Классификация и маркировка чугунов

Классификация и маркировка чугуна.

Основным преимуществом чугуна, является его свойство.

Свойство, как конструкционного материала, легкого в обработке и широко используемого практически во всех сферах машиностроения.

Классификация чугуна основывается на содержании в его сплаве железа и углерода.

Обычно, процентное соотношение углерода в современном чугуне, начинается от 2,14%, то, что менее этого значения уже относится к сталям.

Еще одним основным отличием чугуна от стали является соединение углерода в материале в виде графита и цементита, так как в стали он содержится в соединениях другого типа.

Именно графит (его форма) и цементит (количество) определяют свойства сплава по физическим и химическим свойствам, а, следовательно, ограничиваю сферу применения, например в шаровых кранах с плавающим шаром. Маркировка чугуна дает необходимую информацию о виде материала и его характеристиках.

Виды чугуна:

— белый чугун, светлый на излом, структура чугуна включает в себя соединения ледебурита, цементита и перлита. Стойкий к коррозии и износоустойчив. Практически весь углерод находится в цементите;

— серый чугун, является основным материалом в литейном производстве. Основной состав: железо, кремний и углерод (графит в пластинчатой форме) в процентом отношении 1,2-3,5%. Имеет примеси Mn, P, S;

— ковкий чугун, еще одна классификация чугуна, определяющая состав материала, в котором углерод находится в виде графита (хлопья). Основное применение этого чугуна — детали в машиностроении, имеющие сложную форму и повышенные требования к прочности. Высокая степень вязкости и пластичности;

— высокопрочный чугун, содержит в своей основе шаровидный графит. Обладает высокой прочностью и высокими эксплуатационными характеристиками, благодаря своей долговечности.

Классификация чугуна включает в себя следующие маркировки материала:

- литейный, используется для отливок, имеет содержание углерода не более 3,75% и относится к доэвтектическим видам. Углерод присутствует в материале в виде графита. Маркировка чугуна принята, как ЛК и ЛД, где Л — литейный, а К и Д вид топлива на котором выплавлен чугун (К- коксовый, Д — древесноугольный);

- передельный чугун, используется для переработки материала в сталь. Характеристики передельного чугуна отличаются низким содержанием примесей Si и Mn.

Маркировка чугунов

Чугунами называют высокоуглеродистые сплавы с содержанием углерода свыше 2,03 %. Несмотря на значительный объем применения сталей, расширения области использования цветных сплавов, порошков и неметаллических материалов, чугуны широко применяют во многих отраслях промышленности. Относительно невысокий уровень механических свойств компенсируется низкой стоимостью, высокими литейными свойствами, хорошей обрабатываемостью. Механические и технологические свойства чугунов определяются их структурными характеристиками, упрочняющая термическая обработка для обычных чугунов практически не применяется. Требования к составу чугунов менее строгие по сравнению со сталью, поэтому в основу классификации и маркировки чугунов во всех стандартах положены структурные характеристики и гарантированный уровень механических свойств.

В Украине и СНГ действует система маркировки чугунов, основанная на классификации чугунов по форме графита. По этой классификации чугуны разделяют на:

чугуны с пластинчатым графитом – серые чугуны;

чугуны с шаровидным графитом – высокопрочные чугуны;

чугуны с хлопьевидным графитом – ковкие чугуны.

Маркировка серого чугуна определена ГОСТ 1412–85 «Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки». Согласно стандарта, такой чугун маркируется буквами «СЧ» и двумя цифрами, которые показывают минимально допустимое временное сопротивление чугуна в кгс/мм2 (0,1*Н/мм2). Например, обозначение чугуна СЧ 30 означает, что он относится к серым чугунам с пластинчатым графитом и его =300 Н/мм2 (30 кгс/мм2). Всего стандартом предусмотрен следующий ряд марок чугунов – от СЧ 10 до СЧ 35.

Высокопрочный чугун маркируют в соответствии с ГОСТ 7293–85 «Чугун с шаровидным графитом для отливок. Марки». Марку высокопрочного чугуна обозначают буквами «ВЧ» и двумя цифрами, которые показывают его минимальное временное сопротивление в кгс/мм2. Например, маркировка ВЧ 50 означает, что этот чугун является высокопрочным и его =500 Н/мм2 (50 кгс/мм2).

Марки ковкого чугуна определены в ГОСТ 1215–79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия». Он обозначается буквами «КЧ» и двумя группами цифр, которые определяют минимальное временное сопротивление в кгс/мм2 и относительное удлинение при растяжении в процентах – КЧ –b. Например, КЧ 37–12 означает, что эта марка ковкого чугуна с =370 Н/мм2 (37 кгс/мм2) и относительным удлинением 12 %.

В промышленности широко применяют изделия из легированных чугунов с особыми свойствами. Обычно их маркировка начинается с буквы, указывающей на область применения чугуна.

Например, по ГОСТ 1585–85 «Чугун антифрикционный для отливок» чугун маркируют буквами «АЧ» (антифрикционный чугун), затем указывают тип чугуна (С – серый с пластинчатым графитом, В – высокопрочный с шаровидным графитом, К – ковкий чугун с компактным графитом), далее число, обозначающее порядковый номер марки: АЧС–5, АЧК–2.

Очень широко легированные чугуны применяют для изготовления изделий, работающих в условиях интенсивного абразивного износа (мелющие тела, прокатные валки, формы для прессования огнеупоров и т.п.). Такие чугуны в структуре содержат значительное количество твердой и износостойкой карбидной фазы и по структурному типу их относят к белым чугунам. В этом случае легирующие элементы и их содержание обозначают так же, как и для сталей. Впереди указывают буквы «ИЧ» – износостойкий чугун, далее содержание легирующих элементов, начиная с основного – хрома. Содержание углерода в чугуне зависит от содержания основных элементов и в марке не указывается. Например, марка ИЧХ4Г7Д соответствует износостойкому чугуну с содержанием хрома (в среднем) 4 %, 7 % Mn, < 0,7 % Cu.

По ГОСТ 7769–82 «Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки» выпускают изделия из коррозионно–стойких чугунов. Первая буква «Ч» (чугун), далее буква и цифра, показывающие содержание легирующего элемента, например, ЧГ6С3 (6 % марганца, 3 % кремния).