Твердость чугуна

Твердость чугуна — одна из ключевых характеристик, определяющих его применение в промышленности и строительстве. Этот параметр отражает способность материала сопротивляться пластической деформации и износу, что особенно важно при выборе чугуна для деталей, работающих под нагрузкой или в условиях трения.

От чего завит твердость чугуна

Твердость чугуна в первую очередь зависит от его структуры: формы и распределения графитовых включений, а также типа металлической основы — ферритной, перлитной или их смеси. Например, белый чугун, в котором углерод находится преимущественно в виде твердого цементита, обладает высокой твердостью (до 400–450 HB), но крайне хрупок. В то же время серый чугун с пластинчатым графитом значительно мягче, но лучше поддается механической обработке. Высокопрочные и ковкие чугуны, благодаря шаровидной или хлопьевидной форме графита, сочетают умеренную твердость с повышенной вязкостью и прочностью.

Как измеряется

Измеряется твердость чугуна, как правило, по методу Бринелля (HB), реже — по Виккерсу (HV) или Роквеллу (HRC/HRB). Выбор метода зависит от вида чугуна и требований к точности. Для литых изделий, имеющих неоднородную структуру, наиболее распространён метод Бринелля, так как он усредняет показания по относительно большой площади отпечатка.

Согласно общепринятой классификации, чугуны подразделяются по твердости на четыре категории:

• Мягкий — менее 149 HB;
• Средней твердости — 149–197 HB;
• Повышенной твердости — 197–269 HB;
• Твердый — свыше 269 HB.

Так, серый чугун марки СЧ20 (по ГОСТ 1412–54) имеет твердость 143–255 HB в зависимости от толщины стенки отливки, и относится к категории средней или повышенной твердости, тогда как высокопрочный чугун ВЧ60 — к твердому. Белый чугун, не регламентируемый теми же стандартами, но используемый как передельный, выходит за верхнюю границу шкалы.

Сравнение чугунов по твердости

Ниже приведено сравнение основных видов чугуна по твердости.

Серый чугун (ГОСТ 1412-85):

Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293-85):

Ковкий чугун (ГОСТ 1215-79):

Итог

Таким образом, твердость чугуна — это комплексный показатель, зависящий от химического состава, технологии производства и термообработки. Правильный выбор марки по ГОСТ с учетом требуемой твердости позволяет обеспечить надежность и долговечность изделий в самых разных условиях эксплуатации.