Ковкий чугун
Ковкий чугун – это сплав железа и углерода, который принимает вид графитовых хлопьев в структуре металла. Ковкий чугун производят из заготовок белого чугуна путём длительной термообработки. Отжиг меняет структуру металла, превращая цементит в графит (процесс граффитизации). Термообработка меняет механические свойства сплава — уменьшается прочность и твёрдость, металл становится пластичным.
Отжиг состоит из 5 этапов:
- Плавный нагрев заготовки в течение 25 часов до температуры 950 — 1000 С.
- Выдержка при температуре 950 – 1000 С на протяжении 15 -20 часов — первый этап графитизации.
- Постепенное охлаждение до температуры 740 — 720 С, длительность 6 — 12 часов.
- Продолжительная выдержка заготовки при температуре 720 С или постепенное снижение температуры с 760 до 720 С. Продолжительность — около 30 часов — второй этап графитизации.
- Полное охлаждение заготовки.
Также, исходя из требуемых свойств отливки, можно выделить 4 способа отжига.Они отличаются четвертым этапом (на диапазоне температур от 760 — 720 С). Остальные этапы остаются идентичными. Ниже перечислены различные вариации 4 этапа для достижения тех или иных свойств:
Вариант 1. Быстрое охлаждение до температуры ниже критической 720 С и выдержка 30 часов при этой температуре.
Вариант 2. Постепенное охлаждение на протяжении 30 часов, в критическом интервале температур от 760 – 720 С.
Вариант 3. Ступенчатое охлаждение в интервале температур от 760 до 720 С.
Вариант 4. Технология чередующегося нагрева выше 760 С и охлаждения ниже 720 С.
Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна характеризуется пониженным содержанием графитизирующих элементов C=2,4-2,9%; Si=1,0-1,6%; C Si=3,6-4,2%, что обусловлено необходимостью получения отливок из ковкого чугуна в литом состоянии со 100% отбелом по всему сечению отливки, по той простой причине, что при наличии в литой структуре чугуна пластинчатого графита, в процессе последующего проведения отжига будет формироваться пластинчатый графит (т.е. серый чугун), а не компактный, присущий ковкому чугуну.
Существуют 2 вида ковкого чугуна — черносердечный и белосердечный. Черносердечный ковкий чугун получают графитизирующим отжигом ( эта технология используется в Украине) Белосердечный ковкий чугун получают с помощью процесса обезуглероживающего отжига в окислительной среде.
При этом отливки располагают в контейнерах вместе с железной рудой при температуре 1000-1050°C в течение 60-70 ч. Такую технологию используют во Франции, Германии, Италии и других странах. Основными достоинствами такого чугуна являются повышенная вязкость и свариваемость без предварительной и последующей термической обработки.
Ковкий чугун — маркировка
Ковкий чугун маркируется буквами КЧ, за которыми следуют две цифры, отображающие предел прочности при растяжении σB (в кгс/мм2), а за ними, через дефис, следует одна или две цифры, отображающие относительное удлинение δ (в %), через дефис заканчивают маркировку буквы Ф или П, отобраражающие класс чугуна ферритный или перлитный.
Классификация ковкого чугуна
В зависимости от микроструктуры металлической матрицы ковкий чугун подразделяют на ферритный (Ф) и перлитный (П):
- Ковкий чугун ферритного класса с ферритной или феррито-перлитной микроструктурой металлической матрицы, могут быть следующих марок: КЧ 30-6, КЧ 33-8, КЧ 35-10, КЧ 37-12
- Ковкий чугун перлитного класса с перлитной микроструктурой металлической матрицы, могут быть следующих марок: КЧ 45-7, КЧ 50-5, КЧ 55-4, КЧ 60-3, КЧ 65-3, КЧ 70-2, КЧ 80-1,5
Ковкий чугун — механические свойства
Механические свойства материала отливок из ковкого чугуна ферритного и перлитного классов должны удовлетворять требованиям ГОСТ 1215-79, приведенным в табл. 1.
Таблица 1: Механические свойства ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79
| Марка | Временное сопротивление разрыву, МПа, (кгс/мм2) | Относительное удлинение, % | Твердость по Бринеллю, НВ |
| не менее | |||
| КЧ 30-6 | 294 (30) | 6 | 100-163 |
| КЧ 33-8 | 323 (33) | 8 | 100-163 |
| КЧ 35-10 | 333 (35) | 10 | 100-163 |
| КЧ 37-12 | 362 (37) | 12 | 110-163 |
| КЧ 45-7 | 441 (45) | 7* | 150-207 |
| КЧ 50-5 | 490 (50) | 5* | 170-230 |
| КЧ 55-4 | 539 (55) | 4* | 192-241 |
| КЧ 60-3 | 588 (60) | 3 | 200-269 |
| КЧ 65-3 | 637 (65) | 3 | 212-269 |
| КЧ 70-2 | 686 (70) | 2 | 241-285 |
| КЧ 80-1,5 | 784 (80) | 1,5 | 270-320 |
Примечание: * По согласованию изготовителя с потребителем допускается понижение на 1%.
Ковкий чугун — химический состав
Рекомендуемый химический состав ковкого чугуна согласно ГОСТ 1215-79, приведен в табл. 2.
Таблица 2: Химический состав ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79
| Марка | Массовая доля, % | ||||||||
| Основные компоненты | Примеси, не более | ||||||||
| C | Si | C Si | Mn | P | S | Cr | |||
| Ферритного класса | |||||||||
| КЧ 30-6 | 2,6-2,9 | 1,0-1,6 | 3,7-4,2 | 0,4-0,6 | 0,18 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 33-8 | 2,6-2,9 | 1,0-1,6 | 3,7-4,2 | 0,4-0,6 | 0,18 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 35-10 | 2,5-2,8 | 1,1-1,3 | 3,6-4,0 | 0,3-0,6 | 0,12 | 0,20 | 0,06 | ||
| КЧ 37-12 | 2,4-2,7 | 1,2-1,4 | 3,6-4,0 | 0,2-0,4 | 0,12 | 0,06 | 0,06 | ||
| Перлитного класса | |||||||||
| КЧ 45-7 | 2,5-2,8 | 1,1-1,3 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 50-5 | 2,5-2,8 | 1,1-1,3 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 55-4 | 2,5-2,8 | 1,1-1,3 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 60-3 | 2,5-2,8 | 1,1-1,3 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,20 | 0,08 | ||
| КЧ 65-3 | 2,4-2,7 | 1,2-1,4 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,06 | 0,08 | ||
| КЧ 70-2 | 2,4-2,7 | 1,2-1,4 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,06 | 0,08 | ||
| КЧ 80-1,5 | 2,4-2,7 | 1,2-1,4 | 3,6-3,9 | 0,3-1,0 | 0,10 | 0,06 | 0,08 | ||
Преимущества ковкого чугуна
Ковкий чугун имеет следующие преимущества:
- Сочетание отличных механических свойств и высокой обрабатываемости резанием
- Однородность структуры по всему сечению отливки
- Отсутствие внутренних напряжений в отливке
- Способность воспринимать высокие знакопеременные нагрузки
- Хорошая коррозионностойкость
Ковкий чугун используется в производстве мелких тонкостенных отливок (3-50 мм) ответственного назначения, которые работают в условиях динамических знакопеременных нагрузок в автомобильной промышленности, тракторостроении и сельскохозяйственной технике.
Применение ковкого чугуна
С экономической точки зрения, применение отливок из ковкого чугуна всегда обосновано. Отливки из ковкого чугуна значительно дешевле, чем отливки из стали.
Ковкий чугун широко используются в автомобильной промышленности и производстве тракторов, а также других отраслях:
- Машиностроительные предприятия используют отливки в основном на ферритной основе и относительно немного на перлитной. Но литейно-механические свойства ковкого чугуна на перлитной основе значительно выше.
- Перлитный ковкий чугун применяется в сельском хозяйстве как современный конструкционный сплав и заменитель углеродистой стали. Ковкий чугун привлекает своими высокими эксплуатационными, конструкционными и технологическими свойства, а также зачастую имеет лучшее сочетание этих характеристик.
Ключевая особенность ковкого чугуна – это его применение в производстве как деталей с небольшим весом (например, поршневые кольца), так и крупных элементов с весом до 150т независимо от толщины стенки отливки. Изделия из ковкого чугуна могут также подвергаться необходимой термической и механической обработке.
Хорошим примером использования ковкого чугуна, который заменил стальные изделия — это коленчатые валы для двигателей больших дизельных автомобилей и тракторов. При этом преимуществом чугунного изделия является не только низкая цена (по сравнению со сталью), но и отличные эксплуатационные свойства (гашение вибрации, работа при высоких температурах).
Таблица 3. Чугуны ковкие, их основные свойства и применение
| Марка | НВ | Свойства и применение |
| КЧ 35-10 КЧ37-12 | 160 | Чугуны ферритного класса используют для производства деталей, эксплуатируемых при высоких динамических и статических нагрузках (картеров, редукторов, ступиц, крюков, скоб, задних мостов, кронштейнов) |
| КЧ 30-6 КЧ 33-8 | 160 | Для изготовления менее ответственных деталей (хомутов, гаек, вентилей, деталей сельскохозяйственных машин, глушителей, фланцев, муфт, тормозных деталей, педалей, гаечных ключей, колодок, кронштейнов) |
| КЧ 45-7 | 203 | Ковкие чугуны перлитного класса марок обладают высокой прочностью, умеренной пластичностью и хорошими антифрикционными свойствами. Из них получают вилки карданных валов, шестерни, червячные колеса, поршни, подшипники, звенья и ролики конвейерных цепей, втулки, муфты, тормозные колодки, коленчатые валы |
| КЧ 50-5 | 226 | |
| КЧ 55-4 | 236 | |
| КЧ 60-3 | 264 | |
| КЧ 65-3 | 264 | |
| КЧ 70-2 | 280 | |
| КЧ 80-1,5 | 314 |
Чем отличаются режимы чс, чп и кч: объясняем
Пока идёт борьба с распространением вируса, люди если не вспомнили, то узнали массу интересных терминов: «добровольная самоизоляция», «всеобщая самоизоляция», «карантин».
«Чрезвычайная ситуация» – самый мягкий режим. Фактически это просто признание серьёзных проблем природного или техногенного характера. Объявив ЧС, власти могут уже привлекать к работе МЧС и устанавливать некоторые ограничительные меры.
«Режим ЧП» – намного серьёзнее. Решение о его введении может принимать только Президент, а Совет Федерации должен в течение 3 дней согласовать или отклонить. В рамках режима может быть ограничено перемещение людей, запрещены массовые собрания, закрыты предприятия, установлены особые условия продажи продуктов, организовано патрулирование улиц, закрыты общественные места и многое другое.
«Комендантский час» – это запрет на пребывание вне дома в определённое время.
В Москве сейчас что ни день, то новая ограничительная мера. И вот уже можно пешком ходить только в ближайший магазин, аптеку, к врачу, и гулять с собакой не далее 100 метров от места жительства, готовятся к вводу специальные пропуска с указанием места жительства и работы (для тех, кто не может работать на удалёнке), обещают к концу недели запустить «умные» системы, следящие за перемещением граждан. Всё это очень похоже на меры, принимаемые в рамках, как минимум ЧС, только называется иначе. Такое упорное отрицание фактически сложившегося факта ЧС для Москвы не в новинку. Ну не любят у нас лишний раз будоражить народ.
Попробуйте вспомнить, когда в России вообще вводили чрезвычайное положение или режим чрезвычайной ситуации. Разве что ассоциация со знаменитым «Лебединым озером» из 90-х придет большинству на ум. Окунемся немного в историю, и посмотрим, что было помимо этого.
Комендантский час в СССР и в России
Это давно забытая мера. Всего за последнюю сотню лет, если брать историю советской и современной России, он вводился лишь четыре раза. 8 ноября 1917 года комендантский час вводил Военно-революционный комитет из-за вооружённого переворота, 19 октября 1941 года комендантский час был введён, чтобы остановить грабежи и мародёрства в Москве на фоне приближающийся фашистских войск, 20 августа 1991 года ограничения на ночные перемещения были установлены генералом Калининым (был отменён в тот же день), а последнее объявление было сделано 3 октября 1993 года во время путча. В общем, комендантский час призван защищать одних людей от других.
Историческая неприязнь Москвы к режиму ЧС
При объявлении чрезвычайной ситуации людей защищают от внезапной и неотвратимой угрозы. Чаще всего – природного характера. В прошлом году из-за лесных пожаров режим ЧС был введён в 5 регионах Сибири и Дальнего Востока, а в Приморском крае режим ЧС вводился прошлым летом из-за сильных дождей, ставших причиной подтоплений. При угрозе жизням людей от вируса также может применяться режим ЧС. Например, 29 марта режим ЧС официально ввели в Череповце после того, как там за сутки было выявлено 7 новых больных. Именно в рамках чрезвычайной ситуации там были закрыты кафе, рестораны и прочие заведения, не связанные с оказанием необходимых услуг. В условиях ЧС каждый регион сам определяет, какие именно ограничительные меры принять.
Но в Москве исторически сложилась неприязнь к режиму ЧС. Его просто не применяют. Вспомнить хотя бы 2022 год, когда из-за горящих торфяников нечем было дышать. Многие тогда ждали объявления чрезвычайной ситуации, но не дождались. Может власти боятся паники в городе, а может брезгуют мерами, которые стали нормальной практикой для защиты населения в регионах. Так или иначе, перевод сотрудников на удалёнку и закрытие многих обслуживающих предприятий – это, по факту, уже меры ЧС, как их не обзови. Но признать это Москва пока так и не решилась.
С другой стороны, московские власти могут «проскочить» через режим ЧС сразу в более жёсткий режим ЧП – чрезвычайного положения, при котором жизнь города, региона или целой страны впадает в медикаментозную кому, и любые действия сокращаются до самого необходимого минимума.
Парки в Москве уже закрыты, на улицу без дела выходить нельзя. Осталось только разработать методы контроля за перемещением граждан (должны появиться к концу недели, но подробностей пока нет) и организовать патрули, которые будут у всех прохожих узнавать, откуда и куда они направляются. Вот и готов режим ЧП. Тем более, что опыт, хоть и давний, жёстких заградительных мер есть – Москву закрывали на въезд в 1919 году после вспышки сыпного тифа и устанавливали персональную ответственность каждого, кто подписывал разрешения на въезд.
Пока же, получается так, что гулять нельзя, но, если добежал до машины, то можешь уже свободно перемещаться по городу (поехать в дальний супермаркет или к родственникам), уехать из города, приехать в город. И ограничить такие перемещения без режима ЧП по конституции нельзя (да, иногда про её действие ещё иногда вспоминают). Свобода перемещения прописана в Конституции и с этим ничего не поделаешь.
Ввод чрезвычайного положения станет уникальным событием: за всю 30-летнюю историю современной России он вводился лишь дважды. Первый раз – в октябре 1992 году в Северной Осетии и Ингушетии из-за осетино-ингушского вооружённого конфликта, а второй раз – 3-4 октября 1993 года в Москве, когда в столицу вошли танки и начался штурм Белого дома.
ЧП – крайне радикальная мера, наделяющая власти практически неограниченными полномочиями, включая ограничение свободы СМИ. И пока все факты указывают на то, что Москва миновала ЧС и идёт прямой наводкой к ЧП. Учитывая, что власти неоднократно заявляли, что жесткие ограничения вводиться не будут, и сразу же их вводили, то нынешние заверения о том, что все будет хорошо, для людей – лишь слова, которые только сильнее убеждают, что самое «интересное» еще только предстоит.
