Чугун. Классификации чугунов

Чугуны – более дешевый материал, чем стали. Содержание углерода в них больше 2,14%. Они обладают пониженной температурой плавления и хорошими литейными свойствами. За счет этого из чугунов можно делать отливки значительно более сложной формы, чем из сталей.

Известно, что литейные свойства сплавов тем выше, чем меньше их температурный интервал кристаллизации. Следовательно, наиболее высокими литейными свойствами обладают сплавы, испытывающие эвтектическое превращение.

Благодаря сочетанию высоких литейных свойств, достаточной прочности, износостойкости, а также относительной дешевизне чугуны широко применяют в машиностроении.

В зависимости от того, в какой форме присутствует углерод в сплавах, различают белые, серые, высокопрочные и ковкие чугуны. Высокопрочные чугуны являются разновидностью серых, но из-за повышенных механических свойств их выделяют в особую группу.

Белый чугун. Такое название он получил по виду излома, который имеет матово-белый цвет. Весь углерод в этом чугуне находится в связанном состоянии в виде цементита. Белые чугуны в зависимости от содержания углерода могут быть доэвтектическими (перлит+ледебурит), эвтектическими (ледебутрит) и заэвтектическими (первичный цементит+ледебурит). Эти чугуны имеют большую твердость из-за присутствия в них большого количества цементита; как следствие этого, они очень хрупкие и для изготовления деталей машин не используются.

Серый чугун. Такое название чугун получил по виду излома, который имеет серый цвет. В структуре серого чугуна имеется графит. Посколько структура чугуна состоит из металлической основы и графита (в форме пластин), то и свойства его будут зависть от этих двух составляющих.Маркируется серый чугун буквами СЧ, после которых указывают гарантированное значение предела прочности в кг/мм², например СЧ30.

Серый чугун характеризуется высокими литейными свойствами (низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка) и служит основным материалом для литья. Он широко применяется в машиностроении для отливки станков и механизмов, поршней, цилиндров.

Высокая хрупкость, свойственная серым чугунам вследствие наличие в их структуре графита, делает невозможным их применение для деталей, работающих в основном «на растяжение» или «на изгиб»; чугуны используются лишь при работе «на сжатие».

Высокопрочными чугунами называют чугуны, в которых графит имеет шаровидную форму. Их получают путем модифицирования магнием. По структуре металлической основы высокопрочный чугун может быть ферритным, феррито-перлитным или перлитным. Шаровидный графит является менее сильным концентратором напряжений, чем пластинчатый графит, и, следовательно, менее активно влияет на механические свойства металлической основы. Чугуны с шаровидным графитом имеют более высокую прочность и при этом некоторую пластичность.

Ковкими называют чугуны, в которых графит имеет хлопьевидную форму. Их получают в результате специального графитизирующего отжига (томление) доэвтектического белого чугуна. Ковкий чугун по сравнению с серым обладает более высокой прочностью, что связано с меньшим влиянием хлопьевидной формы графита на механические свойства металлической основы. По структуре металлической основы ковки чугуны бывают ферритными и перлитными.