Отливки из серого чугуна (по ГОСТ 1412-85 ИСО и национальным стандартам)

Серый чугун — технологичный материал, обладает хорошей жидкотекучестью, малой склонностью к образованию усадочных дефек­тов по сравнению с чугуном других типов. Из него можно изготовлять отливки самой слож­ной конфигурации с толщиной стенок от 2 до 500 мм.

В основу стандартизации серого чугуна (СЧ) заложены принципы регламентирования минимально допустимого значения временно­го сопротивления разрыву при растяжении.

Марки, механические свойства серого чу­гуна по ГОСТ 1412-85, ИСО 185 и националь­ным стандартам некоторых стран приведены в табл. 1-3.

1. Отечественные марки серого чугуна и зарубежные аналоги

Украина, Россия, ГОСТ 1412-85ИСО 185Великобритания, BS 1452Германия, DIN 1691США, ASTM А48Япония, JIS G5501
СЧ 10100100GG-1020 BFC 100
СЧ 15150150GG-1525 BFC 150
СЧ 18180
СЧ 20200200GG-2030 BFC 200
СЧ 21220
СЧ 24
СЧ 25250250GG-2535 BFC 250
40 В
СЧ 30300300GG-3045 BFC 300
СЧ 35350350GG-3550 ВFC 350

По ГОСТ 1412-85 марка серого чугуна определяется показателем временного сопро­тивления чугуна при растяжении.

Условное обозначение марки включает бу­квы СЧ — серый чугун и цифровое обозначение величины минимального временного сопро­тивления при растяжении в (Н/мм2) х10-1:

СЧ 20 ГОСТ 1412-85.

Механические свойства серого чугуна обеспечиваются в литом состоянии или после термической обработки.

Поскольку значения прочности чугуна данной марки в отливке зависят от скорости охлаждения, определяемой толщиной стенки (диаметром) отливки, в стандартах приводятся минимальные значения временного сопротивления при растяжении σв в отдельно отлитых пробных заготовках других диаметров или сечений из СЧ каждой марки (табл. 2).

2. Механические свойства серых чугунов

Стандарт

Марка чугуна

Толщина стенки, мм

Временное сопротивление при растяжении, Н/мм2, не менее

Твердость НВ

ГОСТ 1412-85

СЧ 10

4

8

15

30

50

80

150

140

120

100

80

75

70

65

205

200

190

185

156

149

120

СЧ-15

4

8

15

30

50

80

150

220

180

150

110

105

90

80

241

224

210

201

163

156

130

СЧ-18

30

180

СЧ 20

4

8

15

30

50

80

150

270

220

200

160

140

130

120

255

240

230

216

170

163

143

СЧ 21

30

300

СЧ 25

4

8

15

30

50

80

150

310

270

250

210

180

165

150

260

255

245

238

187

170

156

СЧ 30

4

8

15

30

50

80

150

330

300

260

220

195

180

270

260

250

197

187

163

СЧ 35

4

8

15

30

50

80

150

380

350

310

260

225

205

290

275

270

229

201

179

Классификация серого литейного чугуна по международному стандарту ИСО 185 включает шесть классов, устанавливаемых на основании результатов механических испыта­ний на растяжение образцов, вырезанных из различных литейных проб.

Характерным показателем, определяющим марку чугуна, является временное сопротивле­ние при растяжении σв образцов из отдельно отлитых цилиндрических проб диаметром 30 мм.

По стандарту Германии DIN 1691 в зака­зе на отливки должно быть однозначно указа­но: является ли характерным свойством вре­менное сопротивление при растяжении или твердость по Бринеллю. В зависимости от это­го маркировка чугунов обозначается по-разному. Например:

Чугун DIN 1691-GG-25

или

Чугун DIN 1691-GG-210 НВ

Данные овременном сопротивлении при растяжении, приведенные в табл. 2, являются гарантированными в отливках.

Связь между толщиной стенки (2,5… 80 мм) и твердостью отливки из различных марок СЧ представлена в стандарте DIN 1691 в регла­ментированном виде (табл. 2а), что позволяет правильно и точно устанавливать твердость для заданного интервала толщин стенок отливок.

2а. Твердость по Бринеллю отливок из серого чугуна по стандарту Германии DIN 1691

Марка чугуна *

Толщина стенки, мм

Твердость по Бринеллю НВ **

минимум

максимум

GG-150HB

2,5…5

5…10

10…20

20…40

40…80

210

185

170

160

150

GG-170HB

2,5…5

5…10

10…20

20…40

40…80

170

140

125

110

100

260

225

205

185

170

GG-190HB

4…5

5…10

10…20

20…40

40…80

190

170

155

135

120

275

260

230

210

190

GG-220HB

5…10

10…20

20…40

40…80

200

180

160

145

275

250

235

220

GG-240HB

10…20

20…40

40…80

200

180

165

275

255

240

GG-260HB

20…40

40…80

200

185

275

260

В марке чугуна указаны значения твердости, соответствующие стенке отливки толщиной 15 мм, кроме GG-260 НВ.

** Интервал твердости годен только для указанной области толщин стенок. Интервал твердости может быть уже, но разница должна быть не менее 40 НВ.

3. Характеристика и назначение некоторых отливок из серого чугуна

Марка чугунаХарактеристикаНазначение
СЧ 10Неответственные отливки, к
которым предъявляется требование легкости обработки,
а не прочности
Плиты, грузы, корыта, крышки, кожухи, основания с привертными направляющими
СЧ 15Малоответственные отливки с толщиной стенки s = 8… 15 мм; невысокие требова­ния к износостойкостиДетали сложной конструкции при недопустимости большого коробления и невозможности проведения их термообработки старением; маховики, шкивы, порш­невые кольца, арматура; сосуды, работающие под дав­лением: тонкостенные отливки с развитыми габаритными размерами небольшой массы; детали весов, текстильных, швейных и др. машин
СЧ 18Ответственные отливки с s = 8…25 мм; детали, подвергающиеся средним на­пряжениям и давлениямОснования станков, детали корпусов, крупные шки­вы, зубчатые колеса, блоки цилиндров, поршни и поршневые кольца и др.
СЧ 20Ответственные отливки с s= 10…30 мм; детали тре­бующие значительной проч­ности и работающие при температуре до 300 °СКорпуса, блоки цилиндров, зубчатые колеса, станины с направляющими большинства металлорежущих станков, диски сцепления, тормозные барабаны и т.п.
СЧ 24Ответственные отливки с s = 20…40 мм; детали, рабо­тающие при температуре до 300 °СБлоки автомобильных цилиндров, гильзы двигате­лей, поршни, тяжелонагруженные зубчатые колеса, кокильные формы и т.п.
СЧ 25Ответственные сложные отливки с s = 20…60 мм; детали, работающие при температуре до 300 °СКорпуса насосов и гидроприводов, поршни и гильзы дизелей и бесклапанных двигателей, цилиндры и головки дизелей; рамы, штампы для холодной вы­тяжки и детали, работающие под высоким давлени­ем; блоки цилиндров, головки блоков, гильзы авто­мобилей и тракторов, станины станков; клапаны и кулачки распределительных механизмов
СЧ 30Ответственные высоко-нагруженные отливки с s= 20… 100 мм; детали, рабо­тающие при температуре до 300 °СЦилиндры и крышки паровых машин, малые колен­чатые валы, клапаны и кулачки распределительных механизмов; зубчатые колеса, цепные звездочки, тормозные барабаны, муфты, диски сцепления, кла­паны, поршневые кольца; станины ножниц и прес­сов, блоки и плиты многошпиндельных станков, станины с направляющими револьверных, автоматиче­ских и других интенсивно нагруженных станков
СЧ 35Ответственные высоконагру-женные отливки cs>20 ммКрупные толстостенные втулки, крупные коленчатые валы; цепные звездочки, зубчатые и червячные коле­са, тормозные барабаны, муфты, диски сцепления, клапаны, поршневые кольца