Чугун с шаровидным графитом (высокопрочный чугун, ВЧ)
Чугун с шаровидным графитом (высокопрочный чугун, ВЧ) — это чугун, в котором углерод присутствует в виде шаровидных включений графита. Такая структура достигается за счёт модифицирования расплава магнием, церием или другими редкоземельными элементами. Это придаёт материалу высокую прочность, пластичность и ударную вязкость, что позволяет использовать его вместо стали в ответственных конструкциях.
Химический состав чугуна с шаровидным графитом
Основные компоненты (в %):
| Элемент | Содержание | Влияние на свойства |
| Углерод (C) | 3,0–3,8% | Образует графит и цементит. Избыток улучшает жидкотекучесть. |
| Кремний (Si) | 1,8–2,8% | Стимулирует графитизацию, снижает хрупкость. |
| Марганец (Mn) | 0,2–1,0% | Повышает прочность, нейтрализует серу. |
| Магний (Mg) | 0,03–0,06% | Модификатор: формирует шаровидный графит. |
| Фосфор (P) | <0,1% | Вредная примесь: повышает хрупкость. |
| Сера (S) | <0,3% | Вредная примесь: снижает качество графита. |
Марки чугуна с шаровидным графитом Российские (ГОСТ 7293-85):
Маркировка включает буквы ВЧ (высокопрочный чугун) и цифры, обозначающие предел прочности на растяжение (σᵦ, МПа) и относительное удлинение (δ, %).
- ВЧ50 — σᵦ = 500 МПа, δ = 7% (ферритная основа).
- ВЧ80-2 — σᵦ = 800 МПа, δ = 2% (перлитная основа).
- ВЧ100-4 — σᵦ = 1000 МПа, δ = 4% (легированный Ni, Mo).
Преимущества и недостатки
- Прочность до 1000 МПа (близко к стали).
- Пластичность (δ до 18% у ферритных марок).
- Ударная вязкость (КСU до 150 Дж/см²).
- Коррозионная стойкость (при легировании Cu, Ni).
- Выше стоимость из-за модификаторов.
- Сложность обработки резанием (перлитные марки)
- Чувствительность к скорости охлаждения при литье.
- Риск образования цементита при ошибках в технологии.