГОСТ, DIN, NF, JIS, ASTM, BS. Что означает маркировка чугуна?

а) по форме включения графита

  • серый чугун с пластинчатым графитом (СЧ);
  • чугун с вермикулярным (червеобразным) графитом (ЧВГ);
  • высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧ);
  • ковкий чугун с хлопьевидным графитом (КЧ);

6) по химическому составу:

  • нелегированные чугуны (общего назначения)
  • легированные чугуны (специального назначения).

В чугунах используется приблизительно тот же комплекс легирующих элементов, что и в стали (хром, никель, алюминий, молибден, ванадий и т.д.).

Маркировка легированных чугунов осуществляется с помощью букв, обозначающих легирующие элементы (по аналогии со сталями) и цифр, указывающих их содержание (в %). Буква Ш в конце маркировки указывает на то, что графит в чугуне имеет шаровидную форму; если буква Ш отсутствует, то графит пластинчатый. Нелегированный чугун не содержит других легирующих компонентов, кроме углерода.

Чугуны с пластинчатым графитом для отливок

В основу стандартизации серого чугуна положен принцип регламентирования минимально допустимого значения временного сопротивления разрыву при растяжении. В соответствии с этим принципом обозначение марки чугуна в стандартах различных стран содержит значение минимально допустимого временного сопротивления разрыву, определенного в стандартной литой заготовке пробы диаметром 30 мм.

Поскольку значения прочности чугуна данной марки в отливке зависят от скорости охлаждения, определяемой толщиной стенки (диаметром) отливки, в стандартах всех анализируемых стран приводятся минимальные значения полученные, в отдельно отлитых пробных заготовках других диаметров или сечений из серого чугуна каждой марки. А в стандарте Германии, например, приводятся таблицы и номограммы, связывающие прочность чугуна каждой марки с сечением пробной заготовки, что позволяет конструктору выбрать марку чугуна, обеспечивающую требуемую прочность в стенке отливки заданной толщины, или оценить прочность чугуна, которую следует ожидать в этой стенке при заливке чугуном выбранной марки.

Стандарты на серый чугун (кроме отечественного) не регламентируют максимально допустимое значение временного сопротивления разрыву при растяжении, но устанавливают для чугуна каждой марки пределы допустимого значения твердости. Отечественный стандарт оговаривает в примечании к основной таблице, что максимальное значение временного сопротивления разрыву при растяжении, не должно превышать минимально допустимое более чем на 100 МПа. В стандарте Германии DIN 1691 отмечено, что в заказе на отливки должно быть однозначно указано, является ли характерным свойством предел прочности при растяжении или твердость по Бринеллю, и в зависимости от этого маркировка обозначается по-разному. Например:

чугун DIN 1691-GG-25

чугун DIN 1691-GG-210 HB

Буквы GG обозначают соответственно: «gegossen» — отлито и «gubeisen» — чугун.

В отечественном стандарте имеются три марки чугуна СЧ18, СЧ21 и СЧ25, которые допускаются для изготовления отливок по согласованию с потребителем. Стандарт Франции NF А 32-105-65 в настоящее время отменен.

В большинстве марок серого чугуна косвенным методом ограничения прочности является максимально допустимое значение твердости, превышение которого приводит к отбелу и связанному с этим ухудшению технологических свойств. Твердость серого чугуна в значительной степени зависит от количества и размеров включений графита в структуре и количества и дисперсности перлита. Поэтому термическая обработка этого материала также весьма важна. Чугун одной марки может подвергаться нескольким видам термообработки: например, высокотемпературному отжигу для ликвидации структурно-свободного цементита, закалке и отпуску. Для получения марок чугуна от СЧ20 до СЧ35 применяют помимо легирования небольшими добавками Сr, Ni, Мо и Cu модифицирование жидкого металла непосредственно перед разливкой кремнийсодержащими добавками (ферросилицием, силикокальцием, силикобарием и другими).

Чугуны ковкие для отливок

В основу стандартизации ковкого чугуна (ГОСТ 1215) положен принцип регламентирования минимально допустимых значений временного сопротивления разрыву при растяжении, относительного удлинения и твердости (НВ). В зарубежных стандартах регламентируется также минимально допустимое значение предела текучести. Механические свойства ковкого чугуна определяют на литых образцах диаметром 16 мм; в зависимости от толщины стенки отливок допускается применение образцов диаметром 8 и 12 мм. Стандарты зарубежных стран также предусматривают применение образцов примерно таких же размеров.

В стандарте США ASTM A602 (Р 82), например, М7002, буква М означает «malleable» — ковкий, 70 — предел прочности, в кгс/мм 2 , 02 — относительное удлинение в %, а в стандарте на отливки из ферритного ковкого чугуна ASTM А47 приведены две марки 22010 и 24018, где 220 и 240 — показатели предела текучести в МПа, а 10 и 18 — относительное удлинение в %. В стандартах Японии на отливки из ковкого чугуна марки обозначают только по пределу прочности остальных странах — по пределу прочности и относительному удлинению, причем в Германии и Великобритании — пределу прочности в кгс/мм 2 , а в Японии и Франции — в МПа (см. перевод единиц давления, хотя давление тут — только размерность )

В Германском стандарте DIN 1692 буквы GTS обозначают отожженный ковкий чугун без обезуглероживания, а GТW — обезуглероженный отожженный ковкий чугун.

Японский стандарт JIS G5702 регламентирует свойства черносердечных ковких чугунов, обозначаемых буквами FСМВ «foundry casting malleable blackheart», JIS G5703 — FCМW, буква W означает «Whiteheart» (белосердечный, он же обезуглероженный), причем три последние марки дополнены буквой Р, что означает «Реrlite» (перлитный). И, наконец, стандарт JIS G5704 — FСМР, где Р означает то же самое.

Французский стандарт NF А 32-701 оговаривает марки белосердечного ковкого чугуна, которые обозначаются буквами МВ — «Мilleable blanc», а стандарт NF А 32-702 на отливки из ковкого чугуна с шаровидным графитом, ферритного и перлитного чугунов, маркируют буквами МN, где N означает «nodulaire» — шаровидный.

В стандарте Великобритании ВS 6681 классы ковкого чугуна, входящие в область распространения данного стандарта, обозначаются следующим образом: W — белосердечный (обезуглероженный) ковкий чугун, В — черносердечный (ферритный) ковкий чугун, Р — перлитный ковкий чугун.

Чугуны антифрикционные для отливок

ГОСТ 1585 распространяется на антифрикционный чугун для отливок, работающих в узлах трения со смазкой, и включает 10 марок. В ГОСТ 1585 приводится химический состав чугунов, твердость и микроструктура по ГОСТ 3443.

Чугуны марок АЧС-1 — АЧС-6 — серые с пластинчатым графитом и различной структурой матрицы.

Чугуны марок АЧВ-1 и АЧВ-2 — высокопрочные, с шаровидным графитом с перлитной (АЧВ-1) и перлитно-ферритной (АЧВ-2) металлической основой.

Чугуны марок АЧК-1 и АЧК-2 — ковкие с компактным графитом: чугун АЧК-1 легирован медью, перлитный, АЧК-2 — перлитно-ферритный.

Читайте также:  Для чего производят закалку стали

Массовая доля марганца меняется в указанных в марке АЧС-5 пределах в зависимости от толщины стенки.

В зарубежных странах нет стандарта, объединяющего марки антифрикционных чугунов.

Количество включений графита оценивается средним процентом площади, занятой на микрошлифе. Например, Г2 — до 3 % площади, занятой графитом.

Распределение включений графита оценивается по шкале 3 приложения 2 ГОСТ 3443.

Количество перлита или феррита оценивается средним процентом площади, занятой этими структурными составляющими на шлифе. Например: П92 — площадь, занятая перлитом, свыше 90 до 94 %.

Дисперсность пластинчатом перлита определяется средним расстоянием между пластинами цементита.

Например: Пд 0,5 — расстояние между пластинами цементита от 0,3 до 0,5 мкм.

Фосфидная эвтектика оценивается средней площадью изолированных включений. Например: Фр — диаметр ячеек свыше . до .

Термическая обработка антифрикционных чугунов АЧК-1 и АЧК-2 аналогична применяемой для обычных ковких чугунов.

Чугуны с шаровидным графитом для отливок

В ГОСТ 7293 «Чугун с шаровидным графитом для отливок» имеются восемь марок чугуна с шаровидным графитом. Марка ЧШГ определяется показателями временного сопротивления разрыву при растяжении и условного предела текучести. Условное обозначение марки включает буквы ВЧ — высокопрочный чугун и цифровое обозначение минимального значения предела прочности, в МПа*10 -1 .

Механические свойства ЧШГ обеспечиваются в литом состоянии или после термической обработки. Показатели относительного удлинения, твердости и ударной вязкости определяют только при наличии требований в нормативно-технической документации, и они должны соответствовать требованиям настоящего ГОСТа.

В стандарте США ASTM А536 в маркировке чугуна первое и второе числа также определяют показатель предела прочности при разрыве, первое — в фунтах/кв.дюйм*10 3 , а второе — округленная величина этого показателя в МПа*10 -1 . Третье число определяет минимальное значение относительного удлинения в %. Например, марка 80-50-06 имеет следующие минимальные показатели механических свойств:

предел прочности — 80000 фунт/дюйм 2 или 552 МПа
условный предел текучести — 55000 фунт/дюйм 2 или 379 МПа
относительное удлинение — 6,0%

В стандарте Германии DIN 1693-506-50 в названии марки буквы означают: G — «gegosen» (отлито), G — «gubeisen» (чугун), G — «globular» (шаровидный), 50 — минимальное значение предела прочности в МПа*10 -1 (например, GGG-50). В стандарте Великобритании ВS 2789 буквенные обозначения не применяются. Во французском стандарте NF А 32-201 буквы FGS означают: «fonte» (литье), «graphite» (графит) и «sferoidal» (шаровидный). В обозначениях стандартов Франции и Великобритании помимо предела прочности при растяжении в МПа указывается и относительное удлинение в %. В случае, когда испытания на растяжение выполняются не на отдельных, а на смежных с отливкой образцах, указанное обозначение дополняется буквой А. В случае, когда отливки должны обладать особой ударной вязкостью при низкой температуре, указанные обозначения дополняются буквой L, сопровождаемой числом, соответствующим температуре испытания. Символы L и А могут сочетаться. Например, FGS 350-22АL40.

В большинстве национальных стандартов на высокопрочные нелегированные чугуны, регламентирующих механические свойства, химический состав чугунов не оговаривается. Обязательными для контроля являются предел прочности при растяжении, предел текучести, и относительное удлинение. В стандартах всех стран, за исключением стандартов Германии и США, приводятся контролируемые пределы величин твердости.

Остальные параметры чугунов, в том числе микроструктура, могут контролироваться по требованию заказчика. Количество графита преимущественно шаровидной формы, оговариваемое в большинстве национальных стандартов, колеблется в широких пределах от 70 % в стандарте Японии до 90 % в стандарте США ASTM А395. В том же стандарте приводится единственная марка ферритного чугуна ЧШГ с контролем химического состава по основным элементам и твердости. Определение пределов прочности и текучести и относительного удлинения в большинстве стандартов осуществляется на отдельно отлитых и специально выточенных образцах диаметром 14 мм из заготовок больших размеров (до 75 мм). Если по техническим причинам необходимо использовать образец другого диаметра, он должен обязательно удовлетворять следующему соотношению:

где L — начальная длина между метками на испытуемом образце;
S — начальное сечение образца;
d — диаметр калиброванного сечения образца.

Отливки заказчику поставляются в исходном или термообработанном виде. Термообработка для снятия напряжений не оказывает влияния на микроструктуру чугуна отливок, остальные виды термообработки проводятся с целью изменения структуры и приведения свойств в соответствие с требованиями стандарта.

Стандарт Японии JIS G 5502 включает 7 марок чугуна с шаровидным графитом. FСD 370 и FCD 400 — ферритные, FCD 450 и FCD 500 — ферритно-перлитные и FCD 600, FCD 700 и FCD 800 — перлитные чугуны. Стандарт JIS G 5503 содержит три марки чугуна с шаровидным графитом: FCD 900 — ферритно-бейнитного класса с повышенной ударной вязкостью, FCD 1000 — со структурой матрицы «отпущенный мартенсит» — повышенной прочности и FCD 1200 чугун мартенситного класса с повышенной твердостью, применяемый для отливок, работающих на износ.

Последние три марки получают только термической обработкой с нагревом до области аустенитного превращения.

Чугуны с вермикулярным графитом для отливок

ГОСТ 28394 содержит марки чугуна для отливок, имеющего в структуре графит вермикулярной формы и не более 40 % шаровидного графита.

Для отливок применяют чугуны следующих марок: ЧВГ30, ЧВГ35, ЧВГ40, ЧВГ45. Марка чугуна определяется временным сопротивлением разрыву при растяжении и условным пределом текучести. Условное обозначение марки включает буквы ЧВГ — чугун с вермикулярным графитом и цифру, обозначающую минимальное значение временного сопротивления разрыву при растяжении в МПа*10 -1 . Относительное удлинение и твердость по Бринеллю определяют при наличии специальных требований в нормативно-технической документации. По требованию потребителя допускается устанавливать другие значения твердости.

Механические свойства определяют на одном образце диаметром 14 мм, изготовленном из заготовки толщиной или диаметром 25 мм.

В Румынии стандартизированы три марки ЧВГ. В марках России и Румынии цифровое обозначение марки соответствует требуемому минимальному значению показателя предела прочности при растяжении в МПа. Стандартные марки чугуна с вермикулярным графитом (США) приведены по данным проекта стандарта, разработанного в январе 1982 г. («Standard specification for Compacted Graphite Iron Casting»), которым определены условия приемки и контроля качества деталей из ЧВГ.

Фирма Великобритании «International Machinite Metal» применяет отраслевой стандарт, оговаривающий только две марки чугуна с вермикулярным графитом: FС 275 — ферритный чугун и FС 400 — перлитный чугун.

Несмотря на сравнительно невысокие показатели механических свойств, чугун с вермикулярным графитом получил в последнее время достаточно большое распространение благодаря хорошим технологическим и теплофизическим свойствам.

Чугуны легированные для отливок со специальными свойствами

ГОСТ 7769 распространяется на чугуны для отливок с повышенной износостойкостью, коррозионной стойкостью, жаростойкостью и жаропрочностью. Так как многие из них сочетают н себе несколько указанных свойств, маркировка осуществляется по преобладанию легирования. Низколегированные чугуны всех видов, а также высоколегированные марганцевые и никелевые, за исключением марок ЧН2Х, ЧХ3Т, ЧГ7Х4, ЧН4Х2, модифицируют графитизирующими присадками. В хромистых чугунах и в чугунах с шаровидным графитом допускается массовая доля никеля до 1,0 % или меди до 1,5 % вводимых с шихтой: природно-легированными чугунами, легированным стальным ломом или магнийсодержащими лигатурами. В отливках из легированного чугуна с шаровидным графитом не менее 80% включений должны быть шаровидной формы. Отливки из высоколегированных хромистых и кремнистых чугунов для снятия внутренних напряжений подвергаются термической обработке. В соответствии с ГОСТ 7769 во всех марках чугунов контролируются предел прочности при растяжении и твердость HB), в чугунах с шаровидным графитом относительное удлинение (d), в остальных — предел прочности на изгиб (sизг). Отливки из жаростойкого чугуна должны обладать сопротивлением окалинообразованиям: не более 0,5 т/(м·ч) увеличения массы и росту не более 0,2 % при температуре эксплуатации, в течение 150 ч.

Читайте также:  Как получить лицензию на экспорт драгоценных металлов

ГОСТ 7769 включает следующие марки износостойких чугунов: низколегированные хромистый ЧХ3Т и два никелевых ЧН2Х и ЧН4Х2, высоколегированные хромистые ЧХ9Н5, ЧХ16, ЧХ16М2, ЧХ22, ЧХ28Д2, ЧХ32 и высоколегированные марганцовистые ЧГ7ХЧ, ЧГ6С3Ш и ЧГ8Д3.

В стандарте США ASTM А532 «Износостойкие серые чугуны» («Abrasion resistant cast irons») имеется десять марок чугуна трех классов. К классу I относятся низкохромистые износостойкие чугуны, к классу II — высокохромистые и к классу III — с содержанием хрома 23-28 %. Тип чугуна А, В, С и т.д. определяет массовые доли других элементов, входящих в состав чугуна. В обозначении марки («designation») чугуна НС и LС соответственно повышенное и пониженное содержание углерода.

Отличительной чертой маркировки десяти чугунов в стандарте Германии (DIN 1695) является величина средней массовой доли углерода (С*10 2 ), проставляемая перед буквами, обозначающими легирующие элементы.

9 марок стандарта Франции NF А32-401 в обозначении имеют наименование легирующих элементов с указанием их массовой доли. При этом марки FВА и FВО относятся к нелегированным белым чугунам, а остальные — к легированным. В стандарте Великобритании ВS 4844 «Износостойкий белый чугун» («Abrasion resisting white cast iron») нелегированные и низколегированные белые износостойкие чугуны обозначаются цифрой I и соответствующей буквой. Типы IА и IВ отличаются друг от друга содержанием фосфора, а IС — углерода.

Белые никель-хромистые чугуны делятся на пять классов, обозначаемых цифрой 2 и соответствующей буквой. Чугуны различных сортов данного класса отличаются, главным образом, содержанием углерода.

Белые высокохромистые чугуны (7 классов) существенно отличаются по составу, главным образом, по содержанию хрома; они обозначаются цифрой 3 и соответствующей буквой.

Коррозионно-стойкие чугуны (II марок) согласно ГОСТ 7769 можно разделить на три основные группы: высокохромистые ЧХ22С, ЧХ28 и ЧХ28П, высококремнистые ЧС13, ЧС15, ЧС15М4, ЧС17 и ЧС17М3 и низколегированные никелевые ЧНХТ, ЧНХМД и ЧНМШ. Первая и третья группы имеют аналоги в зарубежных стандартах износостойких чугунов, обладающих, как уже было сказано, и определенной коррозионной стойкостью.

Стандарт США ASTM А518 «Отливки из коррозионно-стойкого высококремнистого чугуна» («Corrosion-resistant high-silicon iron castings») включает три марки: grade 1, grade 2 и grade 3. Они различаются содержанием хрома и молибдена. Массовая доля кремния во всех трех марках одинакова. Отливки, изготовляемые из этого чугуна, для работы в жидких коррозионных средах под давлением должны выдерживать не менее 275 кПа.

В стандарте Великобритании BS 1591 («Corrosion resisting high-silicon iron castings») предусмотрено четыре марки чугуна Si10, Si14, SiCr144 и Si16, отличающиеся содержанием кремния и хрома.

Толстостенные отливки при литье этих марок чугунов должны охлаждаться в форме до 150-200°С. Мелкие отливки выбивают из формы при 800-850°С и помещают в печь при 750-850°С. Выдерживают при температуре 730-740°С в течение 3-4 ч, затем охлаждают с печью до 100-200°С.

Жаростойкие чугуны по ГОСТ 7769 подразделяются на три основные группы: алюминиевые (от 0,6 до 32 % Al) ЧЮХШ, ЧЮ6С5, ЧЮ7Х2, ЧЮ22Ш и ЧЮ30, низколегированные хромом ЧХ1, ЧХ2 и ЧХ3 и кремнистые низколегированные чугуны ЧС5 и ЧС5Ш.

Алюминиевые чугуны имеются в национальных стандартах Болгарии, Румынии и бывшей ГДР. Национальные стандарты Чехословакии регламентируют две марки алюминиевого чугуна, а Польши — восемь марок.

Основным требованием к чугуну каждой марки является химический состав, который определяет микроструктуру и основные эксплуатационные свойства: жаростойкость, износостойкость.

Низкохромистые чугуны содержат от 0,4 до 3,0 % Сr и характеризуются более высокой жаростойкостью, чем обычные серые чугуны. Для предотвращения образования структурно-свободного цементита с увеличением содержания хрома в чугунах увеличивают содержание углерода и кремния и модифицируют чугун.

В стандарте США ASTM А319 (R 1985) приведены три класса чугуна с повышенным содержанием хрома. Содержание его от одного типа к другому возрастает (от А до D), при этом углеродный эквивалент в отличие от чугуна ГОСТ 7769 уменьшается, а содержание фосфора увеличивается вдвое.

Две марки жаростойкого кремнистого чугуна ЧС5 и ЧС5Ш по ГОСТ 7769 имеют также аналоги в стандарте Польши. Химический состав этих марок практически одинаков, чугун марки ЧС5Ш отличается лишь наличием глобуляризирующих элементов — магния или церия и, соответственно, шаровидной формой графита.

К жаропрочным чугунам относятся высоконикелевые чугуны с пластинчатым и шаровидным графитом с аустенитной или аустенитно-карбидной матрицей, обладающие повышенными сопротивлением ползучести и пределом прочности.

В ГОСТ 7769 приведена одна марка аустенитного чугуна с пластинчатым графитом ЧН15Д7 и четыре марки аустенитного чугуна с шаровидным графитом ЧН11Г7Ш, ЧН15Д3Ш, ЧН19Х3Ш и ЧН20Д2Ш, где Н, Д, Г и Х означают наличие легирующих: никеля, меди, марганца и хрома соответственно, среднее значение которых определяется числом, стоящим после буквы. Буква «Ш» указывает на шаровидную форму графита. В соответствии с ГОСТ 7769 для этих чугунов осуществляют контроль: предела прочности при растяжении, относительного удлинения и твердости. Для марки ЧН15Д7 контролируется еще и предел прочности на изгиб.

Стандарт США ASTM А436 включает 8 марок аустенитного чугуна с пластинчатым графитом, которые отличаются различным легированием никелем, марганцем, медью, хромом и кремнием. Кроме химического состава в этих марках чугуна контролируется предел прочности при растяжении и допускаемые пределы твердости. Обозначение марок условное, например «Туре 2в» — 18-20 % никеля, 3-6 % хрома.

Стандартом США ASTM А439 предусмотрено 9 марок аустенитного чугуна с шаровидной формой графита. Обозначение марок также условное. Помимо предела прочности при растяжении обязательным для контроля в этих марках чугуна является предел текучести, относительное удлинение и пределы твердости. Контроль механических свойств осуществляется на образцах, изготовленных из специально отлитых отдельно заготовок.

Стандартом США ASTM А571 предусмотрено изготовление марки аустенитного чугуна с шаровидной формой графита (Туре D2М, Class 1 and 2), отличающейся повышенным содержанием марганца. Для этой марки чугуна обязателен контроль ударной вязкости.

Стандартом Германии DIN 1694 предусмотрено 8 марок аустенитного чугуна с пластинчатым графитом и 14 марок аустенитного чугуна с шаровидной формой графита. Маркировка этих двух видов чугуна такова: GGL — чугун с пластинчатым графитом и GGG — с шаровидным. В маркировке обозначены основные легирующие элементы и соответствующая им средняя массовая доля. Например, NiSiCr2052 — чугун с шаровидным графитом со средним содержанием никеля 20,0 %, кремния — 5,0 % и хрома — 2,0 %.

Стандарт Японии JIS G 5510 включает 9 марок аустенитного чугуна с пластинчатым графитом и 14 марок — с шаровидным графитом. Все марки обозначаются аналогично стандарту Германии. Дополнительно введена марка FCA-Ni35 — аустенитный чугун с пластинчатым графитом со средним содержанием никеля 35,0 %.

В стандарте Франции NF А32-301 на аустенитные чугуны маркировка аналогична стандартам Германии и Японии. Например,

где L — пластинчатая форма графита;
N — средняя массовая доля никеля — 15,0 %;
U — средняя массовая доля меди — 6,0 %;
С — средняя массовая доля хрома — 3,0 %,

где S — шаровидная форма графита;
N — средняя массовая доля никеля — 20,0 %;
S — средняя массовая доля кремния — 5,0 %;
С — средняя массовая доля хрома — 3,0 %.

Стандарт Великобритании BS 3468 определяет три марки чугуна с пластинчатым графитом (F1, F2 и F3) и восемь марок — с шаровидным S2, S2W, S5S, S2В, S2С, S2М, S3, S6. Марки представляются в двух группах: первая F1, F2, S2, S2W, S5S — промышленные марки, применяемые в том случае, когда требуется коррозионная стойкость и термостойкость, а вторая F3, S2В, S2С, S3, S6 — это марки специального назначения в криогенных устройствах, а также обладающие низкой магнитной проницаемостью или другими специфическими свойствами.

Источник

Поделиться с друзьями
Металл и камни