Широкий ассортимент подшипников ведущих мировых производителей. SKF, FAG, INA, NSK, TIMKEN
Направляющие, каретки, шарико-винтовые передачи для станков и автоматизации
Изготовление нестандартных деталей и узлов по чертежам заказчика
Консультации инженеров, помощь в подборе аналогов, расчёт ресурса
На подшипники NSK
Уже доступен
Чугун — железоуглеродистый сплав с содержанием углерода более 2,14%. Именно это пороговое значение отличает его от стали и определяет уникальный комплекс литейных и механических свойств. Марки чугуна по форме графита делятся на три основные группы: серый (СЧ), высокопрочный (ВЧ) и ковкий (КЧ) — каждая со своими характеристиками прочности, твёрдости и областью применения в машиностроении и промышленности.
Чугун представляет собой многокомпонентный сплав на основе железа. Помимо углерода (2,14–4,3%), в его состав входят кремний (1,0–3,5%), марганец (0,2–1,5%), а также сера и фосфор как нежелательные примеси. Кремний является главным графитизатором: он способствует выделению углерода в форме графита, а не цементита, что принципиально влияет на структуру и эксплуатационные свойства материала.
Углерод в чугуне присутствует в двух состояниях: в связанном виде — как цементит (Fe3C) — или в свободном виде в форме графита. Белый чугун содержит углерод исключительно в виде цементита, что придаёт ему высокую твёрдость и хрупкость. В конструкционных марках углерод выделяется в форме графита, причём форма графитовых включений определяет всю дальнейшую классификацию и механические свойства.
Ключевой принцип: форма графитовых включений — пластинчатая, шаровидная или хлопьевидная — является главным структурным фактором, от которого зависят прочность, пластичность и демпфирующая способность конкретной марки чугуна.
Серый чугун получил название по характерному серому излому, обусловленному наличием пластинчатого графита. Графитовые включения имеют форму тонких пластин с острыми краями, которые действуют как концентраторы напряжений внутри металлической матрицы. Следствием этого является низкая пластичность и ударная вязкость при достаточно высокой прочности на сжатие. По структуре металлической матрицы серый чугун подразделяется: СЧ10 — ферритный, СЧ15–СЧ20 — ферритно-перлитный, СЧ25 и выше — перлитный.
Вместе с тем пластинчатый графит обеспечивает серому чугуну выдающуюся демпфирующую способность — способность поглощать вибрации. По этому показателю он в 3–10 раз превосходит сталь, что делает его незаменимым для станин металлообрабатывающих станков, корпусов редукторов и других деталей, работающих в условиях динамических нагрузок. Регламентируется ГОСТ 1412-85.
Высокопрочный чугун получают модифицированием расплава магнием или церием непосредственно перед заливкой. В результате графит кристаллизуется в форме правильных шаров, что устраняет концентраторы напряжений. Шаровидный графит радикально меняет механику материала: предел прочности при растяжении достигает 400–800 МПа, а относительное удлинение — до 15% (для марки ВЧ40).
По соотношению прочности и технологичности литья высокопрочный чугун конкурирует с конструкционными сталями, при этом сохраняя высокие литейные свойства. Маркировка включает буквы ВЧ и одно число — минимальный предел прочности при растяжении в МПа × 10-1. Регламентируется ГОСТ 7293-85.
Ковкий чугун получают путём двухстадийного графитизирующего отжига белого чугуна. Первая стадия — нагрев до 930–1050°C — обеспечивает разложение цементита и выделение углерода отжига. Вторая стадия — медленное охлаждение через интервал 700–760°C — завершает распад эвтектоидного цементита. В итоге формируются хлопьевидные графитовые включения с округлёнными краями, обеспечивающие пластичность, недостижимую для серого чугуна. Максимальная толщина стенки отливки ограничена, как правило, 40–50 мм. Регламентируется ГОСТ 1215-79.
В обозначении серого чугуна буквы СЧ расшифровываются как «серый чугун», а следующее за ними число — минимальный предел прочности при растяжении в МПа × 10-1. Например, СЧ20 имеет σв не менее 200 МПа. Стандарт ГОСТ 1412-85 устанавливает шесть основных марок: СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30, СЧ35.
Значения твёрдости HB приведены для стандартной приливной заготовки диаметром 30 мм. В реальных отливках значения зависят от толщины стенки и могут отличаться от табличных.
Обозначение ВЧ указывает на высокопрочный чугун с шаровидным графитом. Число в маркировке — минимальный предел прочности при растяжении в МПа × 10-1. Пример: ВЧ50 — высокопрочный чугун с σв не менее 500 МПа. Значения относительного удлинения (δ) и твёрдости нормируются Приложением 1 к ГОСТ 7293-85 и устанавливаются при наличии требований в конструкторской документации.
* Значения δ и HB нормируются Приложением 1 к ГОСТ 7293-85; конкретные требования устанавливаются нормативно-технической документацией на отливку.
В маркировке КЧ первое число — минимальный предел прочности при растяжении (σв, МПа × 10-1), второе — минимальное относительное удлинение (%). По структуре металлической матрицы ковкий чугун делится на два класса. Ферритный класс (марки КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12) отличается максимальной пластичностью, твёрдостью до 163 HB. Перлитный класс (КЧ45-7, КЧ50-5, КЧ55-4, КЧ60-3, КЧ65-3, КЧ70-2, КЧ80-1,5) обеспечивает более высокую прочность и износостойкость при твёрдости до 269 HB.
Чугун хорошо работает на сжатие: прочность при сжатии серого чугуна в 3–4 раза выше прочности при растяжении. Это обстоятельство необходимо учитывать при конструировании деталей. Предел прочности при растяжении σв варьируется от 150 МПа (СЧ15) до 800 МПа (ВЧ80). Относительное удлинение серого чугуна не превышает 0,5%, что характеризует его как практически хрупкий материал при растяжении.
Пластинчатый графит серого чугуна эффективно рассеивает энергию механических колебаний. Логарифмический декремент затухания серого чугуна составляет 0,01–0,05, тогда как у углеродистой стали — менее 0,003. Разница в 5–10 раз обусловливает традиционное применение серого чугуна марок СЧ25–СЧ30 для станин прецизионных металлообрабатывающих станков.
Серый чугун охватывает свыше 75% всего объёма чугунного литья. Марки СЧ20–СЧ30 применяют для изготовления станин токарных, фрезерных и шлифовальных станков — демпфирование и размерная стабильность при термических циклах делают этот материал эталонным для базовых деталей станочного оборудования. Из СЧ15 и СЧ20 отливают корпуса насосов, крышки подшипниковых узлов, тормозные диски и барабаны, детали гидравлической арматуры.
Детали из высокопрочного чугуна заменяют стальные там, где необходимо сочетание прочности и литейной технологичности. Коленчатые и распределительные валы двигателей внутреннего сгорания, корпуса редукторов тяжёлых машин, тормозные суппорты, зубчатые венцы, корпуса задвижек трубопроводной арматуры — типичная область применения марок ВЧ50–ВЧ70. Марка ВЧ40 широко используется для напорных водопроводных труб и фасонных частей.
Ковкий чугун применяют там, где необходимы пластичность при малых толщинах стенки (до 40–50 мм) и стойкость к ударным нагрузкам. Типичные изделия: резьбовые фитинги и муфты трубопроводов, ступицы колёс, кронштейны двигателя и рессор, тормозные колодки, детали сельскохозяйственных машин. Ферритные марки (КЧ30-6–КЧ37-12) обеспечивают максимальную пластичность, перлитные (КЧ45-7–КЧ80-1,5) — высокую прочность и антифрикционные свойства.
Преимущества:
Недостатки:
Чугун марок СЧ, ВЧ и КЧ — незаменимая группа конструкционных материалов с широким диапазоном механических свойств. Серый чугун обеспечивает непревзойдённое демпфирование и технологичность литья при умеренной прочности. Высокопрочный чугун с шаровидным графитом приближается по σв к конструкционным сталям, сохраняя преимущества литья. Ковкий чугун занимает нишу пластичного тонкостенного литья для ударонагруженных деталей. Правильный выбор марки с учётом требований ГОСТ 1412-85, ГОСТ 7293-85 и ГОСТ 1215-79 — ключ к долговечности и надёжности конструкции.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.