Ковкий чавун – це сплав заліза та вуглецю, який набуває вигляду графітових пластівців у структурі металу. Ковкий чавун виготовляють із заготовок білого чавуну шляхом тривалої термообробки. Відпал змінює структуру металу, перетворюючи цементит на графіт (процес графітизації). Термообробка змінює механічні властивості сплаву — зменшується міцність та твердість, метал стає пластичним.
Відпал складається з 5 етапів:
- Плавне нагрівання заготовки протягом 25 годин до температури 950 – 1000 С.
- Витримка при температурі 950 – 1000 С протягом 15 -20 годин – перший етап графітизації. < li>Поступове охолодження до температури 740 – 720 С, тривалість 6 – 12 годин. .
- Повне охолодження заготівлі.
Також, виходячи з необхідних властивостей виливка, можна виділити 4 способи відпалу. Вони відрізняються четвертим етапом (на діапазоні температур від 760 – 720 С). Інші етапи залишаються ідентичними. Нижче наведено різні варіації 4 етапи для досягнення тих чи інших властивостей:
Варіант 1. Швидке охолодження до температури нижче критичної 720 С та витримка 30 годин при цій температурі.
Варіант 2. Поступове охолодження протягом 30 годин, у критичному інтервалі температур від 760 – 720 С.
Варіант 3. Ступінчасте охолодження в інтервалі температур від 760 до 720 С.
Варіант 4. Технологія нагріву, що чергується вище 760 С і охолодження нижче 720 С.
Рекомендований хімічний склад ковкого чавуну характеризується зниженим вмістом графітизуючих елементів C=2,4-2,9%; Si = 1,0-1,6%; C+Si=3,6-4,2%, що обумовлено необхідністю отримання виливків з ковкого чавуну в литому стані зі 100% відбілом по всьому перерізу виливки, з тієї простої причини, що за наявності в литій структурі чавуну пластинчастого графіту, в процесі подальшого проведення відпалу формуватиметься пластинчастий графіт (тобто сірий чавун), а не компактний, властивий ковкому чавуну.
Існують 2 види ковкого чавуну – чорносерцевий та білосерцевий. Чорносерцевий ковкий чавун отримують графітизуючим відпалом ( ця технологія використовується в Україні) Білосерцевий чавун отримують за допомогою процесу знеуглерожуючого відпалу в окисному середовищі. При цьому виливки розташовують у контейнерах разом із залізною рудою при температурі 1000-1050°C протягом 60-70 год. Таку технологію використовують у Франції, Німеччині, Італії та інших країнах. Основними перевагами такого чавуну є підвищена в’язкість та зварюваність без попередньої та подальшої термічної обробки.
ПЕРЕВАГИ КОВКОГО чавуну
Ковкий чавун має такі переваги:
- Поєднання відмінних механічних властивостей та високої оброблюваності різанням
- Однорідність структури по всьому перерізу виливки
- Відсутність внутрішніх напруг у виливку
- Здатність сприймати високі знакозмінні навантаження
- Хороша корозійностійкість
Ковкий чавун використовується у виробництві дрібних тонкостінних виливків (3-50 мм) відповідального призначення, які працюють в умовах динамічних знакозмінних навантажень в автомобільній промисловості, тракторобудуванні та сільськогосподарській техніці. З ковкого чавуну виготовляють коробки передач, деталі приводних механізмів, шасі, важелі, колінчасті та розподільні вали, деталі зчеплення, поршні дизельних двигунів, коромисла клапанів, фітинги та інші вироби.
КІВЧИЙ ЧУГУН — МАРКУВАННЯ
Ковкий чавун маркується літерами КЧ, за якими йдуть дві цифри, що відображають межу міцності при розтягуванні σB (в кгс/мм2), а за ними, через дефіс, слідує одна або дві цифри, що відображають відносне подовження δ (у %) , через дефіс закінчують маркування літери Ф або П, що відображають клас чавуну феритний або перлітний.