Чугун

Чугун в сфере промышленного производства узлов и деталей

Чугун – это сплав железа с небольшим количеством углерода и содержанием легирующих добавок. Состав определяет оптимальные характеристики для различных технологических задач: от строительства до машиностроения. Он податлив всем видам механической обработки, подходит при создании отливок, поддается ковке, резке. Имеет высокие показатели износостойкости, устойчивости к перепадам температур, коррозии, пожарной безопасностью, а также прочностью при растяжении. Параметры зависят от совокупности химических элементов, технологии производства, легирующих составных компонентов.

Классификация чугуна

В зависимости от химсостава и характеристик чугуна, различают несколько основных категорий. В каждой из них действует свой стандартизирующий документ. По документации существует несколько конфигураций чугуна:

• Серый (СЧ) – марки с пластинчатым графитом с порядковым номером в маркировке, который определяет временное сопротивление при растяжении от 100 до 350 МПа. Выпускаются по ГОСТ 1412-85.
• Белый (БЧ) – соединение железа и углерода с более 2,14%. Имеет светлый цвет в изломе за счет белого цементита. В зависимости от кристаллической структуры и легирующих добавок выделяют обыкновенный, легированный, жаропрочный и нержавеющий белый чугун. Применяется в изготовлении бытовых инструментов, режущих предметов, прочных деталей в машиностроении, например, шаровых мельниц.
• С шаровидным графитом (ВЧ) – высокопрочные сплавы, которые используются в создании отливок. Выпускаются с порядковым номером 35-100, который сообщает временное сопротивление при растяжении в кгс/мм².
• Литейный (Л) и литейный рафинированный магнием (ЛР) – заготовки, предназначенные для последующей переплавки в чугунолитейных цехах. Используются при изготовлении чугунных отливок. Технические условия прописаны в стандартизирующий документации ГОСТ 4832-95.
• Передельный – чугун сталеплавильного (П1 или П2) или литейного (ПЛ1 или ПЛ2) производства. Модели ПФ имеют повышенное содержание фосфора, а ПВК – более высокие качественные показатели. Технические условия устанавливает ГОСТ 805-95.
• АЧС – антифрикционный серый; АЧВ – антифрикционный высокопрочный; АЧК – антифрикционный ковкий чугун с компактным графитом для отливок по ГОСТ 1585-85.

Чугун обладает высокой хрупкостью, что следует учитывать при подборе материала. Чтобы повысить механические характеристики в состав добавляют хром, никель, другие легирующие компоненты. Подобные соединения называются аустенитоферритными. Существует ряд чугунных марок с уникальными свойствами: жаропрочностью, хладостойкостью, маломагнитностью, повышенной прочностью и износостойкостью при различных температурных условиях. Для них действует свой ГОСТ 7769-82.

Свойства чугуна

Углеродистое железо – это один из базовых металлических сплавов, который применяется в различных сферах промышленности. Разнообразие технических характеристик и пластичность при повышенных температурах позволяют применять его для ряда металлургических задач:

• Литейное производство. Металл тягуч, способен принимать сложные формы, создавать монолитные детали нестандартной конфигурации.
• Машиностроение. Углеродистое железо обладает износостойкостью, высокой прочностью, устойчивостью к преждевременному истиранию.
• Высокая плотность. Чугун используют в экранировании помещений или создании капсул со звукопоглощающим эффектом.
• В строительстве из чугунных заготовок получают быстровозводимые каркасы, перегородки, армирующие элементы. Например, распространены чугунные мосты.
• Трубопроводы, запорная арматура, системы водоотвода. Материал устойчив к коррозии, герметичен, имеет различные способы монтажа.
• Промышленная химия. Аустенитоферритные марки применяют в изготовлении топливных реакторов, баков и других компонентов, работающих в химически активных средах.

К недостаткам чугуна относят повышенную хрупкость по сравнению с другими металлами, большую массу из-за своей плотности (поэтому чугунный трубопровод невозможно монтировать без специального оборудования), низкую пластичность при обработке после отливки. Углерод также может негативно влиять на коррозионные свойства.