Вопрос 7. Классификация, состав, свойства, применение чугунов

Чугун, так же, как и сталь, является железоуглеродистым сплавом, но с содержанием углерода, превышающим 2, 14%. Чаще всего в промышленности используются чугуны с содержанием углерода от 2, 4 до 3, 8%.

Отличительными качествами чугуна являются:

· хорошие литейные свойства,

· хрупкость,

· плохая свариваемость,

· низкая способность к пластической деформации.

Изделия из чугуна получают, главным образом, литьем. Обработка производится путем резки, хотя, в принципе, не исключается и прокатка чугуна. Современный уровень производства позволяет выпускать из него изделия любого уровня сложности и модификаций – лифтовые грузы, шары, барабаны, фланцы и др.

Чугун – важнейший машиностроительный материал для литейного производства. Он как конструкционный материал обеспечивает возможность получения заготовок сложной формы и их низкую стоимость. Из широкого ряда свойств этого материала нужно отметить сочетание виброустойчивости с высокой теплопроводностью, а также высокую механическую прочность и хорошую износостойкость.

Различают белый чугун, в котором весь углерод находится в химически связанном состоянии в виде цементита. Этот чугун твердый, хрупкий и имеет ограниченное применение.

Чугун, в котором углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в виде графита, называется серым.

Отбеленными называют чугунные отливки, в которых поверхностные слои имеют структуру белого чугуна, а сердцевина – серого.

Высокая твердость поверхности (500НВ) обеспечивает хорошую сопротивляемость износу, поэтому из отбеленного чугуна отливают валки листопрокатных станов, шары мельниц и другие детали, которые должны обладать высокой износостойкостью.

Механические свойства серого чугуна зависят от его структуры, главным образом от графитной составляющей.

Чугун можно рассматривать как сталь, пронизанную графитом, который играет роль надрезов и пустот. Следовательно, механические свойства будут зависеть от количества, размеров и формы графитных включений.

На процесс графитизации оказывают влияние химический состав и скорость охлаждения чугуна после заливки его в формы.

Углерод и кремний усиливают графитизацию. Марганец и сера препятствуют графитизации и повышают способность чугуна к отбеливанию, т. е. к появлению структурно-свободного цементита, особенно в поверхностных слоях.

Чем меньше скорость охлаждения чугуна в литейной форме, тем больше степень графитизации. В практических условиях скорость охлаждения определяется главным образом площадью поперечного сечения отливки (толщиной стенки).

В зависимости от формы графитных включений и условий их образования различают чугуны:

серые,

высокопрочные

и ковкие