Химический состав ковкого чугуна подбирается таким образом, чтобы в
литом состоянии его структура в основном состояла из цементита и
перлита. Такой чугун, называемый белым, обладает высокой твердостью,
хрупок и не поддается обработке режущим инструментом. Белый чугун
содержит 2,6—2,8% углерода, 0,95—1,15% кремния, 0,4—0,6% марганца, до
0,18% фосфора, до 0,12% серы, до 0,06% хрома. Ковкий чугун не имеет
ничего общего с материалами, обрабатываемыми давлением (ковкой,
штамповкой). Из него, так же как и из серого чугуна, изготавливают
только фасонные отливки, испытывающие в работе ударные нагрузки.
Производство отливок из ковкого чугуна более сложно и длительно, чем из
серого. Низкое содержание кремния и углерода в жидком чугуне приводит
при кристаллизации его в форме к образованию белого чугуна с
перлитно-цементитной структурой.
После выбивки из формы и очистки отливки из белого
чугуна подвергают отжигу при температуре 900—1000° С в специальных печах
в течение 20—100 ч. При отжиге цементит, содержащийся в белом чугуне,
распадается с образованием углерода отжига, имеющего хлопьевидную форму,
в результате чего исчезает свойственная белому чугуну хрупкость и он
становится пластичным.
В зависимости от способа отжига ковкий чугун бывает двух
видов — белосердечный и черносердечный.
Белосердечный ковкий чугун получают при отжиге белого чугуна в
окислительной атмосфере. Отливки из белого чугуна упаковывают в ящики,
отлитые из жароупорных сплавов, и засыпают железной рудой. При нагреве
до высоких температур цементит белого чугуна разлагается, и после
охлаждения структура отливок состоит из перлита и углерода отжига, при
этом за счет кислорода, содержащегося в железной руде, происходит
выгорание углерода с поверхностных слоев отливки. Излом отожженной
отливки имеет светлый серебристый цвет.
Черносердечный ковкий чугун получают отжигом белого чугуна в нейтральной
атмосфере. Во время отжига происходит распад цементита, и после
охлаждения структура чугуна состоит из феррита и углерода отжига (рис.
4). Излом черносердечного ковкого чугуна бархатисто-черный. Качество
литья из ковкого чугуна определяют по механическим свойствам (табл. 2).
