Маркировки и марки чугуна: расшифровка, виды

В своем привычном понимании такой материал, как чугун, представляет довольно практичный и дешевый в изготовлении продукт, который к слову, имеет свою классификацию и маркировку. При этом указание марки, может значительно влиять на эксплуатационные составляющие материала, начиная от его температуры плавления и заканчивая различными областями применения.

Характеризовать изделие, как чугунное, можно только в том случае, если в нем содержится более 2.14% углерода. В зависимости от его содержания и добавления тех или иных материалов, специалистам удается сделать заготовку так, чтобы она соответствовала требования по дальнейшим воздействиям, например на производстве, являясь составляющей какого-либо станка.

Сегодня мы расскажем Вам о видовом разнообразии чугуна, как такового. Кроме того покажем в целом картину того, как следует маркировать чугунные изделия и какие обозначения могут встретиться.

Как обозначается и расшифровывается маркировка чугуна

Пример кратких обозначений чугуна

Одним из главных приемуществ чугуна, является его широкое применение в качестве литейного сплава. Благодаря особенностям материала, из него можно сделать практически что угодно. В настоящее время данные изделия делаются повсеместно, начиная от автомобильного строения и заканчивая серьезными военными разработками, например в танкостроении.

За время использования данного материала, металлургическое производство пришло к тому, что видоизменила состав и сделала несколько его разновидностей. Это позволяет заранее использовать преимущества той или иной марки, под конкретные задачи. В целом на сегодняшний момент известны следующие виды и подвиды чугуна. Мы их рассмотрим вместе с маркировкой.

Маркировка серых чугунов

«СЧ» — Серый чугун, представляет собой сплав из кремний, железа и углерода. Причем последний находится в составе в виде графита. При маркировке, согласно ГОСТ 1412-70, буква «С»обозначает серый, «Ч»- чугун. При написании обычно встречается с цифрами, например СЧ 00, СЧ 12-28. В данном случае первые цифры дают характеристику пределов прочности при растяжении, а вторые предела прочности при изгибе.

При этом СЧ также разделяют на несколько групп, характеризирующихся по своим свойствам и как следствие характеру применения:

Ферритные и Ферритно-перлитные . К ним относят изделия, имеющие СЧ по растяжению 12-28 единиц, а изгибу 28-40. Применяются для изготовления малозначимых деталей, без больших требований к нагрузке: декоративные колонны, арматура и т.д
Перлитные . СЧ 21-40 и 40-60. Данные виды чугунов обычно используются при производстве сверхпрочных деталей, которые в процессе эксплуатации будут подвергаться значительным динамическим нагрузкам, а также давлении. Из них обычно делают: зубчатые колеса, головки поршней, детали для станков и т.д.
Сталистые . СЧ 24-44 и СЧ 28-48. Делается с добавлением стали и применяется для деталей, испытывающих скользящие нагрузки, например неподвижные станины.
Модифицированные . СЧ 32-40 и 52-64. Делаются путем добавления в серый чугун специальных добавок, улучшающих те или иные характеристики материала. При правильном использовании его можно получить например такой, который будет меньше трескаться.
Антифрикционные (АЧС). Делаются для деталей, работа которых связана с трением, например подшипники скольжения. Их также существует несколько разновидностей: АЧС-1 и АЧС-2 используют для работы с закаленными деталями. Друг от друга материал отличается составом.
АЧС- 3 применяют для остальных случаев.

Например, если встретиться маркировка чугуна — СЧ 12-28, то по ней можно будет сказать, что перед нами серый ферритный чугун с 12 единицами на растяжение и 28 на изгиб.

Чугун сч 15

?Серый чугун, широко применяется в машиностроении и представляет собой не сплошной металл, а пористую металлическую губку — сплав железа с графитом, поры которой наполнены рыхлым неметаллическим веществом — графитом. Чугун очень хрупок. Его относительное удлинение при разрыве крайне далеко. Он разбивается на куски ударом.

2009.08.15 10-50-05 Чугун, проржавевший насквозь???

Обычный химический состав серого чугуна СЧ 25 ГОСТ 1412 — 95 : C углерод 3, 3% ; Si кремний 2, 1% ; Mn марганец 0, 8% ; S сера не более 0, 15% ; P фосфор не более 0, 2% Механические свойства серых чугунов ГОСТ 1412 — 85 : лимит крепости ( временное сопротивление разрыву ) ? в СЧ 15 > 147 Мпа ; СЧ 18 > 176 Мпа ; СЧ 25 > 245 Мпа. Поверхностная твердость СЧ 15 — 163 … 229 НВ ; СЧ 18 — 170 … 229 НВ ; СЧ 25 — 180 … 250 НВ ; Таблицу соответствия HB — HRC. осматривать

Благоприятные эффекты влияния высочайших концентраций Si на окалиностойкость и ростоустойчивость связаны с получением постоянной структуры графит + кремнеферрит. По степени увеличения содержания Si критические места располагаются при более высокой температуре. Так, при 6 % Si точка Ac 1 располагается около 950 °С, а при 7 % Si — около 1000 °С. Кремний, вникая в крепкий раствор, повышает температуру образования непрочной вюститной фазы ( Fe 3 О 4 ), т. е. увеличивает стойкость металлической основы против окисления.

Молибден является интенсивным карбидообразующим элементом и тормозит графитизацию. Крепость и твердость чугуна с увеличением содержания молибдена повышается. С увеличением содержания молибдена прочность чугуна возрастает линейно : 1% Мо повышает прочность примерно на 1 кГ/мм 2 при любой степени эвтектичности от 0, 8 до 1, 0. Ударная вязкость при этом не лезет, а даже несколько увеличивается. Молибден увеличивает прочность чугуна при повышенных температурах. Максимум прочности достигается при содержании 1, 9% Мо, потом происходит падение свойств из — за образования ледебурита. Повышение твердости вследствие повышения однородности не сопровождается ухудшением обрабатываемости. Молибден повышает также сопротивление чугуна износу и его росто — устойчивость.

IMG_7309

Ко другому классу отливок относятся базовые и корпусные детали повышенной крепости или износостойкости. Для обеспечения нужной крепости и жесткости чугун в отливках ( в доминирующих по толщине сечения участках ) необходим иметь предел крепости на растяжение около 20 — 25 кГ/мм 3. В зависимости от толщин стенок отливок для обеспечения такой прочности рекомендуется применение следующих марок серого чугуна : СЧ 15 — 32, СЧ 21 — 40 и СЧ 28 — 48.

Маркировка высокопрочного чугуна

При производстве высокопрочного чугуна, используется добавление щелочных и щелочноземельных металлов. Благодаря этому, усиливается металлическая основа материала. В итоге получается заготовка, выдерживающая такие механические нагрузки, которые способна выдержать углеродистая сталь.

При маркировке, обычно использую аббревиатуру «ВЧ», потом идут цифры, первая группа показывает предел прочности на растяжение, а вторая на удлинение.

ВЧ используется для производства деталей и корпусов в тяжелой промышленности. При этом можно также встретить антифрикционные версии. В частности на данный момент имеются АЧВ 1 и АЧВ 2, что обозначает антифрикционный чугун высокопрочный.

Маркировка ковкого чугуна

Ковкий чугун нашел свое применение в тех областях, в которых требуется высокая износостойкой детали и ее стойкость к динамическим нагрузкам. В повседневной жизни, такие можно встретить даже дома, например: гайки, крюки, ступицы, скобы, муфты.

Получают данный материал путем специального температурного режима и обработки белого чугуна

Согласно ГОСТу, маркировка данного вида чугуна, обычно указывается как — «КЧ». При этом также идут цифры, обозначающие показатель предела прочности при растяжении и относительное удлинение материала.

Краткое описание всех марок и маркировок

Если Вам нет необходимости изучать ГОСТ и учебники по металлургии, то мы приведем краткое описание и инструкцию, по подбору и расшифровке той или иной марки чугуна. Для начала стоит знать, что чугун подразделяется на 3 вида:

Серый — У такого графит червеобразный или пластичный. Маркируется он как «СЧ» (ГОСТ 1412-85)
Высокопрочный — Графит имеет шарообразную форму. Маркируется как «ВЧ»(ГОСТ 7293-85).
Ковкий — Хлопьевидная модель. Маркируется как «КЧ» (ГОСТ 1215-85).

Также в зависимости от ситуации, для каждого вида чугунных изделий, предусмотрены условия для работы в режиме постоянного трения. В этом случае была дополнительно разработана модель антифрикционного чугуна, маркируется как «АЧ». По мере того, из какого вида материала, делается АЧ, в процессе получения добавляется 3я буква. Например АЧС — антифрикционный чугун серый или АЧВ (высокопрочный) и т.д.

Расшифровка маркировки чугунов и неметаллических материалов.

Цель работы:

• распознавать и классифицировать конструкционные и сырьевые материалы по внешнему виду, происхождению, свойствам;

• определять виды конструкционных материалов (чугунов и неметаллических материалов);

• выбирать материалы для конструкций по их назначению и условиям эксплуатации;

научиться расшифровывать маркировку чугунов и неметаллических материалов.

Общие теоретические сведения.

Часть 1. Чугун

Чугун – сплав на железной основе. Отличие чугуна от стали заключается в более высоком содержании в нем углерода – более 2,14 % и до 6,67 %. Наибольшее распространение получили чугуны, содержащие 3–3,5 % углерода. В состав чугунов входят те же примеси, что и в стали, т. е. кремний, марганец, сера и фосфор. Чугуны, у которых весь углерод находится в химическом соединении с железом, называют белыми (по виду излома), а чугуны, весь углерод которых или большая его часть представляет графит, получили название серых. В белых чугунах всегда имеется еще одна структурная составляющая – ледебурит. Это эвтектика, т. е. равномерная механическая смесь зерен аустенита и цементита, получающаяся в процессе кристаллизации, в ней 4,3 % углерода. Ледебурит образуется при температуре +1147 °C.

Чугун – первичный продукт переработки железных руд путем плавки в доменных печах. В структуре чугунов могут быть разные составляющие в зависимости от того, какая часть углерода оказывается в структурно—свободном состоянии. Это же определяет название чугунов: белый, серый, высокопрочный, ковкий.

Чугун – самый распространенный железоуглеродистый литейный материал, содержащий свыше 2 % углерода, до 4,5 % – кремния, до 1,5 % – марганца, до 1,8 % – фосфора и до 0,08 % – серы. Чугун обладает высокими литейными свойствами, поэтому широко используется в литейном производстве в качестве конструкционного материала. Из чугуна, имеющего невысокий коэффициент трения, изготовляют подшипники скольжения.

Механические свойства чугуна обусловлены его структурой, главным образом графитной составляющей.Чугун можно рассматривать как сталь, пронизанную графитом, , который играет роль надрезов, ослабляющих металлическую основу структуры. В этом случае механические свойства будут зависеть от количества, величины и характера распределения включений графита.

Графит, нарушая сплошность металлической основы, делает чугун малочувствительным к всевозможным внешним концентраторам напряжений (дефектам поверхности, надрезам, выточкам и т.д.). Вследствие этого серый чугун имеет примерно одинаковую конструктивную прочность в отливках простой формы или с ровной поверхностью, и сложной формы с надрезом или плохо обработанной поверхностью. Графит повышает износостойкость и антифрикционные свойства чугуна вследствие собственного «смазывающего» действия и повышения прочности пленки смазки.

Белый и отбеленный чугун представляет собой сплав железа с углеродом в виде карбида железа Fe3C, т. е. углерод находится в связанном состоянии в виде химического соединения – цементита. Содержание углерода в белом чугуне колеблется в пределах от 2,14 до 6,67 %. Белый чугун из-за присутствия в нем цементита обладает высокой твердостью, хрупок и практически не поддается обработке резанием, поэтому имеет ограниченное применение. Отбеленными называют чугунные отливки, в которых поверхностные слои имеют структуру белого (или половинчатого) чугуна, а сердцевина — серого чугуна. Между этими зонами может быть поверхностный слой. Отбел на некоторую глубину (12-30 мм) является следствием быстрого охлаждения поверхности, возникающего в результате отливки чугуна в металлических формы или в песчаную форму. Высокая твердость поверхности (НВ 400-500) обуславливает хорошую сопротивляемость против износа, особенно абразивного, поэтому из отбеленного чугуна изготавливают прокатные валки листовых станов, колеса, шары для мельниц и т.д.

Серый чугун широко применяется в машиностроении. Такое название он получил по серому цвету излома, обусловленному наличием в структуре чугуна свободного углерода в виде графита. Серый чугун маркируется буквами С — серый и Ч — чугун (ГОСТ 1412-70). После букв следуют цифры. Первые цифры указывают среднюю величину предела прочности при растяжении, а вторые — среднюю величину предела прочности при испытании на изгиб. Предел прочности при изгибе используют для оценки пластичности чугуна, т.к. относительное удлинение у всех серых чугунов практически равно нулю. Серые чугуны по свойствам и применению можно распределить на группы.

Ферритные и феррито-перлитные чугуны

(СЧ 00, СЧ 12-28, СЧ 15-32, СЧ 18-36) имеют пределы прочности при растяжении 12-28 и при изгибе 28-40 кгс/мм2. Эти чугуны применяются для изготовления малоответственных деталей, испытывающих небольшие нагрузки в работе. Например, чугун СЧ 12-28 используют для строительных колон, фундаментных плит, а чугуны СЧ 15-32 и СЧ 18-36 — для литых малонагруженных деталей сельскохозяйственных машин, станков, автомобилей и тракторов, арматуры и пр.

Перлитные чугуны

(СЧ 21-40, СЧ 24-44, СЧ 28-48, СЧ 32-52, СЧ 36-56, СЧ 40-60) применяются для отливок станин мощных станков и механизмов, поршней, цилиндров, деталей, работающих на износ в условиях больших давлений (компрессорное, арматурное и турбинное литье, дизельные цилиндры, блоки двигателей, детали металлургического оборудования и т.д.).

Антифрикционные чугуны

применяют для изготовления подшипников скольжения, втулок и других деталей, работающих при трении о металл, чаще в отсутствии смазки. Эти чугуны должны обеспечивать низкое трение (малый коэффициент трения), т.е. антифрикционность.

Антифрикционные чугуны изготавливают следующих марок ( А — антифрикционный, Ч — чугун, С — серый): АЧС-1, АЧС-2, АЧС-3.

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом получают путем введения магния – до 0,09 % и церия – до 0,05 % в жидкий серый чугун перед разливкой его в формы. Высокопрочный чугун имеет более высокое содержание углерода и кремния и пониженное содержание марганца. В этом чугуне сочетаются ценные свойства стали и чугуна. Под действием магния графит в процессе кристаллизации принимает не пластинчатую, а шаровидную форму. Шаровидный графит значительно меньше ослабляет металлическую основу чугуна, чем пластинчатый графит. В отличии от пластинчатого шаровидный графит не является активным концентратором напряжений. Чугуны с шаровидным графитом имеют более высокие механические свойства, не уступающие литой углеродистой стали, сохраняя при этом хорошие литейные свойства и обрабатываемость резанием, способность гасить вибрации, высокую износостойкость и т.д.

Маркируют высокопрочный чугун буквами ВЧ, затем следуют цифры. Первое цифры марки показывают среднее значение предела прочности при растяжении, второе – относительное удлинение.

Например: ВЧ 38–17, ВЧ 42–12, ВЧ 45–5, ВЧ 50–7, ВЧ 100–2, ВЧ 120–2. Отливки из высокопрочного чугуна широко используют в различных отраслях: в автостроении и дизелестроении для коленчатых валов, крышек цилиндров и др. деталей; в тяжелом машиностроении — для многих деталей прокатных станов; в кузнечно-прессовом машиностроении для шабот-молотов, траверс прессов, прокатных валков, в химической и нефтяной промышленности — для корпусов насосов, вентилей и т.д. Высокопрочные чугуны применяют и для изготовления деталей станков, кузнечно-прессового оборудования, работающих в подшипниках и других узлах трения при повышенных и высоких давлениях ( до 120 кгс/мм2). Антифрикционные чугуны с глобулярным графитом изготовляют двух марок: АЧВ-1 и АЧВ-2.

Перлитный высокопрочный чугун АЧВ-1 предназначается для работы в узлах трения с повышенными окружными скоростями в паре с закаленным и нормализованным валом. Антифрикционный чугун АЧВ-2 применяют в паре с «сырым» (в состоянии поставки) валом.

Ковкий чугун получают длительным нагревом при высоких температурах (отжигом из белого чугуна). В результате отжига образуется графит хлопьевидной формы. Такой графит по сравнению с пластинчатым меньше снижает прочность пластичность металлической основы структуры чугуна. Металлическая основа ковкого чугуна: феррит (ферритный ковкий чугун) и реже перлит (перлитный ковкий чугун). Наибольшей пластичностью обладает ферритный ковкий чугун, который применяют в машиностроении.

Ковкий чугун маркируют КЧ и цифрами. Первые две цифры указывают предел прочности при растяжении и вторые — относительное удлинение. Отливки из ковкого чугуна применяют для деталей, работающих при ударных и вибрационных нагрузках. Например, чугуны ферритного класса КЧ 35–10 и КЧ 37–12 используют для производства деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках, – картеров, редукторов, ступиц и т. д., а чугуны марок КЧ 30–6 и КЧ 33–8 – для изготовления менее ответственных деталей – хомутов, гаек, вентилей, колодок и т. д. Твердость ферритного чугуна НВ 163.

Перлитные ковкие чугуны КЧ 50-4, КЧ 56-4, КЧ 60-3 и КЧ 63-2 обладают высокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Твердость перлитного чугуна НВ 241-249. Из перлитного ковкого чугуна изготавливают вилки корданных валов, звенья и ролики цепей конвейера, втулки, муфты, тормозные колодки и т.д. Ковкий чугун применяют главным образом для изготовления тонкостенных деталей в отличии от высокопрочного магниевого чугуна, который используют для деталей большого сечения.

Задание № 1

Выписать из текста марки чугунов, распределить по группам и выписать химический состав и механические свойства.

Почему в качестве конструкционных материалов шире используются не чистые металлы, а их сплавы