Чугунные отливки КЧ35-10: ковкий чугун ферритного класса для нагруженных деталей
КЧ35-10 — марка ковкого чугуна по ГОСТ 1215-79, получаемого длительным графитизирующим отжигом белого чугуна. Структура — ферритная металлическая основа с хлопьевидным графитом. Предел прочности при растяжении — не менее 350 МПа, относительное удлинение — не менее 10 %. Такое сочетание прочности и пластичности недостижимо для серого чугуна и обеспечивает работу отливок при ударных и знакопеременных нагрузках.
Химический состав и структура
Химический состав регламентирован для исходного белого чугуна до отжига: углерод — 2,4–2,8 %, кремний — 0,8–1,4 %, марганец — 0,4–0,7 %, сера — не более 0,12 %, фосфор — не более 0,18 %. Отжиг проводится в две стадии: выдержка при 950–1000 C для распада цементита и последующее медленное охлаждение в интервале 720–760 C для ферритизации матрицы. Хлопьевидная форма графита снижает концентрацию напряжений по сравнению с пластинчатым графитом серого чугуна.
Механические свойства
| Показатель | Значение | Условие испытания | Метод контроля | Норматив |
|---|---|---|---|---|
| Временное сопротивление в | 350 МПа | растяжение, 20 C | ГОСТ 1497 | ГОСТ 1215-79 |
| Относительное удлинение | 10 % | растяжение, 20 C | ГОСТ 1497 | ГОСТ 1215-79 |
| Твёрдость HB | 163–229 | поверхность отливки | ГОСТ 9012 | ГОСТ 1215-79 |
| Ударная вязкость KCU | 30 Дж/см | 20 C, образец без надреза | ГОСТ 9454 | справочно |
| Плотность | 7,3 г/см | 20 C | расчёт/ГОСТ 8.024 | справочно |
Технологические особенности литья
Отливки КЧ35-10 формуют в песчано-глинистых сырых или сухих формах, реже — по выплавляемым моделям. Критичный параметр — скорость кристаллизации: для получения отбелённой корки без объёмного отбела толщина стенки выдерживается в диапазоне 4–30 мм. Масса отливок — от 0,1 до 200 кг. После отжига проводится дробеструйная очистка и, при необходимости, отжиг для снятия внутренних напряжений при 600–650 C.
Области применения
- Картеры и корпусные детали редукторов, лебёдок, тормозных систем подъёмно-транспортного оборудования.
- Ступицы, кронштейны, рычаги подвески в автомобилестроении и тракторостроении.
- Арматура трубопроводная: задвижки, вентили, фланцы для систем водоснабжения и пара низкого давления.
- Детали текстильных машин, швейного оборудования, сельхозтехники, работающие при циклических нагрузках.
- Звенья цепей, крюки, муфты, работающие при ударных нагрузках в станкостроении.
- Детали компрессоров, насосов, вентиляторов, эксплуатируемые при температурах от –40 до +300 C.
Обрабатываемость и сварка
КЧ35-10 удовлетворительно обрабатывается резанием (скорость резания ниже, чем у стали 45, из-за графитовых включений). Сварка затруднена: требуется предварительный подогрев до 300–400 C и последующая термообработка; для ответственных соединений применяют никелевые электроды. Обрабатываемость давлением (ковка, штамповка) не применяется — материал хрупок при ударной деформации.
Сравнение с другими марками ковкого чугуна
- КЧ30-6 — меньшая прочность (300 МПа), выше пластичность (6 %).
- КЧ37-12 — повышенная прочность (370 МПа) и удлинение 12 %.
- КЧ45-7 — перлитная основа, в 450 МПа, 7 %, ниже пластичность.
- КЧ60-3 — высокая прочность 600 МПа, минимальное удлинение 3 %.
- ВЧ50-2 (высокопрочный чугун) — шаровидный графит, иная технология модифицирования.
Вопросы и ответы
Чем КЧ35-10 отличается от серого чугуна СЧ20?
КЧ35-10 имеет хлопьевидный графит и ферритную матрицу после отжига, что даёт удлинение не менее 10 % и ударную вязкость до 30 Дж/см. СЧ20 с пластинчатым графитом практически не имеет пластической деформации ( 0,2–0,5 %) и хуже сопротивляется ударным нагрузкам.
При каких температурах эксплуатируются отливки КЧ35-10?
Рабочий диапазон — от –40 до +300 C. При более низких температурах растёт хрупкость, при температурах выше 350–400 C начинается рост графитовых включений и снижение прочности.
Можно ли сваривать отливки из КЧ35-10?
Сварка возможна с предварительным подогревом до 300–400 C, использованием никелевых электродов (например, ОЗЧ-2) и последующей термообработкой. Без подогрева образуются трещины в зоне термического влияния.
Какой отжиг обеспечивает получение структуры КЧ35-10?
Двухстадийный графитизирующий отжиг: выдержка при 950–1000 C (первая стадия — распад цементита), затем медленное охлаждение до 720–760 C и выдержка (вторая стадия — ферритизация). Общая длительность — 20–40 часов в зависимости от массы садки.
Какие отрасли промышленности применяют отливки КЧ35-10?
Автомобилестроение (кронштейны, ступицы), подъёмно-транспортное оборудование (картеры лебёдок), трубопроводная арматура, текстильное и сельскохозяйственное машиностроение, станкостроение.
