Классификация, маркировка и механические свойства различных видов серых чугунов

Марка чугуна		в, МПа (кгс/мм^2)	, %	Структура металличес- кой основы	Форма графитных включений
С е р ы е ч у г у н ы (ГОСТ 1412-85)
СЧ 10		100(10)	0	Ф
СЧ 18		180(18)	0	Ф+П
СЧ 30	модифицированный	300(30)	0	П
СЧ 45		450(45)	0	П
В ы с о к о п р о ч н ы е ч у г у н ы (ГОСТ 7293-85)
ВЧ 38		380(38)	17	Ф
ВЧ 45		450(45)	5	Ф+П
ВЧ 120		1200(120)	2	П
К о в к и е ч у г у н ы (ГОСТ 1215-79)
КЧ 30-6		300(30)	6	Ф
КЧ 45-6		450(45)	6	Ф+П
КЧ 80-1,5		800(80)	1,5	П

Очевидно, что механические свойства чугуна данного вида (т.е. с определенной формой графитных включений) определяются структурой металлической основы, т.к. от феррита к перлиту увеличивается содержание углерода, соответственно растут твердость и прочность, падают пластичность и ударная вязкость (см. рис. 2.1.3).

Свойства чугунов с данной структурой металлической основы зависят от формы графитных включений. Наихудшая форма графита в СЧ, т.к. острые концы пластин при нагружении являются очагами зарождения микротрещин. Особо низкий комплекс механических свойств получается, если пластин графита так много и они настолько длинны, что разобщают металлическую основу (матрицу) чугуна (см. табл. 2.1).

По сути любые серые чугуны представляют собой углеродистые доэвтектоидные (Ф+П), эвтектоидные (П) стали или техническое железо (Ф) (см. тему 2.1.1) с включениями графита. Очевидно, что графит уменьшает прочность и пластичность металлической основы. Поэтому чугуны имеют более низкие механические свойства по сравнению с углеродистыми сталями. Однако от сталей они отличаются более высокими литейными свойствами, низкой стоимостью, нечувствительностью к дефектам поверхности, демпфирующими и антифрикционными свойствами.

Итак в данной теме (2.1) было показано, как изменяется структура и механические свойства промышленных железоуглеродистых сплавов (сталей и чугунов) в зависимости от содержания углерода. Наиболее важным пунктом этой темы являются зависимости механических свойств, представленные на рис. 2.1.3, поскольку они являются основой классификации сталей по назначению.

Следует, однако, подчеркнуть, что приведенный на этом рисунке комплекс механических свойств соответствует сталям в равновесном¹ состоянии (т.е. со структурами, формирующимися по диаграмме состояния Fe-Fе₃C).

На практике все ответственные стальные изделия подвергают специальной упрочняющей термической обработке, в результате которой качественный характер зависимостей механических свойств от содержания углерода (рис. 2.1.3) сохраняется, но количественные показатели вследствие структурных превращений существенно изменяются.

Таким путем добиваются улучшения механических свойств сталей с данным содержанием углерода (т.е. различных марок; например, твердость эвтектоидной стали У8 можно повысить в  4 раза).

Обсуждение явлений, происходящих в процессе упрочняющей термической обработки сталей, – следующая тема 2.2.