Проектирование и производство литых заготовок - часть 4

 

15

 

1

2

3

4

 

 

Рис. 1.3. Литниковая  система  при  модифицировании  чугуна  в  литейной 

форме. 

1 – стояк; 2 – реакционная  камера  с  модификатором; 3 – шлакоулавли-

вающая бобышка; 4 – отливка. 

 

Таблица 1.4. 

Механические свойства отливок из ковкого чугуна (ГОСТ 1215-79). 

Марка чугуна 

σ

в

, МПа, не ме-

нее 

δ, % 

Твердость 

НВ

, 

МПа не более 

КЧ 30 – 6 
КЧ 33 – 8 

КЧ 35 – 10 
КЧ 37 – 12 

294 
324 
344 
363 

6 
8 

10 
12 

1600 

КЧ 45 – 6 
КЧ 50 – 4 

441 
490 

6 
4 

2365 

КЧ 56 – 4 
КЧ 60 – 3 
КЧ 63 – 2 

549 
588 
618 

4 
3 
2 

2640 

 

Отливки из ковкого чугуна получают путем отжига белого чугуна с целью 

получения структуры, состоящей из феррита, перлита, углерода отжига и при-
дания ему необходимых механических свойств. 

В зависимости от химического состава чугуна (табл. 1.5) и режима отжига 

можно  получить  ферритную,  перлитную  или  перлитно-ферритную  металличе-
скую основу. 

Различают  два  вида  ковкого  чугуна:  черносердечный  (темный  бархатный 

излом) и белосердечный (блестящий светлый излом). Целью отжига чугуна на 
черносердечный является разложение структурно свободных карбидов. Обезуг-

 

16

лероживается  только  поверхностный слой  толщиной 0,5 мм,  а  содержания  уг-
лерода в остальном сечении не изменяется. Это достигается применением ней-
тральной атмосферы. 

Таблица 1.5 

Массовая доля %, химических элементов в ковком чугуне. 

Ковкий чугун 

С Si  Mn  S 

Черносердечный 
ферритный 
Черносердечный 
перлитный 
Белосердечный 

2,2…2,9 

 

2,2…2,9 

 

2,8…3,2 

1,4…0,8 

 

1,4…0,8 

 

1,1…0,7 

0,3…0,5 

 

0,3…1 

 

0,4…0,7 

0,05…0,15 

 

0,05…0,15 

 

0,12…0,2 

 
При отжиге чугуна на белосердечный наряду с графитизацией преследует-

ся  еще одна цель – обезуглероживание. При этом снаружи имеется полностью 
обезуглероженный  слой  глубиной  несколько  миллиметров,  затем  содержание 
углерода постепенно повышается, но и в центре отливки оно не достигает ис-
ходного. 

Отжиг белого чугуна на черносердечный ферритный чугун (четыре первых 

марки табл. 1.4) состоит из пяти этапов (рис. 1.4). 

 

950…970 

°С

760 

°С

720 

°С

t, 

°С

τ

, ч

1000…1500 

°С

t, 

°С

τ

, ч

 

 

 

а 

 

 

 

 

 

 

б 

Рис. 1.4. Режимы  отжига  белого  чугуна  на  ковкий  черносердечный  (а)  и 

белосердечный (б). 

 
1.  Нагрев  чугуна  с  исходной  структурой  перлит + цементит  до  

900…1000 

0

С. 

2. Выдержка при 900…1000 

0

С, во время которой происходит разложение 

структурно свободного цементита и насыщение аустенита углеродом до содер-
жания, близкого к равновесному. В конце этого периода (первая стадия графи-
тизации) структура чугуна – аустенит + углерод отжига. 

3. Охлаждение до температуры ниже эвтектоидной (690…700 

0

С), при ко-

торой часть углерода выделяется из твердого раствора, и происходит перлитное 

 

17

превращение. К концу этого периода структура чугуна – перлит + углерод от-
жига. 

4. Выдержка при 690…700 

0

С (вторая стадия графитизации), во время ко-

торой происходит разложение эвтектоидного цементита. К концу выдержки чу-
гуна – феррит + углерод отжига. 

5. Охлаждение на воздухе. 
Общий цикл отжига обычно составляет 50…60 ч. 

При отжиге на белосердечный перлитный чугун (КЧ 56 – 4, КЧ 60 – 3, КЧ 

63 - 2) исключается вторая стадия графитизации, относительно быстрое охлаж-
дение  в  интервале  критических  температур  позволяет  зафиксировать  перлит-
ную  металлическую  основу.  При  отжиге  в  интервале  высоких  температур 
(1000…1050 

0

С) идут параллельно два процесса – графитизация и обезуглеро-

живание.  Обезуглероживание  обеспечивают  отжигом  отливок  в  контейнерах, 
которые  после  укладки  отливок  засыпают  рудой.  Процесс  обезуглероживания 
идет  через  газовую  фазу,  передающую  кислород  от  руды  к  углероду  отливки. 
Содержание углерода по сечению отливки уменьшается за счет диффузии угле-
рода твердого раствора от центра к периферии. Общий цикл отжига достигает 
100…110 ч. 

Назначение различных марок ковкого чугуна указано в табл. 1.6. 

 

Таблица 1.6. 

Рекомендации по применению ковкого чугуна. 

Марка чу-

гуна 

Назначение 

КЧ 30 – 6 

Фитинги,  вентили,  детали  с/х  машин,  корпусы  пневматиче-
ских инструментов, детали оптических приборов. 

КЧ 33 – 8  Детали тормозов, хомуты, педали, колодки, ключи. 

КЧ 35 – 10 
КЧ 37 – 12 

Картеры – заднего  моста,  дифференциала  и  руля,  ступицы 
колес,  кронштейны  двигателя  и  рессор,  тормозные  колодки, 
пробки,  балансиры,  катки,  втулки  в  автомобильной  и  трак-
торной промышленности. 

КЧ 45 – 6 
КЧ 45 – 4 
КЧ 56 – 4 

Зубчатые колеса, червячные колеса, поршни. 

КЧ 60 – 3 
КЧ 63 – 2 

Износостойкие  детали:  звенья  цепей,  банкоброши;  подшип-
ники, зубчатые колеса. 

 

1.2.4. Антифрикционный чугун 

ГОСТ 1585 – 85 предусматривает  три  группы  отливок  из  антифрикцион-

ных чугунов: 

Серый с пластинчатым графитом марок: 
АЧС – 1 – перлитный серый чугун, легированный хромом и медью; 
АЧС – 2 – то же, дополнительно легированный никелем и титаном; 

 

18

АЧС – 3 – перлитоферритный  серый  чугун,  легированный  титаном  и  ме-

дью; 

АЧС – 4 – перлитный серый чугун, легированный сурьмой; 
АЧС – 5 – аустенитный  серый  чугун,  легированный  марганцем  и  алюми-

нием; 

АЧС – 6 – перлитно-пористый серый чугун, легированный свинцом и фос-

фором. 

Высокопрочный с шаровидной формой графита: 
АЧВ – 1 – высокопрочный перлитный чугун; 
АЧВ – 2 – высокопрочный перлитно-ферритный чугун. 
Ковкий с углеродом отжига: 
АЧК – 1 – перлитный ковкий чугун, легированный медью; 
АЧК – 2 – ферритно-перлитный и перлитно-ферритный ковкий чугун. 
 Твердость  и  основные  характеристики  отливок  из  антифрикционного  чу-

гуна даны в табл. 1.7. 

Таблица 1.7 

Твердость  и  основные  характеристики  отливок  из  антифрикционного  чу-

гуна по ГОСТ 1585 – 85. 

Марка 

чугуна 

Твердость НВ, 

МПа 

Характеристика и назначение чугуна 

1 2 

3 

АЧС – 1 

1766…2364 

Перлитный  чугун,  легированный  хромом  и 
медью; предназначен для работы в паре с тер-
мически  обработанным  (закаленным  или  нор-
мализованным) валом 

АЧС – 2  

1766…2246 

Перлитный  чугун,  легированный  хромом,  ни-
келем, титаном и медью; предназначен для ра-
боты  в  паре  с  термически  обработанным  (за-
каленным или нормализованным) валом 

АЧС – 3  

1570…1864 

Перлитно-ферритный  чугун,  легированный 
титаном  и  медью;  предназначен  для  работы  в 
паре  с  «сырым» (в  состоянии  поставки)  или 
термически обработанным валом 

АЧС – 4 

1766…2246 

Перлитный  чугун,  легированный  сурьмой; 
предназначен для работы в паре с термически 
обработанным  (закаленным  или  нормализо-
ванным) валом 

АЧС – 5 

1766…2845 (в 

литом состоя-

нии); 1373…1766 

(после закалки) 

Аустенитный чугун, легированный марганцем 
и алюминием; предназначен для работы в осо-
бо нагруженных узлах трения в паре с терми-
чески  обработанным  (закаленным  или  норма-
лизованным) валом