4.4. Микроструктура и свойства чугунов.

В зависимости от того в каком состоянии находится углерод в чугунах, чугуны подразделяются на белые и графитные. В белых чугунах углерод находится в связанном состоянии, т.е. в виде химического соединения (цементита). В графитных чугунах углерод в основном находится в свободном состоянии, т.е. в виде графитных включений различной формы. Белые чугуны на изломе выглядят белыми (блестящими), от чего и получил такое название. Белые чугуны отличаются от графитных чугунов более высокой твёрдостью и хрупкостью. По структуре белые чугуны подразделяются на:эвтектические, доэвтектические и заэвтектические. Эвтектические чугуны содержат 4,3% углерода по массе и имеют структуру ледебурита, представляющего собой перлит с цементитом. Доэвтектические белые чугуны содержат углерода от 2,14 до 4,3%. В их структуре по мимо ледебурита, присутствует перлит и вторичный цементит. Чем ближе состав к эвтектоидному, тем больше в структуре ледебурита. Заэвтектические белые чугуны содержат углерода 4,3% до 6,67% по массе. В их структуре, по мимо ледебурита, наблюдается первичный цементит.

Графитные чугуны, в отличии от белого, имеет меньшую твёрдость и прочность, поскольку сам графит мягок по сравнению с цементитом. На изломе графитные чугуны из-за графитных включений, выглядит серым. Они марают руки и на ощупь кажутся маслянистыми. Графитные чугуны отличаются от белых лучшими литейными характеристиками, более высокой жидко текучестью. Они устойчивы к надрезам поверхности, значительно лучше обрабатываются резанием, обладают демпферирующими свойствами, поэтому их используют в изготовлении станин для молотов и т.д. Они также обладают хорошими анти фрикционными свойствами, т.е. из-за смазывающего эффекта они хорошо работают в парах трения. В зависимости от формы графитных включений, графитные чугуны подразделяются на:серые, ковкие и высокопрочные. Серые чугуны имеют пластинчатую форму графитных включений.

В ковких чугунах графитные включения имеют хлопьевидную форму. Высокопрочные – шаровидные включения. Эти графитные включения находятся в той или иной металлической матрице. Металлическая матрица может быть перлитной, ферритной или феррито-перлитной. Таким образом получается 9 типов графитных чугунов. Перлитная металлическая матрица имеет наилучшие прочностные характеристики. Ферритная матрица придаёт чугунам мягкость. Феррито-перлитная занимает промежуточное положение. Из всех графитных чугунов наименьшей прочностью обладает серые чугуны, а наибольшей – высокопрочные. Это объясняется тем, что графитные включения пластинчатой формы, будучи острыми на краях, являются лучшими концентраторами механических напряжений, чем графитные включения шаровидной формы. Поэтому трещины, разделяющие образец на части, лучше распространяется по графитным включениям пластинчатой формы.

Ковкие чугуны по прочностным характеристикам занимают промежуточное положение.

Графитные чугуны маркируют буквами: СЧ – серые чугуны, КЧ – ковкие чугуны, ВЧ – высокопрочные чугуны. После этих букв стоит цифра, которая отражает предел прочности на растяжение. Через дефис может стоять вторая цифра, которая у ковких чугунов означает относительное удлинение в процентах.

КЧ45-12 – ковкий чугун, с пределом прочности 450 МПа и 12% относительным удлинением.