СЧ15

Жаростойкость чугунов СЧ: на воздухе чугун марки СЧ сохраняет повышенную стойкость при температурах до 450—500 °С, а в атмосфере печных газов лишь до 350 °С, в атмосфере водяного пара не выше 300 °С. Явление роста в высокопрочном чугуне с шаровидным графитом (ВЧШГ) практически не наблюдается при температурах до 400—500 °С.

При более высоких температурах следует применять специальные легированные чугуны. Наиболее часто для повышения жаростойкости используют легирование Si, Аl и Сr.

Влияние Si и Аl на окалиностойкость и ростоустойчивость чугуна не однозначно. При небольших добавках этих элементов в обычный чугун с пластинчатым графитом рассматриваемые свойства ухудшаются. Даже незначительное количество Si в белых чугунах резко понижает их жаростойкость. Однако при достаточно высоком содержании Si и Аl стойкость чугуна против окисления и роста резко повышается.

Благоприятные результаты действия высоких концентраций Si на окалиностойкость и ростоустойчивость связаны с получением стабильной структуры графит + кремнеферрит. По мере увеличения содержания Si критические точки располагаются при более высокой температуре. Так, при 6 % Si точка Ac₁ располагается около 950 °С, а при 7 % Si — около 1000 °С. Кремний, входя в твердый раствор, повышает температуру образования непрочной вюститной фазы (Fe₃О₄), т. е. увеличивает стойкость металлической основы против окисления.

Влияние А1 на жаростойкость чугуна проявляется прежде всего путем образования им защитных оксидных пленок. Алюминий повышает температуру возникновения вюститной фазы и способствует образованию оксидных пленок с шпинельным типом решетки (FeO^.А1₂O₃).

На уменьшение роста и окисления отливок хром влияет уже при небольших количествах (0,5—1,5 %; рис. 2, а). Ввод хрома в таких количествах тормозит графитизацию эвтектоидного цементита, измельчает включения графита и повышает сопротивляемость окислению металлической основы вследствие повышения температуры образования вюститной фазы. Максимального уровня эти свойства достигают при Сг>15%. Большинство жаропрочных хромистых чугунов (>10% Сг) относятся к типу белых чугунов.

Никель повышает жаростойкость даже при относительно небольших добавках (до 1,5—2,0). Однако это влияние ощутимо лишь в области относительно низких температур. Жаростойкость непрерывно повышается с ростом концентрации в них Ni. Жаростойкими при 1220 К являются чугуны, содержащие не менее 25 % Ni. При таких концентрациях никеля чугуны имеют однофазную аустенитную структуру металлической основы.

Наиболее эффективно для повышения жаростойкости и сохранения других свойств комплексное легирование, например, Сг и Ni, Сr и Сu, Si и АL и др.