Литье из ковкого чугуна: применение, свойства и технологии производства

1. Обзор литья из ковкого чугуна

Литье из ковкого чугуна, также известное как чугун с шаровидным графитом или чугун с шаровидным графитом, представляет собой тип чугуна, характеризующийся высокой прочностью, превосходной пластичностью и ударопрочностью. В отличие от традиционного серого чугуна, ковкий чугун содержит включения шаровидного графита, которые препятствуют распространению трещин и повышают ударную вязкость. Он широко используется в отраслях, требующих долговечных и универсальных компонентов.

2. Механические свойства

Механические свойства литого чугуна делают его пригодным для широкого спектра инженерных применений. Ключевые свойства включают в себя:

• Высокая прочность на разрыв, обычно от 400 до 700 МПа.
• Превосходное удлинение 10-18%, обеспечивающее превосходную пластичность по сравнению с серым чугуном.
• Хорошая усталостная и ударопрочность, что делает его надежным при циклических нагрузках.
• Износостойкий, подходит для компонентов, подвергающихся трению или истиранию.

3. Общие приложения

Литье из ковкого чугуна высоко ценится там, где требуется сочетание прочности, ударной вязкости и долговечности. Общие приложения включают в себя:

• Трубы и трубопроводная арматура для систем водоснабжения и канализации.
• Автомобильные компоненты, такие как коленчатые валы, шестерни и детали подвески.
• Детали тяжелой техники, включая сельскохозяйственную и строительную технику.
• Промышленные клапаны и корпуса насосов, где стойкость к давлению и износу имеют решающее значение.

4. Технологии изготовления

4.1 Плавка и легирование

Ковкий чугун получают путем плавки чугуна и лома в вагранке или индукционной печи. Легирующие элементы, такие как магний или церий, добавляются, чтобы вызвать образование шаровидного графита. Точный контроль химического состава обеспечивает постоянство механических свойств.

4.2 Процесс литья

Расплавленный ковкий чугун разливается в формы для создания деталей различных форм и размеров. Общие методы литья включают в себя:

• Литье в песчаные формы для больших и сложных форм.
• Литье по выплавляемым моделям для прецизионных деталей с гладкими поверхностями.
• Формование корпусов для средних и мелких компонентов, требующих высокой точности размеров.

4.3 Термическая обработка

Термическая обработка может дополнительно улучшить свойства отливок из ковкого чугуна. Обычные методы обработки включают отжиг для снятия напряжения, закалку и отпуск для повышения твердости и прочности, а также нормализацию для улучшения микроструктуры.

5. Сравнение с серым чугуном

Литье из ковкого чугуна имеет значительные преимущества по механическим характеристикам по сравнению с традиционным серым чугуном. В таблице ниже приведены ключевые различия: