Графитизирующий отжиг со сфероидизацией

Этот отжиг проводят при необходимости получить высокую прочность с достаточной ударной вязкостью, Структура металличной матрицы должна быть зернистый перлит (П). В этом случае используется чугун с повышенным содержанием Mn до 1%. Mn в этом случае слабо замедляет первую стадию графитизациии и сильно тормозит вторую. Это позволяет провести сфероидезацию металличной матрицы. Время первой стадии удлиняют до 35 – 40 часов. После чего охлаждают на воздухе. Сфероидизационный отжиг проводят при 700 20^о в течении 15 часов. Mn в таком количестве не позволяет протекать второй стадии графитизации.В некоторых случаях примерно половину Mn заменяют S.В этом случае получают две выгоды:

• Получаем болие компактные графитные включения

• Уменьшение времени сфероидизации

Механические характеристики такого чугуна ниже чем Mn – го.

Термообработка серых чугунов (СЧ)

серые чугуны подвергают:

• Отжигу

• Нормализации

• Закалке

• Отпуску

Низкотемпературный отжиг (отжиг старения)

Низкотемпературный отжиг применяется для снятия литейных напряжений, стабилизации размеров, смягчения, Его проводят при температурах 500 – 600^о С в течении 4 – 8 часов. Нагрев обязательно проводят медленно, так как чугун имеет меньшую теплопроводность чем сталь. Охлаждается с печью. Такой отжиг снимает почти полностью литейные напряжения, фазовых превращений не происходит. Повышение температуры выше 600^оС недопустимо(может начаться графитизация)

Низкотемпературный графитизирующий отжиг

Этот отжиг применяется для снижения твердости, и соответственно повышения пластичности, ударной вязкости и улучшения обработки резаньем. Температура отжига 680 – 750^оС. Время выдержки 30мин – 4часа. Во время выдержки происходит распад Ц перлита. В результате перлитная основа чугуна превращается либо в Ф – П, либо Ф.Твердость уменьшается, а пластичность увеличивается.

Высокотемпературный графитизирующий отжиг

Такой отжиг применяется для чугунов с отбеленной поверхностью либо с отбелом в тонких сечениях.

Отбел устраняют так:

Изделия нагревают до температуры 850 – 950^оС. Время выдержки от 0,5 – 5 часов. Во время выдержки распадается Ц ледебурита и остатки Ц_‖.В зависимости от необходимой структуры проводят либо медленное охлаждение при 750 – 680^оС, либо выдержку при 700 ^оС.Длительность выдержки 2 – 4 часов. Если надо перлитная структура, выдержку не проводят. Выдержка сокращается благодаря повышенному содержанию Si. Для высокопрочных чугунов с повышенным содержанием Mn. Длительность выдержки увеличивают особенно на второй стадии.

Нормализация

Проводят с целью повышения твердости и пластичности чугунов. Это достигается повышением количества связанного углерода. Нагрев проводят до температуры 850 – 950^оС и дают выдержку 0,5 – 5 часов.

При этой выдержке А должен насытится С% от графитных включений. После этого охлаждают на воздухе. Структура перлит или сорбит. Время выдержки зависит от исходной структуры.

Повышение твердости происходит из-за получения более твердой перлитной структуры в Ф или Ф – П чугунах, а, во вторых, из-за большой дисперсности Ф – Ц смеси.

Более заметно повышение твердости в Ф и Ф – П чугунах (чаще проводят нормализацию). Для перлитных чугунов нормализация повышает износостойкость. В некоторых случаях нормализацию заменяют высокотемпературным отжигом.

Зкалка

Закалка чугунов касается металлической матрицы. Соответственно превращения в ней аналогичны превращениям в стали, но усложняются присутствием графита.

Можно выделить 4 особенности, отличающие закалку чугунов от закалка стали:

1. Закалка проводится из двухфазного состояния А – Г;

2. Какой бы не была структура металлической основы, закаливается всегда А эвтектоидного или заэвтектоидного состава;

3. А всегда неравномерного состава по С%;

4. Закалка не устраняет такого брака, как ликвация;

Виды закалки:

• Объемная;

• Изотермическая;

• Поверхностная;

Объемная закалка чугунов

Объемная закалка проводится при температуре 850 – 950^оС. Время выдержки от 0,5 – 5 часов. За это время должен произойти прогрев изделия и насыщение А углеродом. Закалка проводится в воде (для простых изделий ), или в масле (для сложных). Полученная структура – М+А_ост.

Твердость серых и ковких литейных чугунов обычно : 55 – 60 HRC; для высокопрочных : 60 – 63 HRC. Это объясняется тем, что в высокопрочных чугунах присутствует Mg, соответственно V_k меньше чем у серых чугунов. Это обеспечивает высокую прокаливаемость высокопрочных чугунов.

Закалка чугунов повышает твердость, но уменьшает пластичность. После объемной закалки обязательно проводят отпуск .