Контроль твердости чугуна является самым распространенным видом испытания отливок, поскольку он косвенно определяет их обрабатываемость и механические свойства.
Значение твердости, как одного из показателей, характеризующего качество металла, зависит от величины зерна основной металлической массы, наличия в металле карбидов железа и других элементов, а также от количества и размеров включений.
Из технологии следует, что твердость литых деталей, полученных из ваграночного чугуна, выплавленного на шихте с передельным чугуном, несколько выше, чем у чугуна, полученного на шихте, содержащей литейный доменный чугун, но вполне укладывается в допустимые пределы, предъявляемые к малым толщинам стенок отливок.
Повышенная твердость отливок, полученных из металла, выплавленного на шихте с передельными чугунами, как и следовало ожидать, объясняется наличием в литых деталях большого количества связанного углерода, что подтверждено металлографическим анализом, таким образом чугун имеет большую твердость чем сталь 45 и другие конструкционные стали.
Исследованию на жаростойкость подвергали чугунные образцы диаметром 10 мм и длиной 50 мм марки СЧ 18-36, выплавленные из шихт, которые обрабатывали по следующему режиму: нагрев до температуры 900° С в течение 3 ч, выдержка 1-5 ч. Чем мельче зерно основной массы металла, меньше количество и размеры пластинок графита, а также больше связанного углерода в чугуне, тем выше твердость последнего.
При этой же температуре с последующим охлаждением до комнатной температуры в течение 12-15 ч. Из приведенных на данных следует, что общие потери металла за шесть циклов нагрева и выдержки образцов, выплавленных на шихте с передельным чугуном, составляют 11,2%, в то время как для металла, полученного на литейном доменном чугуне, 13,7%.
Эти результаты позволяют сделать вывод о благоприятном воздействии применяемого в шихте передельного чугуна, способствующего повышению качества основной структуры металла. Такой металл обладает лучшей жаростойкостью, чем металл, полученный при плавке с содержанием в шихте литейных чугунов.
Чугун, выплавленный в вагранке на шихте с добавкой передельных чугунов, может быть использован не только для производства машиностроительных деталей, но и в металлургической промышленности, особенно для отливки изложниц и мульд, работающих в условиях резких термических ударов.
Как известно, чем больше газов в чугуне, тем ниже его технологические и механические свойства. Основными источниками газонасыщения металла при плавке могут быть исходные материалы, состав шлаков и газовая фаза плавильной печи, медленное плавление металла.
Передельные чугуны, полученные в условиях термически пониженной доменной плавки, ускоренного схода шихты, меньшего содержания закиси железа в шлаке, а следовательно, и в металле, содержат по сравнению с литейными доменными чугунами меньшее количество газов. По данным науки в 100 г передельного чугуна марки М2 находится 15-19 см3 газов, а в литейном доменном — от 22 до 59 см3. В зависимости от габаритных размеров металлического слитка и на основе его удельного веса, металлический калькулятор позволяет расчитать вес металла.
Насыщение металла газами происходит также и в процессе ваграночной плавки, причем с увеличением продолжительности схода металлических колош газонасыщенность чугуна возрастает. Кроме того, чем больше в шлаковом расплаве окислов железа, тем больше ваграночный металл будет насыщен кислородом.