В идеале сплав чугуна состоит из железа и углерода. Но в него часто входят различного рода присадки, потому что без них сплав был бы ещё более хрупким. Так для увеличения прочности в материал добавляются кремний, марганец, фосфор и серу (не больше 1%).
Наличие в чугуне углерода, процент содержания которого колеблется от 2,14 до 4, способствует исключительной твёрдости материала. Но в то же время именно углерод увеличивает его хрупкость. В практике обычно применяется чугун, содержащий около 3 процентов углерода.
Изделия из чугуна
В некоторые виды чугуна также добавляют специальные примеси, чтобы придать материалу дополнительные свойства. Как правило, это хром, никель и алюминий. Если вам нужно решить вопрос связанный с литьём чугуна, советуем обратиться сюда.
Преимущества чугуна
1) Чугун имеет широкое использование в литейном производстве. У него низкая температура плавления. Она равна примерно 1200 градусов, что ниже показателей стали на 250-300 градусов. Всё потому, что углерод и железо образуют не слишком прочную связь между собой. Благодаря этому, а также плотности 7,2 г/см3 чугун превосходит по литейным свойствам другие материалы, за исключением нескольких разновидностей стали.
2) Ещё одним неоспоримым преимуществом чугуна является его твёрдость. Она достигает 7,5 баллов по шкале Мооса. Этот результат превышает показатели кварца и лишь на 2,5 балла меньше от твёрдости алмаза.
3) Детали из чугуна отличаются долговечностью.
4) Чугун – экологически чистый материал. Поэтому его и применяют для создания посуды, в которой готовится пища. Сплав не включает в себя вредных компонентов и безопасен для здоровья человека.
5) Чугун способен долгое время поддерживать высокую температуру.
Процесс литья чугуна
Недостатки чугуна
1) Из-за значительного части углерода в сплаве материал очень хрупок. А потому он не пригоден для создания деталей, которые будут находиться под давлением.
2) Чугун быстро начнёт покрываться ржавчиной, если на нём длительное время будет собираться вода. Полностью изделие не проржавеет, но может утратить опрятный вид. Поэтому для деталей из чугуна необходимо покрытие для защиты от коррозии.
3) Также изделия всегда отличаются массивностью.
Виды чугуна
1) Белый чугун. Этот сплав приобрёл своё название за светлый оттенок на сколе. Он характеризуется входящим в его состав чрезмерным количеством углерода в виде цементита.
Процент углерода чаще всего выше 3, поэтому белый чугун – материал очень хрупкий и ломкий. Он тяжело плавится и с трудом поддаётся обработке стальными инструментами. В чистом виде его применяют не часто, в основном для деталей, не предназначенных для нагрузок.
Но характеристики материала можно изменить, если добавить в сплав примеси. Обычно для этого используют хром и никель. Полученный материал называется «сормайт», его применяют для нагрева. Основное применение белого чугуна – это отливка ванн.
2) Серый чугун. Эта разновидность чугуна тоже была названа по цвету в месте разлома. Материал используется практически во всех сферах народного хозяйства. Количество углерода в сплаве примерно равно 2,5%. И в отличие от белого, в сером чугуне он содержится также в виде графита.
Применение из чугуна
Материал обладает и пластичностью, и хорошей для чугуна прочностью. Благодаря этому материал применяется в производстве деталей, эксплуатируемых при циклических нагрузках. Из серого чугуна изготавливают втулки, зубчатые шестерёнки, литые конструкции.
3) Ковкий чугун. Для создания этого сплава используют белый чугун. Его подвергают обжигу, что способствует образованию феррита. Этот материал наиболее пластичен. Из него получают шестерни, поршни, подшипники, звенья и ролики конвейерных цепей, муфты, тормозные детали и педали.
4) Высокопрочный чугун. Это вид серого чугуна, в котором графит решётке имеет шаровидную форму. Округлость графита ослабляет кристаллическую решётку, что улучшает механические свойства материала.
Вследствие этого свойственные чугуну характеристики (прочность, удобство литья) дополняются устойчивостью к трещинам и пластичностью, которые близки к показателям стали. Высокопрочным чугуном даже можно заменить все стальные механизмы. Из материала изготавливаются турбопроводы и другие отопительные аппараты.
Применение
1) Чугун незаменим в машиностроении. Большое количество деталей (поршни, шестерни, электродвигатели) производятся именно из него.
2) Ценен чугун и в металлургической отрасли. Он обладает отличными литейными качествами, а также не дорог в цене.
2) Продолжает чугун широко использоваться для создания канализационных труб и сантехники. Из него изготавливаются ванны, отличающиеся долговечностью, раковины и фитинги. Некоторые радиаторы, приобретённые годы назад, всё ещё продолжают служить своим владельцам.
3) Сплав идёт и на производство посуды. Сковородки из чугуна пользуются особой популярностью.
4) Печи из чугуна не только значительно дешевле аналогов, но и не подвержены деформации при нагреве.
5) Также из чугуна создаются декоративные элементы или художественные элементы: ажурные ограды, ворота и решётки.
В последнее время из-за высокой затратности производства чугуна, его использование значительно сократилось. Чтобы облегчить производство, вместо него стали использовать сплавы более лёгкие для изготовления. Эта тенденция продолжается уже несколько лет, и для многих сейчас чугун кажется пережитком прошлого. Но остались отрасли, в которых он пока не сдаёт позиции и по-прежнему крайне необходим. Поэтому полностью отказаться от использования чугуна не представляется возможным.
