 |
Области применения чугуна с вермикулярным графитом
|
|
|
|
Химический состав чугуна с вермикулярным графитом
Таблица 2
| Марка чугуна | Массовая доля элементов, % | |||||||
| Углерод | Кремний | Марганец | Фосфор | Сера | Хром | Медь | 
| |
| ЧВГ 30 | 3,5 - 3,8 | 2,2 - 3,0 | 0,2 - 0,6 | До 0,08 | До 0,025 | До 0,15 | - | 
|
| ЧВГ 35 | 3,5 - 3,8 | 2,2 - 2,8 | 0,2 - 0,6 | До 0,08 | До 0,025 | До 0,15 | - | 
|
| ЧВГ 40 | 3,1 - 3,5 | 2,0 - 2,5 | 0,4 - 1,0 | До 0,08 | До 0,025 | До 0,20 | 0,4 - 0,6 |
|
| ЧВГ 45** | 3,1 - 3,5 | 2,0 - 2,5 | 0,8 - 1,2 | До 0,05 | До 0,025 | До 0,30 | 0,8 - 1,0 |
|
_________
* Цифры в числителе соответствуют содержанию остаточного магния в чугуне, в знаменателе - остаточному содержанию суммы редкоземельных элементов (РЗМ).
** Для получения износостойкого и теплостойкого перлитного ЧВГ допускается легирование чугуна марки ЧВГ 45 0,8 - 1,2 % никеля и 0,2 - 0,4 % молибдена.
Таблица 3
Влияние приведенной толщины стенки отливки на механические свойства ЧВГ
| Механические свойства, не менее | Приведенная толщина стенки, мм | ||||
| Временное сопротивление при растяжении δв, МПа | |||||
| Относительное удлинение δ, % | 3,8 | 3,5 | 3,0 | 2,8 | 2,5 |
| Твердость по Бринеллю, НВ |
Таблица 4
Физико-механические свойства чугуна с вермикулярным графитом
| Характеристика свойства | Размерность | Марки | |||
| ЧВГ 30 | ЧВГ 35 | ЧВГ 40 | ЧВГ 45 | ||
| Временное сопротивление при сжатии σв, не менее | МПа | ||||
| Ударная вязкость, KCV, не менее | Дж/м2 | - | - | ||
| Предел выносливости σ-1, не менее | МПа | ||||
| Модуль упругости (при 20 °С) E∙104 | МПа | 13 - 14 | 13 - 14,5 | 14,5 - 16 | 14 - 17 |
| Коэффициент интенсивности напряжения K 1С, не менее | МПа | 53,5 | 50,5 | 50,5 | |
| Циклическая вязкость (логарифмический декремент затухания вибрации (δ∙104)) | 4,0 - 7,0 | 4,0 - 7,0 | - | - | |
| Плотность γ | г/см3 | 7,0 | 7,1 | 7,2 | 7,3 |
| Теплопроводность, λ∙102 | Вт/м∙K | 0,49 - 0,51 | 0,47 - 0,49 | 0,37 - 0,41 | 0,37 - 0,41 |
| Коэффициент линейного расширения (20 - 100 °С) α | 10-6/°С | 12 - 14 | 12 - 14 | 12 - 14 | 12 - 14 |
| Электросопротивление ρ | МкОм/см | 70 - 80 | 70 - 80 | 70 - 80 | - |
| Магнитная проницаемость μmax | gc/эрст | 300 - 1500 | 300 - 1500 | 300 - 1500 | - |
Таблица 5
|
|
|
Области применения чугуна с вермикулярным графитом
| Марка чугуна | Область применения | Примеры отливок |
| ЧВГ 30 ЧВГ 35 ЧВГ 40 | Детали общего машиностроения (взамен серого чугуна), работающие при повышенных циклических механических нагрузках. Детали двигателей внутреннего сгорания, работающих при переменных повышенных температурах и механических нагрузках: автомобилестроение и тракторостроение, судостроение, дизелестроение, транспортное машиностроение, энергетическое машиностроение, металлургическое машиностроение | Базовые детали станков, кузнечно-прессового оборудования, корпусные детали и др. Маслоприводы для тракторов, опорные детали, головки цилиндров, крепежные детали рам, бандажные кольца шестерен автомобилей повышенной грузоподъемности, тормозные рычаги тракторов, тормозные кронштейны, вентиляторная подушка, соединительные фланцы, крышки коробки передач, корпуса, крышки и головки цилиндров, корпуса турбокомпрессоров, выхлопные патрубки, ступицы колес, балансиры, V-образные блоки 12-цилиндровых двигателей, блоки 6-цилиндровых двигателей. Крышки и головки цилиндров мощных судовых и тепловозных двигателей. Тормозные диски для высокоскоростных поездов, корпуса выпускных клапанов. Корпуса газовых турбин, корпуса компрессоров. Изложницы, поддоны, кокильная оснастка |
| ЧВГ 45 | Детали, работающие при значительных механических нагрузках, в условиях трения, износа, гидрокавитации, и при повышенных термоциклических нагрузках | Корпуса винтовых передач, поршни и гильзы ДВС, корпуса гидроаппаратуры высокого давления, эксцентриковые зубчатые колеса и др. |
|
|
|
Наряду с шаровидным графитом высокопрочные чугуны могут содержать некоторое количество вермикулярного (от лат. vermiculus – червячок) графита. В пространстве такой графит, как и пластинчатый, имеет форму изогнутых лепестков. От пластинчатого вермикулярный графит отличается округлыми краями, меньшими размерами и меньшим отношением длины лепестка к его толщине (у вермикулярного графита это отношение находится в пределах 2 – 10, а у пластинчатого значительно больше 10). Поэтому вермикулярный графит не является таким концентратором напряжений, как пластинчатый. Его можно рассматривать как переходную форму от пластинчатого к шаровидному графиту.
При одинаковом содержании углерода и кремния соотношение количеств шаровидного и вермикулярного графита в чугуне зависит от условий его получения, главным образом от обработки расплава лигатурами, содержащими магний и редкоземельные металлы.
Чугун с вермикулярным графитом, как самостоятельный литейный материал в России, был стандартизован в 1989 г. (в промышленности его используют с 1968 г.)
В соответствии с ГОСТ 28394–89 чугун с вермикулярным графитом может содержать не более 40 % шаровидного графита, весь остальной графит – вермикулярный. Такой чугун обозначают буквами ЧВГ, за которыми следует число, указывающее гарантируемое значение sв в кгс/мм2. (табл. П21, П22).
Марку чугуна можно изменить, применив термообработку, от которой зависит структура основы (ферритная, перлитная, бейнитная). При одинаковом строении матрицы механические свойства чугуна с вермикулярным графитом являются промежуточными между значениями свойств серого чугуна с пластинчатым графитом и высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
Таблица П21
Химический состав чугуна с вермикулярным графитом
(ГОСТ 2894-89)
| Массовая доля элементов | |||||||
| Марка чугуна | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ca |
| ЧВГ30 ЧВГ35 ЧВГ40 ЧВГ45 | 3,5–3,8 3,5–3,8 3,1–3,5 3,1–3,5 | 2,2–3,0 2,2–2,8 2,0–2,5 2,0–2,5 | 0,2–0,6 0,2–0,6 0,4–1,0 0,8–1,2 | до 0,08 до 0,08 до 0,08 до 0,05 | до 0,025 до 0,025 до 0,025 до 0,025 | до 0,015 до0,15 до 0,2 до 0,3 | – – 0,4–0,6 0,8–1,0 |
Таблица П22
Механические свойства чугуна с вермикулярным графитом
(ГОСТ 2894-89)
| Марка чугуна | Механические свойства | ||||
| sВ,МПа (кгс/мм2) | s 0,2, МПа (кгс/мм2) | Относительное удлинение, d,% | Твердость по Бринелю НВ | Структура металлической основы | |
| ЧВГ30 ЧВГ35 ЧВГ40 ЧВГ45 | 300 (30) 350 (35) 400 (40) 450 (45) | 240 (24) 260 (26) 320 (32) 380 (38) | 3,0 2,0 1,5 0,8 | 130–180 140–190 170–220 190–250 | Феррит Феррит Перлит Перлит |
|
|
|
Чугуны марок ЧВГ прочнее, а при одинаковой прочности пластичнее чугунов марок СЧ. Они превосходят чугуны марок ВЧ по демпфирующей способности и по обрабатываемости резанием.
Для ЧВГ характерны высокая жидкотекучесть, обрабатываемость резанием, малая усадка. Чугуны с вермикулярным графитом широко используются в мировом и отечественном автомобилестроении, тракторостроении, судостроении, дизелестроении, энергетическом и металлургическом машиностроении для деталей, работающих при значительных механических нагрузках в условиях износа, гидрокавитации, переменном повышении температуры. Например, ЧВГ используется взамен СЧ для производства головок цилиндров крупных морских дизельных ДВС.
|
|
|
