Высокопрочный чугун применяется там, где пасуют многие другие марки стали, он превосходит их как по химическим, так и по механическим свойствам. Используется в промышленности, машиностроении, строительстве.
Относительно простые технологические процессы во время выплавки и литья позволяют снизить стоимость конечного продукта. При этом процент дефектов намного ниже, чем при изготовлении стали, что делает высокопрочный чугун ее серьезным конкурентом.
История высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ)В середине прошлого века американский исследователь-металлург Кейт Дуайт Миллис, добавив в расплавленный чугун магний, обнаружил, что полученная отливка приобрела удивительные свойства – структура металла включала не пластинки графита, как в обычном чугуне, а идеальные графитовые шарики.
Примечательно, что это открытие было сделано через считанные дни после того, как на очередном съезде представителей американских литейных заводов некий Дж. В. Болтон озвучил свои фантазии о том, что в будущем будет возможно изменять форму графитовых включений в структуре серого чугуна.
С 1943 года принято вести отсчет истории чугуна высокой прочности с включениями сфероидального графита. Во многих статьях на эту тему рождение высокопрочного чугуна датируют 7 мая 1948 года, когда на съезде североамериканских литейщиков представитель компании International Nickel публично объявил о выплавке образцов высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
И все же правильнее относить официальный день рождения этого сплава более чем на год позже – на 25.10.1949. Именно тогда Кейт Миллис получил, наконец, патент на изобретение высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.
В эти годы в Советском Союзе металлурги также проявляют большой интерес к перспективной разработке. Киев и Москва становятся центрами активного изучения физико-химических свойств недавно открытых в Америке сплавов. Начинают свою работу научные коллективы, перед которыми поставлена задача разработки технологии выплавки видов высокопрочного чугуна и исследования их свойств.
Свойства высокопрочного чугунаГоворя о свойствах различных видов высокопрочного чугуна, следует отметить, что несмотря на их многообразие, все они показывают отличные литейные качества и прочностные данные. Кроме того, высокопрочный чугун отличается высокой пластичностью, хорошей механической обрабатываемостью и устойчивостью к циклическим нагрузкам, которая обусловлена низким коэффициентом концентрации напряжений.
К отличительным литейным свойствам высокопрочных чугунов со сфероидальными включениями графита следует отнести:
- высокую жидкотекучесть;
- низкую склонность к образованию горячих трещин;
- малую усадку.
Применение высокопрочного чугунаВысокопрочный чугун с включениями сфероидального графита производят в виде отливок массой от сотен граммов до десятков тонн.
Механические свойства высокопрочного чугуна отличаются большим разнообразием, что позволяет использовать его при изготовлении:
- коленвалов автомобильных и корабельных моторов;
- тормозных суппортов, якорей дисковых тормозов, анкерных тормозных пластин и т. п.;
- поршневых колец;
- распорок подшипников качения;
- поршней в ударных дрелях и т. д.
- трубопроводной запорной арматуры.
Помимо конструкционных чугунных сплавов высокой прочности, в современном производстве часто применяются специальные марки. Это могут быть жаростойкие сплавы типа нирезиста, чугун с повышенной устойчивостью к воздействию разнообразных агрессивных факторов внешней среды, антифрикционный высокопрочный чугун и многие другие.
Сегодня высокопрочные чугунные сплавы наиболее широко востребованы при изготовлении труб высокого давления.
Маркировка высокопрочного чугунаМаркировка высокопрочных типов чугуна, в отличие от серого, включает два численных индекса, из которых первый обозначает прочность металла на разрыв, а второй – величину относительного удлинения. К примеру, марка чугуна GGG50 обладает пределом прочности 38 кгс/мм2 и относительным удлинением 17 %.