Белый чугун в литом виде вследствие своей высокой твердости и хрупкости не находит широкого применения. Изделия из белого чугуна являются исходным продуктом для получения ковкого чугуна с помощью термической обработки.
Для этой цели используют белый чугун, который содержит 2,5—3,2% С, 0,6—0,9% Si, 0,3—0,4% Мп, 0,1-0,2% Р и 0,06—0,1% S.
Исходная структура белого чугуна — перлит и ледебурит.
Структура ледебурита встречается во всех белых чугунах, т.е. в железоуглеродистых сплавах с содержанием углерода более 2%, который присутствует в сплаве в форме цементита.
Ледебурит при комнатной температуре представляет механическую смесь перлита и цементита.
Напоминаем, что перлит представляет собой тоже механическую смесь, но феррита и цементита, причем перлит — более мелкая смесь, чем ледебурит.
Описываемый отжиг на ковкий чугун производят в нейтральной среде (N2 или Н2) для защиты от обезуглероживания и окисления, в специально предназначенных для этой цели печах непрерывного действия .
Детали укладывают на специальные поддоны, которые размещаются на роликовом поду.
Поддоны проталкиваются с определенной скоростью по роликам. Длина камер нагрева первой и второй стадии отжига назначается с таким расчетом, чтобы детали находились в камерах необходимое для данной температуры время.
Отжиг на ковкий чугун производится по режиму, показанному на рис. 76.
Первая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав ледебурита; в перлите цементит сохраняется.
Вторая стадия отжига преследует цель разложения цементита, входящего в состав перлита.
В результате прохождения только одной стадии отжига получают ковкий чугун со структурой перлит+феррит+углерод отжига.
Такой чугун называют перлитным (перлитно-ферритным, рис. 77, а).
Он обладает хорошими прочностными свойствами, но невысокой пластичностью. Чугун с такой структурой используется в деталях, работающих на изгиб и трение.
Для повышения прочности чугун можно подвергать закалке и высокому отпуску, что улучшает его механические свойства.
После полного цикла отжига структура чугуна состоит из феррита и углерода отжига, т.е. образуется ферритный ковкий чугун (рис. 77, б).
Из ковкого чугуна изготовляют мелкие детали сложной формы, которые трудно обработать резанием.
Такие детали хорошо отливаются из белого чугуна, а последующая термическая обработка обеспечивает им хорошие пластические и прочностные свойства.
Применяют и другой способ получения ковкого чугуна.
Нагрев изделий производится в окислительной среде, вследствие чего происходит выгорание углерода с поверхности, вызывающее снижение твердости и некоторое повышение пластических свойств, а также улучшение обрабатываемости.
В центре такой чугун сохраняет структуру белого чугуна. Полученный этим методом чугун называют белосердечным в отличие от черносердечного, получаемого при отжиге в нейтральной среде по вышеописанному способу.
При таком способе детали из белого чугуна загружают в ящики, пересыпают окалиной или рудой и нагревают в обычных камерных печах.
Отжиг ковкого чугуна является весьма длительной операцией. В настоящее время разработано много способов ускоренного отжига ковкого чугуна — предварительная закалка, отжиг в расплавленных солях при очень высоких температурах 1050—1100° и др.
Все эти мероприятия сокращают длительность отжига на ковкий чугун.
§
