Для виготовлення виливків зазвичай використовується ковкий чавун, який має інші назви, такі як чавун з шаровидним графітом, чавун із шаровидним графітом або чавун SG. Чавун із шаровидним графітом одержує шароподібний графіт шляхом сфероїдізації та модифікації, що ефективно покращує механічні властивості чавуну, особливо пластичність і міцність, щоб отримати вищу міцність, ніж вуглецева сталь. Чавун із шаровидним графітовим шаром — це високо-чавунний матеріал, розроблений у 1950-х роках. Його комплексні властивості близькі до сталі. Завдяки своїм відмінним властивостям, ковкий чавун успішно використовується для лиття деталей складних сил, міцності, в'язкості та зносостійкості. Чавун з шаровидним графітовим шаром швидко перетворився на другий за розміром чавунний матеріалсірий чавуні широко використовується. Так-так звана «заміна чавуну на сталь» в основному стосується ковкого чавуну. Ковкий чавун часто використовується для виготовлення деталей колінчастих і розподільних валів для автомобілів, тракторів і двигунів внутрішнього згоряння, а також клапанів середнього-тиску для машин загального призначення.
Ковкий чавун не є окремим матеріалом, а є частиною групи матеріалів, які можна отримати, щоб мати широкий спектр властивостей шляхом контролю мікроструктури. Загальною визначальною характеристикою цієї групи матеріалів є форма графіту. У ковких чавунах графіт має форму конкрецій, а не пластівців, як у сірому чавуні. Гостра форма лусочок графіту створює точки концентрації напруги в металевій матриці, а округла форма конкрецій меншою мірою, таким чином перешкоджаючи утворенню тріщин і забезпечуючи підвищену пластичність, яка й дала назву сплаву. Утворення конкрецій досягається шляхом додавання елементів, що утворюють вузлики, найчастіше магнію (зверніть увагу, що магній кипить при 1100 градусах, а залізо плавиться при 1500 градусах) і, рідше зараз, церію (зазвичай у формі мішметалу). Також використовувався телур. Ітрій, який часто є компонентом металу Міша, також вивчався як можливий утворювач шарів.
Механічні властивості ковкого (нодулярного) чавуну |
||||||||
| Товар згідно DIN EN 1563 | Одиниця вимірювання | EN-GJS-350-22-LT | EN-GJS-400-18-LT | EN-GJS-400-18 | EN-GJS-500-7 | EN-GJS-600-3 | EN-GJS-700-2 | EN-GJS-800-2 |
| EN-JS 1015 | EN-JS 1025 | EN-JS 1020 | EN-JS 1050 | EN-JS 1060 | EN-JS 1070 | EN-JS 1080 | ||
| Міцність на розрив | Rm min.MPA | 350 | 400 | 400 | 500 | 600 | 700 | 800 |
| 2% межа текучості | Rp0,2 хв.МПА | 220 | 240 | 250 | 320 | 370 | 420 | 480 |
| Подовження | A % | 22,0 | 18,0 | 18,0 | 7,0 | 3,0 | 2,0 | 2,0 |
| Твердість | HB | 110-150 | 120-160 | 140-190 | 170-220 | 200-250 | 230-280 | 250-330 |
| Конструкції | в основному феритні | в основному феритні | в основному феритні | ферит + перліт | ферит + перліт | в основному перліт | все перлітове | |
| Напруга зсуву | σaB МПа | 315 | 360 | 360 | 450 | 540 | 630 | 720 |
| Кручення | TtB МПа | 315 | 360 | 360 | 450 | 540 | 630 | 720 |
| Модулі пружності | E ГПа | 170 | 170 | 170 | 175 | 175 | 175 | 175 |
| Число Пуассона | v – | 0,280 | 0,280 | 0,280 | 0,280 | 0,280 | 0,280 | 0,280 |
| Міцність на стиск | σdB МПа | – | 700 | 700 | 800 | 870 | 1000 | 1150 |
| Міцність руйнування | Klc МПа·√м | 31 | 30 | 30 | 25 | 20 | 15 | 14 |
| Щільність | г/см3 | 7,1 | 7,1 | 7,1 | 7,1 | 7,2 | 7,2 | 7,2 |
Відливки з ковкого чавунуявляють собою ливарні деталі з високоміцного чавуну. У RMC Foundry ковкий чавун можна відливати та розливати за допомогою багатьох процесів лиття, включаючи лиття в пісок,раковина лиття, лиття по виплавленим моделям, лиття з пінопласту та вакуумне лиття, залежно від точного використання або особливих вимог до бажаних виливків.
На етапі проектування виливків слід створити спеціальну проектну групу для проведенняАналіз режиму відмови та наслідків конструкції(DFMEA). Команда проекту, як правило, складається з дизайнерів продукту, дизайнерів процесу лиття та спеціалістів із захисту навколишнього середовища. Основний зміст аналізу DFMEA має включати, чи дотримані вимоги щодо якості лиття для конструкції деталі, процесу лиття для конструкції литва та процесу лиття щодо вимог захисту навколишнього середовища.
Експлуатаційні характеристики виливків з ковкого чавуну
• Текучість і лінійна усадка ковкого чавуну дуже близькі до сірого чавуну
• Тенденція до об'ємної усадки та утворення внутрішньої напруги більше, ніж у сірого чавуну, який схильний до усадки та тріщин
• Міцність, пластичність і модуль пружності ковкого чавуну вищі, ніж у сірого чавуну, з хорошою стійкістю до стирання
• Поглинання ударів гірше сірого чавуну
Структурна характеристика виливків з ковкого чавуну
• Загалом конструкція має однакову товщину стінок, і, якщо це можливо, слід уникати товстих секцій
• Для певних товстих і великих виливків слід використовувати порожнисту структуру або структуру з посиленими ребрами
|
Ковкий чавун |
|||||
|
GB/T 1348-1988 |
ISO 1083:1987(E) |
ASTM A536-84 (2004) |
EN 1563:-1997 |
JIS G5502-2001 |
ГОСТ7293 |
| QT400-18 | 400-18 | 60-40-18 F32800 | GJS-400-18 JS1020 | FCD400-18 | вч40 |
| QT400-15 | 400-15 | 60-42-10 F32900 | GJS-400-15 JS1030 | FCD400-15 | вч40 |
| QT450-10 | 450-10 | 65-45-12 F33100 | GJS-450-10 JS1040 | FCD450-10 | вч45 |
| QT500-7 | 500-7 | 70-50-05 | GJS-500-7 JS1050 | FCD500-7 | вч50 |
| QT600-3 | 600-3 | 80-60-03 F34100 | GJS-600-3 JS1060 | FCD600-3 | вч60 |
| QT700-2 | 700-2 | 100-70-03 F34800 | GJS-700-2 JS1070 | FCD700-2 | вч70 |
| QT800-2 | 800-2 | - | GJS-800-2 JS1080 | FCD800-2 | вч80 |
| QT900-2 | 900-2 | 120-90-02 F36200 | GJS-900-2 JS1090 | - | вч90 |