Отливки из серого чугуна

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. 58 - 60.
  
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 МПа х 10-1:
                                                               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 σв в отдельно отлитых пробных заготовках других диаметров или сечений из СЧ каждой марки (табл. 59).

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 стд 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 о временном сопротивлении при растяжении, приведенные в табл. 59, являются гарантированными в отливках.
Связь между толщиной стенки (2,5-80 мм) и твердостью отливки из различных марок СЧ представлена в DIN 1691 в регламентированном виде (табл. 59в), что позволяет правильно и точно устанавливать твердость для заданного интервала толщин стенок отливок.


58. Отечественные марки серого чугуна и зарубежные аналоги
 

Россия,
 ГОСТ 1412-85		 ИСО 185 Великобритания,
 BS 1452		 Германия, 
DIN 1691		 США, 
ASTM A 48		 Япония, 
JIS G 5501
СЧ 10 100 100 GO-10 20 В FC 100
СЧ 15 150 150 GG-15 25 В FC 150
СЧ 18 - 180 - - -
СЧ 20 200 200 GG-20 ЗОВ FC 200
СЧ 21 - 220 - - -
СЧ 24 - - - - -
СЧ 25 250 250 GG-25 35 В FC250
- - - - 40 В -
СЧ 30 300 300 GG-30 45 В FC 300
СЧ 35 350 350 GO-35 50 В FC 350

59. Механические свойства отечественных и зарубежных серых чугунов
 

Стандарт Марка чугуна Толщина стенки, мм Временное сопротивление при растяжении, МПа, 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
ИСО 185 100 2,5 - 10
10 - 20		 120
 90		 -
-
BS 1452 100 30 100 -
DIN 1691 GG-10 5 - 40 100 -
ASTM A 48 20В 30,5 138 -
JIS G 5501 FC 100 4 - 50 98,1 201
ГОСТ 1412-85 СЧ 15 4
8
15
30
50
80
150		 220
180
150
110
105
90
80		 241
224
210
201
163
156
130
ИСО 185 150 2,5 - 10
10 - 20
20 - 30
30 - 50		 155
130
115
105		 -
-
-
-
ИСО 185 150 20 - 40
40 - 80
80 - 150
150 - 300		 120 * 
110 * 
100 * 
90 **		 -
-
-
-
BS 1452 150 30 150 -
DIN 1691 GG-15 2,5 - 5
5 - 10
10 - 20
20 - 40
40 - 80
80 - 150
150 - 300		 180
155
130
120
110
100
90***		 -
-
-
-
-
-
-
ASTM A 48 25В 30,5 172 205
JIS G 5501 FC 150 4 - 8
8 - 15
15 - 30
30 - 50		 186
167
147
127		 241
223
212
201
ГОСТ 1412-85 СЧ 18 30 180 -
BS 1452 180 30 180 -
ГОСТ 1412-85 СЧ 20 4
8
15
30
50
80
150		 270
220
200
160
140
130
120		 255
240
230
216
170
163
143
ИСО 185 200 2,5 - 10
10 - 20
20 - 30
30 - 50		 205
180
160
145		 -
-
-
-
ИСО 185 200 20 - 40
40 - 80
80 - 150
150 - 300		 170*
 150*
140**
130**		 -
-
-
-
BS 1452 200 30 200 -
DIN 1691 GG-20 2,5 - 5
5 - 10
10 - 20
20 - 40
40 - 80
80 - 150
150 - 300		 200 - 300
205
180
170
150
140
130 ***		 -
-
-
-
-
-
-
ASTM A 48 З0В 30,5 207 -
JIS G 5501 FC 200 4- 8
8 - 15
15 - 30
30 - 50		 235
216
196
167		 255
235
223
217
ГОСТ 1412-85 СЧ 21 30 300 -
BS 1452 220 30 220 -
ГОСТ 1412-85 СЧ 24

30

 240 -
ГОСТ 1412-85 СЧ 25 4
8
15
30
50
80
150		 310
270
250
210
180
165
150		 260
255
245
238
187
170
156
ИСО 185 250 4 - 10
10 - 20
20 - 30
30 - 50		 250
225
205
185		 -
-
-
-
ИСО 185 250 20 - 40
40 - 80
80 - 150
150 - 300		 210 *
190 *
170 **
130 **		 -
-
-
-
BS 1452 250 30 250 -
DIN 1691 GG-25 5 - 10
10- 20
20 - 40
40 - 80
80 - 150
150 - 300		 250 - 350
225
210
190
170
 160 ***		 -
-
-
-
-
-
ASTM A 48 35В 30,5 241 -
ASTM A 48 40В 30,5 276 -
JIS G 5501 FC 250 4 - 8
 8 - 15
15 - 30
30 - 50		 275
255
245
216		 269
248
241
224
ГОСТ 1412-85 СЧ 30 4
8
15
30
50
80
150		 -
330
300
260
220
195
180		 -
270
260
250
197
187
163
ИСО 185 300 10 - 20
20 - 30
30 - 50		 270
245
225		 -
-
-
ИСО 185 300 20 - 40
40 - 80
80 - 150
150 - 300		 250 *
220 *
210 **
190 **		 -
-
-
-
BS 1452 300 30 300 262
DIN 1691 GG-30 10 - 20
20 - 40
40 - 80
80 - 150
150 - 300		 300 - 400
250
220
210
190		 -
-
-
-
-
ASTM A 48 45В 30,5 310 -
JIS G 5501 FC 300 8 - 15
15 - 30
30 - 50		 304
294
265		 269
262
248
ГОСТ 1412-85 СЧ 35 4
8
15
30
50
80
150		 -
380
350
310
260
225
205		 -
290
275
270
229
201
179
ИСО 185 350 10 - 20
20 - 30
30 - 50		 315
290
270		 -
-
-
ИСО 185 350 20 - 40
 40 - 80
80 - 150
150 - 300		 290 *
260 *
230 **
210 **		 -
-
-
-
BS 1452 350 30 350 -
DIN 1691 GG-35 10 - 20
20 - 40
40 - 80
80 - 150
150 - 300		 350 - 450
290
260
230
 210 ***		 -
-
-
-
-
ASTM A 48 50В 30,5 345 -
JIS G 5501 FC 350 15 - 30
30 - 50		 343
314		 277
269
ASTM A 48 55В 30,5 379 -
ASTM A 48 60В 30,5 414 -

   * Приливная проба диаметром 30 мм.
   ** Приливная проба диаметром 50 мм.
   *** Ориентировочные данные.


59а. Механические свойства серого чугуна, не предусмотренные ГОСТом и
 приведенные в приложениях к некоторым национальным стандартам 
 

Марка чугуна σизг,
МПа		 σсж,
МПа		 τср, 
МПа		 КС,
кДж/м		 Е·10-3, МПа  σизг-1,
МПа		 K1с, МПа·м1/2

ГОСТ 1412-85
СЧ 10
СЧ 15
СЧ 20
СЧ 25
СЧ 30
СЧ 35
280
350
420
490
560
630
530
650
800
950
1100
1250
110
150
200
250
300
350
-
10
20
40
60
80
70 - 110
70 - 110
85 - 110
90 - 110
125 - 145
130 - 160
-
70
90
110
140
160
-
10
15
20
25
25
DIN 1691 
GG-15
 GG-20 
GG-25
 GG-30 
GG-35
250
290
340
390
490
600
720
840
960
1080
170
230
290
345
400
-
-
-
-
-
78 - 103
88 - 113
103 - 118
108 - 137
123 - 143
70
90
120
140
145
10
13
15
18
20
BS 1452
150
180
220
260
300
350
400
-
-
-
-
-
-
-
600
672
768
869
960
1080
1200
173
207
253
299
345
403
460
-
-
-
-
-
-
-
100
109
120
128
135
140
145
68 
81 
99 
117
 136 
145 
152
-
-
-
-
-
-
-

59б. Классы твердости серого чугуна по ИСО 185
 

Класс
твердости		 Пределы изменения
твердости НВ		 Класс
твердости		 Пределы изменения
твердости НВ
Н 145 170 max Н 215 190 - 240
Н 175 150 - 200 Н 235 210 - 260
Н 195 170 - 220 Н 255 230 - 280

 

В стандарте Великобритании BS 1452 представлено семь марок серого чугуна.
Стандарт США ASTM А 48 включает девять марок чугуна. Условное обозначение марки включает цифровое обозначение и букву "В" Число определяет временное сопротивление разрыву (фунтах/кв. дюйм), например:

                                                                                                          20В ASTM A 48.

Стандарт Японии JIS G 5501 включает шесть марок чугуна. Условное обозначение марки включает буквы FC и цифровое обозначение величины минимального временного сопротивления при растяжении в МПа х 10-1, например:

                                                                                                          FC 25 JIS G 5501.

Механические свойства чугуна, обеспечивающие долговечность и надежность изделия, не предусмотренные ГОСТом и приведенные в приложении национальных стандартов, даны в табл. 59а.
В большинстве национальных стандартов на серые чугуны, регламентирующих механические свойства, химический состав чугунов не оговаривается, кроме стандартов России и США.
 

59в. Твердость по Бринеллю отливок из серого чугуна по 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
225
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 ухе, но разница должна быть не менее 40 НВ.
 

60. Область применения серого чугуна наиболее распространенных марок
 

Марка чугуна Требования к деталям Изготовляемые детали
СЧ 30

 Условные напряжения изгиба примерно до 50 МПа

Условные давления между трущимися поверхностями 2 2 МПа

 Высокая герметичность

 Станины ножниц и прессов, блоки и плиты многошпиндельных станков, патроны токарных станков, зубчатые колеса

 Направляющие плиты, станины с направляющими револьверных, автоматических, токарных и других интенсивно нагруженных станков; муфты, кулачки

 Гидроцилиндры, корпуса гидронасосов, компрессоров и золотников высокого давления
СЧ 25

 Жаростойкость и повышенная прочность

 Кокильные формы, выпускные трубы, фитинги
СЧ 20

Условные напряжения изгиба примерно до 30 МПа

Условные давления между трущимися поверхностями > 0,5 МПа 
(> 0,15 МПа в отливках массой более 10 т) или подверженность поверхностной закалке

Высокая герметичность

 Станины долбежных станков, вертикальные стойки фрезерных, строгальных и расточных станков

 Станины с направляющими большинства металлорежущих станков, зубчатые колеса, маховики, тормозные барабаны, диски сцепления



 Гидроцилиндры, гильзы, корпуса гидронасосов, золотников и клапанов среднего давления (до 8 МПа)
СЧ 18

Средняя прочность и хорошая обрабатываемость

Корпусные детали
СЧ 15

 Условные напряжения примерно до 10 МПа



 

 Давление между трущимися поверхностями ≤ 0,5 МПа


Основания большинства станков, ступицы, корпуса клапанов и вентилей и другие детали сложной конфигурации при недопустимости большого коробления и невозможности получения их старения Тонкостенные отливки с большими габаритными размерами небольшой массы

Салазки, столы, корпуса задних бабок, корпуса маточных гаек, зубчатые колеса, кронштейны, люнеты, вилки переключения, шкивы, планшайбы
СЧ 10

Слабонагруженные детали:

износ не имеет большого значения;

 деформации (коробления) должны быть минимальны

 

Корыта, крышки, кожухи

Основания привертными направляющими, плиты, стойки, подшипники, втулки

 

Детали из чугуна, марок СЧ 30 и СЧ 20, которые должны обладать преимущественной износоустойчивостью в трущейся паре, рекомендуется ставить сопряженно с деталями из чугуна соответственно маркам СЧ 20 и СЧ 15 за исключением следующих случаев:

а) когда обе детали в трущейся паре должны быть в равной мере износоустойчивы и основной деталью является верхняя;
б) когда условия эксплуатации создают возможность абразивного износа. 

В этих случаях обе составляющие трущейся пары следует изготовлять из чугуна одной марки.




Вернуться наверх