Высокопрочный чугун с шаровидным графитом обладает высокими физико-механическими свойствами, обусловленными его уникальной шаровидной формой графита. Это формирование графита минимально ослабляет сечение отливки, что придает ей прочность и пластичность. Механические свойства чугуна определены ГОСТом 7293-85 и представлены в таблице 1. Стандарт включает восемь марок чугуна, где буквенное обозначение «ВЧ» указывает на высокопрочный чугун, а цифры после него обозначают минимальное допустимое значение предела прочности при растяжении в кгс/мм². Прочностные и эксплуатационные характеристики чугуна с шаровидным графитом могут варьироваться в широком диапазоне, не ухудшая литейные и технологические свойства.

Механические свойства чугуна с шаровидным графитом в сравнении со сталью:

— Предел прочности такой же или даже выше.
— Более высокое отношение предела текучести к пределу прочности (0,65-0,80 против 0,55-0,60 у стали).
— Высокая износостойкость.
— Более высокая сопротивляемость ударным нагрузкам.
— Меньшая чувствительность к концентраторам напряжений.

В зависимости от микроструктуры, высокопрочный чугун с шаровидным графитом может быть ферритным, ферритоперлитным, перлитным, перлитоцементитоферритным и аустенитным. Он также может иметь различные структуры, такие как трооститная, трооститоферритная, мартенситная, перлитоцементитная и другие. Ферритный и аустенитный чугуны отличаются высокой пластичностью и устойчивостью к ударам. Аустенитные чугуны, такие как номаг и нирезист с разным содержанием никеля, обладают высокими механическими свойствами и сохраняют их до температуры 600°C. Они особенно эффективны в условиях низких температур (до -250°C). Перлитный и трооститный чугуны характеризуются высокой прочностью и невысокой пластичностью. Они получаются путем добавления никеля, меди, хрома, марганца и олова. Чугун с перлитными и трооститными структурами обладает высокой износостойкостью, а чугун с трооститными и трооститоферритными структурами, полученными изотермическим закалкой, обладает высокой износостойкостью.

ВЧШГ нашел широкое применение в различных отраслях промышленности благодаря сочетанию механических свойств стали и литейных свойств серого чугуна. Например, срок службы металлургических изложниц из ВЧШГ в 1,5-2,5 раза выше, чем из изложниц из серого чугуна.

Одним из интересных примеров является опыт чешского предприятия «Kasi», которое освоило производство люков смотровых колодцев из ВЧШГ на афл HWS. При этом масса люка была снижена практически на 50% по сравнению с люками из серого чугуна. С 80-х годов минувшего столетия московский завод «Водоприбор» также производит такие люки на афл с использованием синтетического чугуна, что позволяет снизить их массу.

Кроме того, ВЧШГ используется для производства деталей прокатного и кузнечно-прессового оборудования, горнорудного оборудования, турбин, редукторов, зубчатых передач, коленчатых валов и других деталей в машиностроении. Уменьшенный вес и высокая жидкотекучесть ВЧШГ позволяют также использовать отливки из него в автомобилестроении, что приводит к снижению массы автомобиля и повышению его мощности. Центробежно литые трубы из ВЧШГ находят применение в производстве труб большого диаметра, работающих под высоким давлением. Фитинги для метрополитена и туннелей, изготовленные из ВЧШГ, также значительно легче. Чугун с шаровидным графитом нашел применение в станкостроении, где его используют для создания сложных литых деталей с высокой жесткостью и достаточной прочностью. Кроме того, он является идеальным материалом для множества ручных инструментов. В производстве бумагоделательных машин, использование ВЧШГ приводит к значительному технико-экономическому эффекту благодаря повышенной износостойкости и долговечности деталей.

Прочность, пластичность и другие превосходные свойства высокопрочного чугуна с шаровидным графитом делают его безусловно привлекательным материалом для различных отраслей промышленности.