Металлические отливки из ковкого чугуна КЧ35-10
Металлические отливки КЧ35-10 — изделия из ковкого чугуна ферритного класса, получаемые литьём с последующим графитизирующим отжигом. Марка КЧ35-10 по ГОСТ 1215-79 нормирует предел прочности при растяжении не менее 350 МПа и относительное удлинение не менее 10 %. Структура — ферритная металлическая основа с хлопьевидным графитом, что обеспечивает сочетание прочности и пластичности, недостижимое для серого чугуна с пластинчатым графитом.
Хлопьевидная форма графита снижает концентрацию напряжений в вершинах включений, поэтому отливки КЧ35-10 работают при знакопеременных и ударных нагрузках. Ударная вязкость KCU достигает 30–50 Дж/см, что позволяет применять детали в узлах, испытывающих динамическое нагружение: рычажные механизмы, кронштейны, ступицы, картеры.
Химический состав и структура
Химический состав ковкого чугуна КЧ35-10 регламентирует содержание углерода в пределах 2,4–2,9 %, кремния — 1,0–1,6 %, марганца — 0,3–0,6 %. Сера ограничена 0,06–0,1 %, фосфор — не более 0,2 %. Отжиг проводится в две стадии: при 950–1000 C происходит разложение цементита, при 720–760 C — вторичная графитизация с распадом перлита на феррит.
- Углерод — 2,4–2,9 %
- Кремний — 1,0–1,6 %
- Марганец — 0,3–0,6 %
- Сера — не более 0,06–0,1 %
- Фосфор — не более 0,2 %
Механические свойства
| Показатель | Значение | Условие испытания | Метод | Единица |
|---|---|---|---|---|
| Предел прочности в | 350 | растяжение | ГОСТ 1497 | МПа |
| Относительное удлинение | 10 | растяжение | ГОСТ 1497 | % |
| Твёрдость HB | 163–229 | 20 C | ГОСТ 9012 | — |
| Ударная вязкость KCU | 30–50 | 20 C | ГОСТ 9454 | Дж/см |
| Предел текучести т | 220–260 | растяжение | ГОСТ 1497 | МПа |
Технология литья и отжига
Отливки КЧ35-10 получают литьём в песчано-глинистые формы, в оболочковые формы или по выплавляемым моделям. Отбел поверхности обеспечивается введением в шихту присадок, замедляющих графитизацию в литом состоянии. Толщина отбелённого слоя составляет 2–8 мм в зависимости от сечения стенки.
Графитизирующий отжиг выполняется в камерных или проходных печах с контролируемой атмосферой. Общая длительность цикла — 40–80 часов. Режим отжига подбирается под толщину стенки: массивные отливки требуют замедленного нагрева и выдержки для равномерного распада цементита по всему сечению.
Области применения
- Автомобилестроение — картеры редукторов, ступицы, тормозные барабаны, кронштейны подвески
- Сельхозтехника — корпуса редукторов, звёздочки, рычаги навесного оборудования
- Железнодорожный транспорт — детали автосцепки, тормозные колодки, буксовые узлы
- Станкостроение — корпуса задних бабок, суппорты, направляющие втулки
- Арматуростроение — корпуса задвижек, фланцы, штурвалы запорной арматуры
Эксплуатационные ограничения
Ковкий чугун КЧ35-10 сохраняет механические свойства в диапазоне от –40 C до +300 C. При нагреве выше 350 C начинается рост графитных включений и охрупчивание. Детали не предназначены для работы в средах с высокой абразивной нагрузкой без защитных покрытий. Свариваемость ограничена: требуется предварительный подогрев до 300–400 C и последующая термообработка для снятия напряжений.
Вопросы и ответы
Чем КЧ35-10 отличается от серого чугуна СЧ20?
КЧ35-10 содержит хлопьевидный графит, полученный отжигом, что даёт относительное удлинение не менее 10 % и ударную вязкость 30–50 Дж/см. Серый чугун СЧ20 с пластинчатым графитом имеет удлинение 0,2–0,5 % и не применяется в узлах с ударными нагрузками.
Какой режим отжига обеспечивает структуру феррита?
Двухстадийный отжиг: выдержка при 950–1000 C для распада цементита, затем медленное охлаждение до 720–760 C и вторичная графитизация. Итоговая структура — феррит с хлопьевидным графитом, твёрдость 163–229 HB.
Можно ли сваривать отливки КЧ35-10?
Сварка возможна с предварительным подогревом до 300–400 C и последующей термообработкой. Без подогрева в зоне термического влияния образуется цементит, снижающий пластичность и приводящий к трещинам.
При какой температуре эксплуатируются детали из КЧ35-10?
Рабочий диапазон — от –40 C до +300 C. Выше 350 C начинается коагуляция графита и падение прочности. Ниже –40 C наблюдается хладноломкость ферритной матрицы.
