Влияние элементов входящих в состав чугуна на его свойства.

Углерод – важнейшая структурная чугуна. Углерод находится в составе чугуна в различных состояниях: в виде химически связанного соединения с железом Fe₃C, называемого цементитом, или карбидом железа, и в свободном состоянии – в виде графита.

Если углерод находится в чугуне в виде цементита, то чугун имеет в изломе белый цвет, такой чугун называется - белым. Чугун, в котором углерод находиться в виде графита, т.е. главным образом в свободном состоянии называется серым чугуном, такой чугун имеет в изломе серый цвет.

Марганец способствует получению белого чугуна, так как образует с углеродом карбиды Mg₃C и этим препятствует графитизации. В сером чугуне не более 1, 3 % марганца.

Кремний является важнейшей после углерода примесью в чугуне. Кремний увеличивает жидкотекучесть, он способствует получению серого чугуна. В сером чугуне кремния содержится от 1, 25 до 4, 25%.

Сера – вредная примесь в чугуне. Сера ухудшает механические свойства чугуна, понижая его прочность и увеличивая хрупкость. Она придает чугуну густотекучесть, пузырчатость, т.е. ухудшает его литейные свойства. Поэтому содержание серы в чугуне не должно превышать 0, 08%.

Фосфор также понижает твердость и увеличивает хрупкость чугуна, но, несмотря на это, он бывает и полезной примесью, так как увеличивает жидкотекучесть серого чугуна.

Классификация чугунов.

Классификация чугунов с различной формой графита производиться по ГОСТ 3443-77. по специально разработанным шкалам оценивают форму включений графита, их размеры, характер распределения и количество, а также тип металлической основы.

- по состоянию графита - свободный или связанный;

- по форме включений графита – пластинчатый, шаровидный, хлопьевидный.

- по типу структуры металлической основы (матрицы) – ферритный, перлитный, феррито-перлитный;

- по химическому составу – нелегированные чугуны (общего назначения) и легированные чугуны (специального назначения).

В зависимости от формы выделения углерода в чугуне различают:

- белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде цементита;

- половинчатый чугун, в котором основное количество углерода (более 0, 8%) находится в виде цементита;

- серый чугун, в котором весь углерод или его большая часть находиться в виде пластинчатого графита;

- отбеленный чугун, в котором основная масса металла имеет структуру серого чугуна, а поверхностный слой – белого;

- высокопрочный чугун, в котором графит имеет шаровидную форму;

- ковкий чугун, получающийся из белого путем отжига, при котором углерод переходит в свободное состояние в виде хлопьевидного графита.

Сорта чугуна.

Белый чугун. Весь углерод в этом чугуне находится в связанном состоянии в виде цементита.

Рис.40. Микроструктура белого чугуна.

а – белый заэвтектический чугун (С= 5, 5%)

б – белый доэвтектический чугун (С= 2, 5%)