Таблица марок чугуна с расшифровкой

Таблица основных марок чугуна и их расшифровка

Таблица расшифровки обозначений в маркировке чугуна

Введение в классификацию и маркировку чугунов

Чугун является одним из важнейших конструкционных материалов в машиностроении, металлургии и строительстве благодаря своим уникальным свойствам, доступности и экономической эффективности. В отличие от стали, чугун содержит более высокое количество углерода (более 2,14% C) и характеризуется наличием эвтектики в своей структуре.

Система маркировки чугунов в России и странах постсоветского пространства регламентируется рядом государственных стандартов и отражает их структуру, механические свойства и химический состав. Понимание этой системы необходимо для правильного выбора материала при проектировании, производстве и эксплуатации различных изделий.

Правильная расшифровка марок чугуна позволяет специалистам:

• Определить тип графитовых включений и базовую структуру материала
• Оценить механические и физические свойства
• Выявить наличие легирующих элементов и их содержание
• Определить область применения и технологические особенности
• Подобрать оптимальный материал для конкретных условий эксплуатации

Система маркировки чугунов регламентируется основными стандартами, включая:

• ГОСТ 1412-85 «Чугун с пластинчатым графитом для отливок. Марки» (действующий)
• ГОСТ 7293-85 «Чугун с шаровидным графитом для отливок. Марки» (действующий)
• ГОСТ 1215-79 «Отливки из ковкого чугуна. Общие технические условия» (действующий, с изменениями №1, №2)
• ГОСТ 7769-82 «Чугун легированный для отливок со специальными свойствами. Марки» (действующий, с изменением №1)
• ГОСТ 28394-89 «Чугун с вермикулярным графитом для отливок. Марки» (действующий)

Основная классификация чугунов

Чугуны классифицируются по различным признакам, наиболее важными из которых являются:

1. По структуре и форме включений графита:
   • Серый чугун (СЧ) – с пластинчатой формой графита
   • Высокопрочный чугун (ВЧ) – с шаровидной формой графита
   • Ковкий чугун (КЧ) – с хлопьевидной формой графита
   • Чугун с вермикулярным графитом (ЧВГ) – с червеобразной формой графита
   • Белый чугун (БЧ) – весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита (Fe₃C)
   • Половинчатый чугун – промежуточный между белым и серым
2. По назначению:
   • Конструкционные
   • Антифрикционные
   • Жаростойкие и жаропрочные
   • Коррозионностойкие
   • Износостойкие
3. По химическому составу:
   • Нелегированные
   • Легированные (с добавками хрома, никеля, молибдена, ванадия и других элементов)

Серый чугун (СЧ)

Свойства и особенности

Серый чугун — наиболее распространённый тип чугуна, который характеризуется пластинчатой формой графита в структуре. Его название происходит от серого цвета излома, обусловленного наличием пластинок графита.

Основные свойства серого чугуна:

• Отличные литейные свойства (малая усадка, хорошая жидкотекучесть)
• Высокая способность гасить вибрации (демпфирующая способность)
• Хорошая обрабатываемость резанием
• Высокая твердость и износостойкость
• Низкая пластичность и ударная вязкость
• Хорошая работа при сжатии, но слабые свойства при растяжении
• Высокая теплопроводность и хорошее сопротивление термическим ударам

Серый чугун маркируется буквами "СЧ" с последующим числом, которое указывает на минимальное значение временного сопротивления разрыву (σв) в МПа, умноженное на 10⁻¹. Например, СЧ20 имеет σв не менее 200 МПа.

Наиболее распространенные марки серого чугуна по ГОСТ 1412-85: СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30, СЧ35.

Область применения

Благодаря своим свойствам и относительно низкой стоимости, серый чугун широко применяется в различных отраслях промышленности:

• Станины и корпусные детали станков и промышленных машин
• Блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания
• Головки блоков цилиндров (для СЧ низких марок)
• Детали насосов и компрессоров
• Тормозные барабаны и диски сцепления
• Зубчатые колеса, работающие при невысоких нагрузках
• Маховики и шкивы
• Крышки и корпуса подшипников
• Детали трубопроводов (фитинги, арматура)

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧ)

Свойства и особенности

Высокопрочный чугун (ВЧ) характеризуется наличием графита в форме шаровидных включений, что достигается путём обработки расплава модификаторами, содержащими магний, церий или другие редкоземельные металлы. Шаровидная форма графита значительно улучшает механические свойства чугуна, особенно прочность и пластичность.

Основные свойства высокопрочного чугуна:

• Высокая прочность, близкая к свойствам среднеуглеродистых сталей
• Хорошая пластичность и ударная вязкость
• Высокая усталостная прочность
• Хорошая обрабатываемость резанием
• Приемлемая свариваемость (при соблюдении специальных технологий)
• Сохранение литейных свойств, характерных для чугуна
• Повышенная износостойкость и коррозионная стойкость

Высокопрочный чугун маркируется буквами "ВЧ" с последующим числом, указывающим на минимальное значение временного сопротивления при растяжении в МПа, умноженное на 10⁻¹. Например, ВЧ50 имеет σв не менее 500 МПа.

Основные марки высокопрочного чугуна по ГОСТ 7293-85: ВЧ35, ВЧ40, ВЧ45, ВЧ50, ВЧ60, ВЧ70, ВЧ80, ВЧ100.

Область применения

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом находит применение в самых различных отраслях благодаря своим высоким механическим свойствам и сравнительно низкой стоимости:

• Детали автомобильных и тракторных двигателей (коленчатые валы, распределительные валы)
• Зубчатые колеса и другие детали трансмиссий
• Прокатные валки
• Корпусные детали насосов и арматуры, работающие под давлением
• Корпуса турбин и компрессоров
• Детали сельскохозяйственных машин
• Тормозные суппорты и другие элементы тормозных систем
• Железнодорожные детали (колесные пары, автосцепки)

Ковкий чугун (КЧ)

Свойства и особенности

Ковкий чугун получают путём специальной термической обработки (графитизирующего отжига) отливок из белого чугуна. В результате длительного высокотемпературного отжига цементит распадается, а углерод выделяется в виде хлопьевидного графита. Это придает материалу повышенную пластичность и вязкость.

Основные свойства ковкого чугуна:

• Повышенная пластичность и ударная вязкость по сравнению с серым чугуном
• Хорошая обрабатываемость резанием
• Способность воспринимать ударные нагрузки
• Высокая износостойкость
• Хорошие антифрикционные свойства
• Повышенная коррозионная стойкость
• Ограниченная толщина стенок отливок (обычно до 50 мм)

Ковкий чугун маркируется буквами "КЧ" с последующими двумя числами, разделёнными дефисом. Первое число указывает на минимальное значение временного сопротивления при растяжении в МПа, умноженное на 10⁻¹, а второе — на минимальное относительное удлинение в процентах. Например, КЧ35-10 имеет σв не менее 350 МПа и δ не менее 10%.

Согласно ГОСТ 1215-79 (с изменениями №1, №2) выделяют следующие марки ковкого чугуна:

• Ферритного класса: КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12
• Перлитного класса: КЧ45-7, КЧ50-5, КЧ55-4, КЧ60-3, КЧ65-3, КЧ70-2, КЧ80-1.5

Область применения

Благодаря сочетанию механических свойств ковкий чугун широко используется в различных отраслях промышленности:

• Фитинги трубопроводов и сантехника
• Детали сельскохозяйственных машин
• Детали автомобилей (картеры редукторов, ступицы, кронштейны)
• Корпусные детали средних размеров
• Крепежные элементы и соединительные муфты
• Элементы строительных конструкций
• Детали электротехнической промышленности

Чугун с вермикулярным графитом (ЧВГ)

Свойства и особенности

Чугун с вермикулярным (червеобразным) графитом (ЧВГ) представляет собой промежуточный вариант между серым и высокопрочным чугуном. В его структуре графит имеет форму неправильных изогнутых пластин с закругленными краями, напоминающих червяков, с содержанием шаровидного графита не более 40%.

Основные свойства чугуна с вермикулярным графитом:

• Прочность выше, чем у серого чугуна, но ниже, чем у высокопрочного
• Теплопроводность выше, чем у высокопрочного чугуна
• Лучшая обрабатываемость по сравнению с высокопрочным чугуном
• Хорошие литейные свойства
• Повышенная устойчивость к термическим ударам и термоциклическим нагрузкам
• Высокая демпфирующая способность
• Повышенное сопротивление усталости

Чугун с вермикулярным графитом маркируется буквами "ЧВГ" с последующим числом, указывающим на минимальное значение временного сопротивления при растяжении в МПа, умноженное на 10⁻¹. Например, ЧВГ35 имеет σв не менее 350 МПа.

Согласно ГОСТ 28394-89 выделяют следующие марки чугуна с вермикулярным графитом: ЧВГ30, ЧВГ35, ЧВГ40, ЧВГ45.

Область применения

Чугун с вермикулярным графитом благодаря своим особым свойствам применяется в следующих областях:

• Детали двигателей внутреннего сгорания (блоки и головки цилиндров, особенно для дизельных двигателей)
• Выпускные коллекторы и турбокомпрессоры
• Тормозные диски и барабаны повышенной надежности
• Детали коробок передач
• Сложные корпусные детали, работающие при циклических тепловых нагрузках
• Изложницы и кокили для металлургического производства
• Детали печного оборудования

Белый чугун

Белый чугун (БЧ) – особый тип чугуна, в котором практически весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита (Fe₃C). Название происходит от белого цвета излома. Белый чугун не имеет собственного стандартного обозначения с цифрами, как другие типы чугуна, поскольку чаще всего он является промежуточным материалом.

Основные свойства белого чугуна:

• Очень высокая твёрдость (400-500 HB)
• Повышенная износостойкость
• Высокая хрупкость
• Практически нулевая пластичность
• Плохая обрабатываемость резанием (обрабатывается только шлифованием)
• Хорошая сопротивляемость абразивному износу

Белый чугун получают путём быстрого охлаждения отливки или подбором химического состава (снижение содержания кремния, повышение содержания марганца, хрома и других карбидообразующих элементов).

Применение белого чугуна:

• Изготовление отливок для последующего получения ковкого чугуна
• Детали, работающие в условиях абразивного износа (мелющие тела для мельниц, облицовки)
• Валки прокатных станов
• Детали дробильных и измельчительных машин
• Поверхностный слой отливок из отбеленного чугуна

Антифрикционные чугуны

Антифрикционные чугуны предназначены для изготовления деталей узлов трения — подшипников скольжения, втулок, направляющих и других деталей, работающих на трение. Они обладают способностью образовывать на поверхности специфическую структуру, обеспечивающую низкий коэффициент трения и высокую износостойкость.

Антифрикционные чугуны маркируются буквами "АЧ" с дополнительной буквой, указывающей на тип чугуна: АЧС (серый), АЧВ (высокопрочный), АЧК (ковкий). После этого следует цифра, обозначающая разновидность антифрикционного чугуна.

Основные свойства антифрикционных чугунов:

• Низкий коэффициент трения
• Высокая износостойкость
• Хорошая прирабатываемость
• Способность удерживать смазку
• Теплопроводность, достаточная для отвода тепла из зоны трения
• Химическая стабильность

Область применения антифрикционных чугунов:

• Подшипники скольжения различного назначения
• Втулки вращения и скольжения
• Направляющие станков
• Поршневые кольца
• Шарниры и шарнирные соединения
• Уплотнения, работающие в условиях трения

Легированные чугуны

Легированные чугуны содержат в своём составе специально введённые элементы (хром, никель, молибден, ванадий, титан, алюминий и др.), которые придают материалу особые свойства. Легирование позволяет существенно расширить область применения чугунов за счёт улучшения их механических, физических и химических характеристик.

Хромистые чугуны

Хромистые чугуны маркируются буквами "ЧХ" с последующим числом, указывающим на среднее содержание хрома в процентах. При необходимости указываются и другие легирующие элементы.

Хром в чугуне образует специальные карбиды высокой твёрдости, что делает материал особенно стойким к абразивному износу и коррозии.

Никелевые чугуны

Никелевые чугуны маркируются буквами "ЧН" с последующим числом, указывающим на среднее содержание никеля в процентах. Часто никель используется в комбинации с другими легирующими элементами.

Никель улучшает механические свойства чугуна, повышает коррозионную стойкость и жаропрочность. В достаточно высоких концентрациях (более 20%) никель может изменить структуру металлической матрицы чугуна с ферритной или перлитной на аустенитную, что делает материал немагнитным и особенно коррозионностойким.

Чугуны с алюминием

Чугуны с алюминием (ферросилали) маркируются буквами "ЧЮ" с последующим числом, указывающим на содержание алюминия в процентах. Алюминий существенно повышает жаростойкость чугуна, его сопротивление окислению при высоких температурах.

Жаростойкие и жаропрочные чугуны

Жаростойкие и жаропрочные чугуны предназначены для работы при повышенных (до 1000°C) температурах. В их состав входят элементы, способствующие образованию защитных оксидных плёнок на поверхности (хром, алюминий, кремний), а также элементы, повышающие механические свойства при высоких температурах (молибден, вольфрам, никель).

Чаще всего это комплекснолегированные чугуны, обозначаемые по содержанию основных легирующих элементов, например, ЧНХТ (никель-хром-титановый чугун), ЧНМШ (никель-молибденовый чугун с шаровидным графитом).

Методика расшифровки марок чугуна

Для корректной расшифровки марки чугуна необходимо последовательно анализировать все элементы обозначения:

1. Определите тип чугуна по первым буквам:
   • СЧ – серый чугун с пластинчатым графитом
   • ВЧ – высокопрочный чугун с шаровидным графитом
   • КЧ – ковкий чугун
   • ЧВГ – чугун с вермикулярным графитом
   • АЧС, АЧВ, АЧК – антифрикционные чугуны (серый, высокопрочный, ковкий)
   • ЧХ – хромистый чугун
   • ЧН – никелевый чугун
   • ЧЮ – чугун с алюминием
2. Определите механические свойства:
   • В марках СЧ, ВЧ и ЧВГ цифра после букв – минимальное временное сопротивление при растяжении в МПа, умноженное на 10⁻¹
   • В марках КЧ первая цифра (до тире) – минимальное временное сопротивление, вторая цифра (после тире) – минимальное относительное удлинение в процентах
3. Идентифицируйте легирующие элементы по буквам:
   • Х – хром
   • Н – никель
   • М – молибден
   • Т – титан
   • Ю – алюминий
   • Д – медь
   • Ф – ванадий
   • С – кремний (при повышенном содержании)
   • Г – марганец (при повышенном содержании) или указание на шаровидный графит в некоторых обозначениях
4. Определите содержание легирующих элементов:
   • Цифры после буквы легирующего элемента указывают на его примерное содержание в процентах
   • Если после буквы нет цифры, это означает, что содержание элемента невысокое (обычно менее 1.5-2%)
5. Учтите дополнительные обозначения:
   • Ш – указание на шаровидную форму графита в некоторых специальных марках
   • Л – литейный
   • Ц – доэвтектический
   • Э – заэвтектический

Примеры расшифровки популярных марок

Рассмотрим несколько примеров полной расшифровки популярных марок чугуна:

Таблица соответствия с международными стандартами

Для подбора аналогов российских марок чугуна к зарубежным стандартам или наоборот можно использовать следующую таблицу примерных соответствий:

Необходимо отметить, что полного соответствия между российскими и зарубежными марками чугуна часто не существует из-за различий в химическом составе, требованиях к механическим свойствам и методах испытания. Поэтому указанные соответствия являются приблизительными. При выборе материала для ответственных деталей рекомендуется проводить дополнительное сравнение требуемых свойств и характеристик.

Особенности производства различных марок чугуна

Технология производства существенно влияет на свойства и структуру чугуна. Для получения различных марок применяются специфические металлургические процессы.

Серый чугун (СЧ) получают при следующих условиях:

• Содержание кремния 1.3-2.4% (сильный графитизатор)
• Медленное охлаждение отливки
• Применение графитизирующих модификаторов (ферросилиций, силикокальций)
• Строгий контроль химического состава исходного чугуна

Высокопрочный чугун (ВЧ) получают путём особой обработки расплава:

• Модифицирование магнийсодержащими лигатурами (FeSiMg, NiMg)
• Применение специальных методов ввода модификатора (сэндвич-процесс, конвертерный метод, погружение)
• Контроль остаточного содержания магния (0.04-0.06%)
• Инокулирование (вторичное модифицирование) ферросилицием
• Тщательное соблюдение временного режима разливки после модифицирования

Ковкий чугун (КЧ) получают в два этапа:

• Отливка заготовок из белого чугуна (пониженное содержание кремния, быстрое охлаждение)
• Графитизирующий отжиг, состоящий из нескольких стадий:
  • Первая стадия – выдержка при 950-1000°C (разложение цементита на аустенит и углерод отжига)
  • Вторая стадия – медленное охлаждение через интервал 760-720°C (для формирования феррита)
  • Общая длительность отжига – 50-80 часов в зависимости от толщины стенок отливки

Чугун с вермикулярным графитом (ЧВГ) получают путем:

• Обработки расплава пониженными количествами магния (0.015-0.025%)
• Добавления редкоземельных металлов (РЗМ)
• Использования комплексных модификаторов (FeSiMg+РЗМ)
• Тщательного контроля процесса модифицирования для получения вермикулярной формы графита при ограниченном количестве шаровидного графита
• Вторичного модифицирования ферросилицием для предотвращения образования карбидов

Легированные чугуны получают путём введения легирующих элементов в расплав:

• Использование специальных легирующих добавок (феррохром, ферроникель, ферромолибден и др.)
• Более высокие температуры плавки для полного растворения легирующих элементов
• Специальные меры для предотвращения угара легирующих элементов
• Применение при необходимости внепечной обработки

Сравнение чугуна и стали

Чугун и сталь являются наиболее распространёнными чёрными металлами, но существенно отличаются по составу, структуре и свойствам:

Заключение

Понимание системы маркировки чугунов является важным инструментом для инженеров, конструкторов, технологов и других специалистов, работающих в металлургии и машиностроении. Правильная расшифровка марки чугуна позволяет:

• Определить тип чугуна и его основную структуру
• Оценить механические и эксплуатационные свойства материала
• Выявить наличие и содержание легирующих элементов
• Подобрать оптимальный материал для конкретных условий эксплуатации
• Определить особенности обработки, литья и термической обработки
• Найти подходящие аналоги в других системах стандартизации

При расшифровке марок чугуна важно учитывать, что обозначения могут незначительно различаться в зависимости от года выпуска нормативной документации, стандартов предприятия-производителя и других факторов. Для получения наиболее точной информации рекомендуется обращаться к актуальным версиям соответствующих ГОСТ и технических условий.

В современном машиностроении, несмотря на появление новых материалов, чугун продолжает играть важную роль благодаря своим уникальным свойствам, экономической эффективности и возможности получения широкого диапазона характеристик путём изменения состава и структуры.

Отказ от ответственности и источники