Чугун

   Сплавы железа с углеродом, содержащие более 2,14% углерода называют чугуном. Присутствие эвтектики в структуре чугуна обуславливает его использование исключительно в качестве литейного сплава. Углерод в чугуне может находиться в виде цементита и графита, либо в обоих видах одновременно. Цементит придает излому светлый цвет и характерный блеск; графит – серый цвет без блеска. Вследствии этого чугун, в котором весь углерод находится в виде цементита называют белым, а в виде цементита и свободного графита – серым. В зависимости от формы графита и условий его образования различают: серый высокопрочный с шаровидным графитом и ковкий чугуны. На фазовый состав и свойства чугуна решающее влияние оказывают содержание в нем углерода, кремния и других примесей (рис. 6.9), а также режим охлаждения и отжига.

Белый чугун

   Белый чугун имеет высокую твердость и прочность (НВ 4000-5000 МПа) плохо обрабатывается резанием, хрупок. Используется в качестве передельного на сталь или ковкий чугун.

Отбеленный чугун

   Отбеленный чугун имеет в поверхностном слое структуру белого, а в сердцевине – серого чугуна, что придает изделиям из него повышенную износостойкость и выносливость. Примерный состав белого чугуна: С = 2,8-3,6%; Si = 0,5-0,8%; Mn = 0,4-0,6%.

Серый чугун

   Графитные включение резко снижая прочность серого чугуна на растяжение, практически не влияют на его прочностные характеристики на сжатие, изгиб и твердость; делают малочувствительным к концентраторам напряжений, улучшают обрабатываемость резанием. Серый чугун маркируют буквами С – серый и Ч – чугун. Цифры после них указывают среднее значение прочности на растяжение (кг/мм2). К перлитным чугунам относятся модифицированный чугун марок СЧ30-СЧ35, содержащий добавки-модификаторы – графит, ферросилиций, силикокальций, в количестве 0,3-0,8% и др. Для снятия внутренних напряжений отливки отжигают при 500-600°C с последующим медленным охлаждением.

   Модифицирование и отжиг увеличивают пластичность, ударную вязкость и выносливость чугуна.

   При введении в состав серого чугуна при его выплавке магния в количестве 0,03-0,07% графит в процессе кристаллизации приобретает шаровидную форму вместо пластинчатой. Такой чугун имеет высокую прочность, сравнимую с прочностью литой стали, хорошие литейные свойства и пластичность, обрабатываемость резанием и износостойкость. Марки высокопрочного чугуна обозначают буквами и цифрами. Последние означают временное сопротивление растяжения (кг/мм2) и относительное удлинение (%).

Ковкий чугун

   Ковкий чугун получают длительным нагревом (отжигом) отливок из белого чугуна. Отжиг проводят в две стадии с выдержкой на каждой из них до полного распада ледебурита (I стадия), аустенита и цементита (II стадия) и образования феррита и графита. Последний выделяется при этом в виде хлопьев, придающих чугуну высокую пластичность. Излом его бархатисто-черный. Если охлаждение ускорить, то происходит образование ковкого чугуна с перлитной основой, снижающей пластичность и придающей излому светлый (сталистый) вид. Маркируют его также, как и высокопрочный чугун. Термин «ковкий чугун» является условным и характеризует пластические, а не технологические свойства чугуна, так как изделия из него, как и из других чугунов, получают литьем, а не ковкой.

   В строительстве находят применение все виды рассмотренных чугунов с графитным включением. Серые чугуны используют в конструкциях, работающих на статическую сжимающую нагрузку (колонны, фундаментные плиты, опорные плиты под фермы, балки, канализационные трубы, люки, задвижки); высокопрочные и ковкие чугуны, обладающие повышенной прочностью, пластичностью и вязкостью, используют в конструкциях, подвергающихся динамической и вибрационной нагрузке и износу (полы промзданий, фундаменты тяжелого кузнечно-прессового оборудования, подферменные опоры железнодорожных и автодорожных мостов, тюбинги для закрепления ответственных транспортных тоннелей под землей в горах).

Авторы: редакционная статья ТехСтройЭкспертизы

Техническая строительная экспертиза

Узнать стоимость и сроки online, а также по тел.: +7(495) 641-70-69; +7(499) 340-34-73; e-mail: manager@tse-expert.ru