Опыт показывает, что на прочность чугунных отливок большое влияние оказывают также методы заливки и питания отливки жидким металлом в период затвердевания. Следует помнить, что прочностные свойства металла в отливке получаются пониженными в тех ее частях, которые находятся вблизи от питателей. В отношении прочности отливок хорошие результаты дает, в частности, центробежное литье.
В заключение можно утверждать, что для получения одинаковой прочности во всех частях отливки необходимо:
1) избегать большой разницы в толщине стенок,
2) избегать больших отдельных утолщений,
3) подбирать соответствующий химический состав металла в зависимости от толщины стенок отливки,
4) применять модифицированный чугун.
Отливки из черносердечного ковкого чугуна имеют однородную структуру и близкие прочностные свойства по всему сечению, благодаря чему можно применять довольно большую толщину стенок (до 40-50 мм). Отливки из белосердечного ковкого чугуна имеют неоднородную структуру и различные свойства у поверхности и в толще стенок, поэтому толщина стенок таких отливок не должна превышать 15 мм.
На рис. 4 представлен график, иллюстрирующий изменение структуры чугуна с шаровидным графитом в зависимости от диаметра образца и химического состава отливки. График построен для цилиндрических образцов из чугуна с шаровидным графитом с двойным модифицированием (ферросилицием и магнием), залитых в песчаные формы.
рис. 115. Зависимость структуры чугуна с шаровидным графитом от химического состава и диаметра образца.
Кривые 1, 2, 3 определяют верхнюю границу области цементит + перлит (Ц + П) в зависимости от диаметра образца (ось абсцисс) и содержания Si (ось ординат) соответственно при содержании углерода 2,5, 3 и 3,5%. Эти же кривые определяют нижнюю границу области перлитной и перлитно-ферритной структуры (П + Ф). Следует добавить, что область чисто перлитной структуры у чугуна с шаровидным графитом более узкая, чем у обычного серого чугуна (особенно при небольшом содержании углерода), а в образцах малого диаметра (d < 40 мм) она почти совершенно исчезает (эта область на графике рис. 4 не выделена).
Для упрощения анализа на графике рис. 4 пунктирными линиями обозначены границы общих областей (Ц + П) и П (кривая 4), а также П и (П +Ф) (кривая 5) для обычного серого чугуна.
При рассмотрении графика легко заметить, что наклон кривых 1,2,3 для тонких образцов значительно больше, чем наклон кривых 4 и 5. Это особенно резко выражено на левом участке кривой 1, соответствующем диаметрам образцов меньше 40 мм. Отмеченное явление связано с высокой чувствительностью низкоуглеродистого чугуна с шаровидным графитом к скорости охлаждения и толщине стенок отливки.
Левая часть кривой 3 имеет меньший наклон, чем соответствующая часть кривой 1, что свидетельствует о меньшей чувствительности чугуна с повышенным содержанием углерода к толщине стенок. Это является одной из причин широкого применения чугуна с шаровидным графитом с высоким содержанием углерода (свыше 3,5%). Для образцов больших диаметров ход кривых 1, 2, 3 указывает на меньшую чувствительность чугуна с шаровидным графитом к скорости охлаждения.
Применяя чугун с шаровидным графитом с пониженным содержанием углерода (меньше 3,2%) и кремния, часто получают отливки с различной жесткостью в толстых и тонких сечениях. Для выравнивания жесткости, устранения литейных напряжений и различия структуры отдельных частей отливки необходимо применять термическую обработку.
Следует добавить, что для чугуна с шаровидным графитом, модифицированного сплавом магния и меди (с содержанием около 1% Сu), наклон кривых 1,2,3 является более пологим и близким к кривым 4 и 5 на рис. 4 (расширяется область перлитной структуры). Это указывает на меньшую чувствительность такого чугуна к толщине стенок отливки. Подобный чугун, так же как и чугун с никелем, применяется для сложных тонкостенных отливок, подвергающихся износу. Опубликовано: 2014.09.01 Обновлено: 2014.09.18 | 
