Понятие чугуна, его особенности и нюансы использования

Понятие чугуна, его особенности и нюансы использования
Фото: https://stroy-plys.ru/
Основу чёрной металлургии составляют два вида сплавов — чугун и сталь. Эти сплавы часто сравнивают между собой, отдавая предпочтение стали. Однако это не всегда оправдано, поскольку чугун также представляет ценность. Чтобы в этом убедиться, достаточно детально рассмотреть его особенности.

В общих чертах, чугун — это сплав железа с углеродом. От стали его отличает соотношение составляющих. Область применения готовой продукции зависит от разновидности чугуна. Отдельно стоит ознакомиться с информацией, как варят чугун.

Что из себя представляет чугун

Итак, чугун — это сплав железа и углерода. Но содержание углерода здесь превышает 2,14%. В качестве углерода используют цементит и графит. При классификации первичными признаны цвет и уровень прочности чугуна. По цвету различают белый и серый чугун, по уровню прочности — ковкий, половинчатый и высокопрочный. Широко используют серый чугун, имеющий на изломе серебристый отлив. Отсюда и название. Аналогично белый на изломе имеет белый отлив. Однако белый чугун не используют самостоятельно, он необходим для производства ковкого сплава. Основу высокопрочного и ковкого чугуна составляет серый сплав, но во втором варианте обязательно должен присутствовать белый. Структура и свойства половинчатого чугуна обусловлены использованием двух углеродов — цементита и графита.

Реклама на веке

Структура сплава

Чугунные сплавы различаются между собой по структуре. Они бывают перлитными, ферритными и ферритно-перлитными. Каждая из этих структур представляет собой металлическую полость с элементами графита, имеющего определённую форму:

-пластичную;

-шаровидную;

-вермикулярную;

-пластичную.

Количество и качество этих включений радикально меняют свойства сплава.

Особенности

Температура плавления чугуна на 300° ниже, чем у стали. Она составляет всего 1200°С. Объясняется это большим количеством углеродов в сплаве. Этот же показатель влияет на повышенную хрупкость чугуна, поскольку железо с углеродом не способны образовать прочной связи. То есть углерод встраивается в решётку железа лишь частично.

Свойства

Упоминая о характеристиках чугуна, акцент делают на физических, тепловых, механических, гидродинамических и химических свойствах. Эти параметры напрямую зависят от количества и качества примесей. Каждый элемент по-своему влияет на сплав:

-сера снижает тугоплавкость и жидкотекучесть;

-фосфор делает его более хрупким, но позволяет создавать изделия сложной формы;

-кремний облегчает литьё, поскольку благодаря ему понижается температура плавления;

-марганец делает сплав прочным, ухудшая литейные свойства.

Помимо этих элементов при литье используют легированные примеси: алюминий, медь, титан, никель, хром.

Достоинства и недостатки

Отдельные виды чугуна не уступают по своим характеристикам стальным сплавам. Это чугуны повышенной прочности. Но есть у сплава и другие плюсы:

-он легко удерживает температуру;

-экологичен;

-не разрушается в кисло-щелочной среде;

-долговечен, а с течением времени становится более прочным.

Есть и минусы:

-белый чугун очень хрупок, а серый — недостаточно пластичен;

-остатки воды в посуде способны вызвать появление ржавчины;

-стоимость его высока, хотя это оправдано.

Особенности производства и область применения

Льют чугун в доменных печах. Основным сырьём для литья служит железная руда, а топливом — природный газ, кокс и термоантрацит. В процессе литья восстанавливаются оксиды руды, и она становится твёрдой. После литья приступают к растворению углерода, помещая руду в распар. Из него жидкий чугун опускается в нижнюю часть печи.

Готовый сплав используют в машиностроении и металлургии. Из чугуна выполняют предметы быта и сантехнику, но из него же выполняют архитектурные памятники и ажурные ворота.

Стоимость сплава зависит от количества углерода, примесей и легирующих компонентов.

Реклама на веке
Липецкая компания «Свободный сокол» готова принять эстафету импортозамещения Глава Meta Марк Цукерберг объявил о массовых увольнениях в ближайшие дни
Нецензурные и противоречащие законодательству РФ комментарии удаляются