4 400 ₽/шт
Чугун представляет собой особый сплав, среди компонентов которого, имеется железо (Fe) и углерод (C), причем количество последнего превышает два процента. Помимо этих элементов возможно наличие различных добавок и легирующих составляющих. Свойства чугуна полностью зависят от структурных характеристик и вида, в котором пребывает углерод. Ключевыми компонентами сплава служат цементит, либо графит, а также продукты, возникающие после распада аустенита. Эти элементы реакции зависят от скорости охлаждения и могут быть в разном виде.
Благодаря наличию легирующих компонентов, имеется возможность для регулировки графитизации, что помогает осуществлять изменения в имеющихся свойствах сплава.
Сталь, а также чугун – определения железоуглеродистых сплавов. Значение углерода в последнем может варьироваться от 2,14 до 6,67%, оставшееся компоненты – железо, различные добавки (из кремния, марганца, фосфора и прочих), а также легирующие элементы. Чаще всего чугун используется в сталелитейном производстве.
Особенности классификации
На этапе изготовления происходит формирование ключевых характеристик сплава. Исходя из особенностей течения процесса превращения, бывают такие виды чугуна:
- серые (углерод выступает в качестве графита);
- белые (в виде цементита);
- половинчатые.
Конфигурация и параметры графитовых включений определяют основные марки чугуна и область его использования.
По форме графитовых вкраплений, сплав классифицируется следующим образом:
- вермикулярные;
- хлопьевидные;
- пластинчатые шаровидные.
По типу металлоосновы чугун делится на:
- ферритный;
- бейнитный;
- мартенситный;
- аустенитный;
- перлитный;
- перлитно-ферритный.
Также в состав сплава входят и прочие составляющие, такие как:
- сера (от 0,02 до 0,2 процента);
- фосфор (от 0,04 до 1,5 процента);
- кремний (от 0,5 до 3,6 процента);
- марганец (от 0,2 до 1,5 процента).
Благодаря содержанию дополнительных компонентов, придающих специальные свойства, чугун бывает:
- легированный (к этой разновидности можно отнести сплав, содержащий такие добавки: медь, вольфрам, никель, хром и прочие);
- нелегированный.
Отличительные особенности
Ключевым отличием чугуна от стали является количественное значение углерода в составе сплава. У первого его больше (свыше 2.14%), как и присутствие превосходящего количества примесей. Также можно выделить следующие различия:
- по внешнему виду;
- по температуре плавления;
- по теплопроводности;
- по степени обработки (сварка, литье, ковка и прочие).
Основные виды
Существует несколько разновидностей чугунного продукта. Рассмотрим самые востребованные:
- Передельный. Производство осуществляется в доменных печах, полученный сплав служит для последующего передела в стальной продукт, либо в качестве заготовки для отливок. Возможно применение в твердом или жидком состоянии. По регламенту ГОСТа 805, продукт данного типа должен содержать определенное число компонентов: фосфора, кремния, серы, марганца. Исходя из количества кремния и направления использования продукта, передельный чугун типизируется в соответствии со следующими параметрами:
- для получения стали (маркировка П1, П2);
- для литейного изготовления (маркировка ПЛ1, ПЛ2);
- фосфористый (ПФ1, ПФ2, ПФ3);
- высокого качества (ПВК1, ПВК2, ПВК3).
- Белый. Присутствующий в сплаве углерод находится в качестве цементита, его структурных показателей добиваются при высокоскоростном охлаждении. Одной из главных особенностей можно выделить белый цвет в расположении излома, хрупкость и твердость. Субстанция не поддается мехобработке с помощью режущего оборудования. Чаще всего данный продукт применяют для производства литых деталей, обладающих достаточной износостойкостью (валки для проката, шары для измельчения, лопасти шнеков и прочего).
- Серый. В этой разновидности углерод выступает в виде пластинчатого графита. На изломе преобладает цвет, достаточно насыщенный - серый. Он неплохо поддается мехобработке, обладает небольшой степенью прочности и неплохой пластичностью при растягивании. Из-за имеющегося пластинчатого графита, малочувствителен к концентраторам напряжения, практически не расположен к появлению дефектов в виде усадки, поэтому его часто применяют при производстве отливок непростой конфигурации с толстыми стенками.
- Высокопрочный. Получается с помощью добавок в расплавленный сплав чистого магния, его соединений и модификаторов. Графит имеет форму шара, свойства продукта определены его основой из металла. В основном такой чугун применим при изготовлении различных деталей, имеющих ответственное назначение, которые могут выдержать большие нагрузки, даже при сильном износе, при высоком температурном режиме или при воздействии с агрессивной средой.
- Ковкий. Изготовление осуществляется при помощи отжига белого вида. Структура графита имеет конфигурацию, напоминающую хлопья. Это добавляет прочностные характеристики, увеличивает пластичность и уменьшает напряжение внутри отливки. Чаще всего применяется в ответственных деталях и комплектующих, функционирующих при регулярном ударном напряжении и повышенной вибрации. Исходя из имеющегося химсостава и вариантов отжига, есть возможность образовывать разную основу. Металл такой разновидности бывает 2 типов: черносердечный и белосердечный. В маркировке, обозначенной в виде букв и цифр, прописывается определение и ключевые характеристики.
- Специальный. Имеют уникальные характеристики, полученные легированием, использованием разных методов отжига и способов охлаждения. У спецсплавов есть технические условия, регламентирующие состав, свойства, способы маркировки и прочее. К данной разновидности чугуна можно отнести следующее:
- жаростойкий продукт;
- художественный;
- стойкий к коррозии и износу;
- ферросплав;
- материал с электромагнитными свойствами и прочие.
Производственный процесс
Для изготовления чугуна служат доменные печи, в которых происходит выплавка продукта обогащенной руды. В качестве топлива используется кокс, газ, пылеугольное сырье. Производственный процесс, проходящий в высоком температурном режиме, дает возможность образовывать сплав, в состав которого входит углерод и железо, путем выделения последнего из оксидов. Также в результате плавления, помимо чугуна выходят остаточные элементы флюсов, топливной золы, шлак и прочее.
Сварочный процесс
Стыковка некоторых элементов из чугуна, при помощи сварки, достаточно востребованный процесс, однако он технологически сложен и трудоемок. Из-за сравнительно большого количества углерода и ряда примесей, пригодность металла к сварке небольшая. При сварочных работах довольно проблематично получить хороший шов, часто образуются непровары, из-за повышенного выделения газа возникают поры, в результате чего появляются трещины, а также иные дефекты на нем. В связи с этим, при сваривании применяют покрытые, либо на основе угля, электроды, порошковый вид проволоки, газовые агрегаты и прочее. В целях исключения появления закаленных промежутков используют предварительное нагревание деталей, делают оптимальный подбор режимов для осуществления сварки.
Преимущества и недостатки
Впервые чугун начали изготавливать еще в 14 веке. С тех времен технологический процесс существенно поменялся и модифицировался. Этот продукт обладает несомненными преимуществами следующего характера:
- стойкость к кислотно-щелочной среде;
- долгий срок службы;
- широкий ассортимент;
- экологичность и гигиеничность;
- простота изготовления;
- экономичность;
- несложный уход;
- выдерживает экстремальные температуры;
- высокая теплоотдача;
- возможность обработки;
- отличная прочность.
Из недостатков можно отметить следующее:
- большая масса;
- подверженность ржавлению при долгом контакте с водой;
- сложные условия транспортировки, монтажа, обслуживания.
Область применения
Наиболее востребован серый сплав при изготовлении прокатных станов, изделий для канализационных коммуникаций, плит фундамента и опор, колонн и другого. Ковкий чугун служит для производства мостов различного назначения, тяжелых агрегатов, коленвалов, применяющихся для большинства транспортных средств, из него льют воротниковые фланцы. С помощью белого сплава делают прессформы, прокатные валки, мелющие комплектующие в технике. Высокопрочные сплавы идут на изготовление элементов турбин, автотранспортных двигателей, комплектующих для сельскохозяйственной техники, шестерней, антифракционные служат для подшипников, направляющих и прочих деталей.
