- ЧУГУН
- (тюркское) - сплав железа с углеродом (С обычно более 2%, массовая доля), содержащий также постоянные примеси (Si, M, P и S), а иногда и легирующие элементы. вид излома, - на серый, белый и половинчатый (или отбеленный); в зависимости от формы включений графита - на чугун с пластинчатым, шаровидным (высокопрочный чугун), вермикулярным и хлопьевидным (ковкий чугун) графитом; в зависимости от характера металлической основы - на перлитный, ферритный, перлито-ферритный, аустенитный, бейнитный и мартенситный; по назначению - на конструкционный и со специальными свойствами; по химическому составу - на легированный и нелегированный.
* * *
Чугун - это железоуглеродистый сплав, содержащий более 2,14% углерода. Однако указанная граница (2,14% C) относится только к двойным железоуглеродистым сплавам или сплавам, содержащим сравнительно небольшое число примесей. Вопрос о границе между сталями и чугунами в высоколегированных железоуглеродистых сплавах, т.е. содержащих ещё большее количество других элементов, кроме железа и углерода, является спорным. Железоуглеродистые сплавы затвердевают с образованием эвтектики.
Чугун - важнейший первичный продукт черной металлургии. Чугун вторичной плавки - один из основных конструкционных материалов, используемый как литейный сплав.
Чугун отличается от стали по составу - более высоким содержанием углерода, по технологическим свойствам - лучшими литейными качествами, малой способностью к пластической деформации (в обычных условиях не поддаётся ковке). Чугун дешевле стали.
В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:
- белый чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии в виде карбида;
- серый чугун, в котором углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в форме пластинчатого графита;
- высокопрочный чугун, в котором углерод в значительной степени или полностью находится в свободном состоянии в форме шаровидного графита.
- ковкий чугун, получающийся в результате отжига отливок из белого чугуна. В ковком чугуне весь углерод или значительная часть его находится в свободном состоянии в форме хлопьевидного графита (углерода отжига).
Таким образом, чугун (кроме белого) отличается от стали наличием в структуре графитовых включений, а между собой чугуны различаются формой этих включений.
Естественно, что важнейший вопрос теории чугуна - выяснение условий образования графита, так называемой графитизации.
Из истории:
Первые сведения о чугуне относятся к VI веку до нашей эры. В Китае из высокофосфористых железных руд получали чугун, содержащий до 7% Р, с низкой температурой плавления, из которого отливали различные изделия. Чугун стал известен античным металлургам в IV - V веках до нашей эры, Западной Европе - в XIV веке с появлением первых доменных печей (штюкофенов).
В России производство чугуна началось в XVI веке. В дальнейшем оно непрерывно расширялось, и при Петре I Россия по выпуску чугуна превзошла все страны, но через столетие отстала от западно-европейских стран.
Появление во 2-й половине XVIII веке вагранок позволило литейным цехам отделиться от доменных, т. е. положило начало независимому существованию чугунолитейного производства (при машиностроительных заводах). В начале XIX века возникает производство ковкого чугуна.
Во 2-й четверти XX века начинают применять легирование чугуна, что даёт возможность существенно повысить его свойства и получать специальные чугуны (износостойкие, коррозионностойкие, жаростойкие и т.д.). К этому же периоду относится также разработка способов модифицирования чугуна. В конце 40-х гг. был получен модифицированный чугун с включениями графита шаровидной формы вместо обычной пластинчатой, что обусловливало значительно более высокую прочность металла. Такой материал получил название высокопрочного чугуна. В 60-х гг. в электрических печах начали получать из стальных отходов с добавлением карбюризаторов так называемый синтетический чугун с высокими механическими свойствами при пластинчатой форме графита.
Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ) - ценный и перспективный конструкционный материал. Он характеризуется сочетанием высоких технологических, физикомеханических и эксплуатационных свойств, широко применяется взамен стального литья, поковок, штамповок, ковкого и серого чугунов, обеспечивая надежность и долговечность в различных режимах эксплуатации.
Лит.:
- Гуляев А.П. Металловедение. - М.: Металлургия, 1977. - УДК669.0(075.8)
- Большая Советская Энциклопедия - М., 1969-1978.
- Корниенко Э. Н., Колесников М. С., Разработка высокопрочных чугунов с повышенными специальными свойствами: Монография. - г. Наб. Челны, 1999.
смотри также Железоуглеродистые сплавы.
Металлургический словарь. 2003.
