2.1.1. Серый чугун

Серый чугун с пластинчатым графитом маркируется (согласно стандарту) буквами СЧ, после букв ставятся цифры, указывающие среднее значение пре­дела прочности при растяжении σ_в, МПа∙10^-1. Механические свойства и структура марок этого чугуна приведены в табл. 2.1.

Ферритные и феррито-перлитные чугуны СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25 с крупными или средними пластинками графита используют для слабо- или средненагруженных деталей (строительные колонны, фундаментальные плиты, корпуса ре­дукторов, насосов и т. п.). В ферритном чугуне СЧ10 зерна феррита разобщены пластинками графита, снижающими прочность сплава, и, как надрезы, значительно уменьшают его пластичность.

Феррито-перлитные чугуны имеют более высокие прочность и твердость, так как в их структуре меньше графита и присутствует более прочная составляющая – перлит.

Таблица 2.1

Механические свойства и структура марок серого чугуна (ГОСТ 1412-85)

Марка серого чугуна	Предел прочности при растяжении σв, МПа	Относительное удлинение δ, %	Твердость по Бринеллю НВ, МПа	Структура серого чугуна
СЧ10 СЧ15 СЧ20 СЧ25 СЧ30 СЧ35	100 150 200 250 300 350	– – – – – –	1900 – 1560 1630 – 2100 1700 – 2300 1800 – 2500 1970 – 2600 2200 – 2750	Ф + Г Ф + Г Ф + П + Г Ф + П + Г П + Г П + Г

Перлитные чугуны, СЧ30, СЧ35 применяют для изготовления ответст-венных деталей, работающих при высоких статических (иногда динамических) нагрузках (маховики, гильзы цилиндров, блоки двигателей, крупные шестерни и т. п.). Структура этих чугунов ‒ перлит и мелкопластинчатый графит.

Широкое колебание значений предела прочности серых чугунов объясняется размером, формой и характером распределения пластинок графита, а также размером зерен перлита. Такую структуру чугун получает в результате модифицирования, которое производится введением в расплав кремния в виде ферросилиция и силикокальция. При этом чугун очищается от окислов и газов, измельчается его структура и повышаются механические свойства (чугуны с перлитной основой и мелкопластинчатым графитом называют серыми модифицированными, или высококачественными).

2.1.2. Высокопрочный чугун

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом маркируется буквами ВЧ, а цифрами указывается предел прочности при растяжении. Чугуны ВЧ60, ВЧ70 имеют перлитную металлическую основу; ВЧ45, ВЧ50 – перлитно-ферритную; ВЧ35, ВЧ40 – ферритную основу и, следовательно, более высокую пластичность.

Высокопрочный чугун получают введением в чугун двух модификаторов – кремния и магния (или церия). Под влиянием магния графит принимает не пластинчатую, а шаровидную форму, меньше ослабляет металлическую основу чугуна и не является активным концентратором напряжений. Характеристики приведены в табл. 2.2:

Таблица 2.2

Механические свойства и структура марок высокопрочного чугуна (ГОСТ 7293-85)

Марка высокопрочного чугуна	Предел прочности при растяжении σв, МПа	Относительное удлинение δ, %	Твердость по Бринеллю НВ, МПа	Структура высокопрочного чугуна
ВЧ35 ВЧ40 ВЧ45 ВЧ50 ВЧ60 ВЧ70 ВЧ80	350 400 450 500 600 700 800	22 15 10 7 3 2 2	1400 – 1700 1400 – 2020 1400 – 2250 1530 – 2450 1920 – 2270 2280 – 3020 2480 – 3510	Ф + Г Ф + Г Ф + П + Г Ф + П + Г П + Г П + Г П + Г