Термическая обработка для повышения твердости и прочности чугуна

В зависимости от предъявляемых требований повышение твердости и прочности чугуна может быть достигнуто с помощью нормализации или закалки с последующим отпуском. Нормализация применяется в тех случаях, когда необходимо иметь чугун твердостью Нв = 200 - 220, т. е, в металлической основе получить структуру перлита.

Процесс нормализации состоит в нагреве отливок до температур 870 - 920°, выдержке их при этих температурах в течение 1-3 час. И последующем охлаждении на воздухе, а массивных отливок - в струе воздуха. При нагреве чугуна происходит насыщение аустенита углеродом за счет графита, а при последующем охлаждении в структуре чугуна увеличивается количество перлита. Отливки сложной формы после нормализации иногда подвергают отпуску при температурах 400 - 500° для снятия внутренних напряжений, полученных при охлаждении чугуна на воздухе.

Закалка и отпуск отливок серого чугуна осуществляются в тех случаях, когда необходимо иметь твердость Нв = 300 - 500, т. е. получить в металлической основе сорбит или троостит. Закалка производится от температур 850 - 950° чаще всего в масле во избежание появления трещин. После закалки осуществляется отпуск при температурах 300 - 500°, в зависимости от требуемой твердости отливок. Необходимо отметить, что отливки из серого чугуна редко подвергаются закалке и отпуску. Объясняется это тем, что в чугуне содержится малопрочный и рыхлый графит, который сильно снижает эффективность закалки.

Наиболее эффективна изотермическая закалка отливок модифицированного чугуна. Для отливок с толщиной стенок 12 - 15 мм, имеющих перлитную металлическую основу, может быть рекомендован следующий режим закалки: нагрев до 870 - 920°; выдержка при этих температурах 20 - 30 мин.; перенос в соляную ванну температурой 280 - 350°; выдержка в ней в течение 15-20 мин.; окончательное охлаждение на воздухе. В результате изотермической закалки прочность отливок повышается на 50 - 70%, а сопротивление износу - в 2 - 3 раза.