Серый или высокопрочный чугун: что выбрать для литой детали

Чугун — самый массовый литейный материал: он хорошо заполняет форму, дешевле стали и отлично подходит для корпусов, станин, шкивов и колёс. Но в чертежах встречаются разные обозначения — СЧ20, ВЧ50 — и от выбора между ними зависит, как деталь поведёт себя в работе.

В чём главное отличие

Разница — в форме графита внутри металла.

• Серый чугун (СЧ) содержит графит в виде пластинок. Пластинки работают как внутренние надрезы: материал хорошо держит сжатие, но хуже переносит растяжение и удар.
• Высокопрочный чугун (ВЧ) получают модифицированием расплава, после которого графит принимает форму шариков. Шарики почти не ослабляют металл, поэтому прочность и пластичность у ВЧ значительно выше.

Как читать марку

Цифры в марке показывают минимальный предел прочности при растяжении. СЧ20 по ГОСТ 1412-85 — не менее 200 МПа. ВЧ50 по ГОСТ 7293-85 — не менее 500 МПа. У высокопрочного чугуна в стандарте нормируется ещё и относительное удлинение: например, ВЧ40 — не менее 15%, а у серого чугуна пластичность практически отсутствует.

Когда выбирать серый чугун

• станины и корпуса станков — серый чугун хорошо гасит вибрации, что важно для точности обработки;
• корпуса редукторов, крышки, плиты, грузы и противовесы;
• шкивы и маховики со спокойной нагрузкой;
• художественное литьё: ограды, решётки, фонари.

Серый чугун проще и дешевле в производстве, легко обрабатывается резанием и хорошо работает на сжатие.

Когда нужен высокопрочный чугун

• детали с ударными и знакопеременными нагрузками: колёса, шестерни, звёздочки;
• корпуса трубопроводной арматуры, работающие под давлением;
• коленчатые и распределительные валы;
• детали, которые раньше делали из стали, — ВЧ часто заменяет литую или кованую сталь с экономией.

А если нужна износостойкость

Для деталей, работающих на абразивный износ, — футеровок, деталей насосов и мельниц — применяют износостойкие хромистые чугуны по ГОСТ 7769-82. Они очень твёрдые, но хрупкие и трудно обрабатываются, поэтому такие отливки проектируют с минимальной мехобработкой.

Как не ошибиться с выбором

Если марка в чертеже не указана или деталь меняют с другого материала, стоит описать литейщику условия работы: нагрузки, удары, температуру, среду и требования к обработке. Инженер предложит подходящую марку и технологию литья — для чугуна это обычно литьё по газифицируемым моделям или в холодно-твердеющие смеси.

Сравнение в таблице

Технология литья и стоимость

Высокопрочный чугун сложнее в производстве: модифицирование нужно провести точно, а время между обработкой расплава и заливкой ограничено, иначе графит не получит шаровидную форму. Поэтому ВЧ дороже серого чугуна, но всё равно обычно дешевле литой стали при сопоставимой прочности. Если деталь не испытывает ударов и растяжения, переплачивать за ВЧ не имеет смысла — серый чугун справится, а вибрации погасит даже лучше.

Марки чугуна и технические возможности — на странице литья чугуна на заказ.