2. Серые чугуны, применяемые в общем машиностроении

0. Структура чугуна. Форма графита

Чугун отличается от стали по составу – более высоким содержанием углерода, по технологическим свойствам – улучшенными литейными качествами, малой способностью к пластической деформации (в обычных условиях не поддается 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.

Белый чугун. Такое название он получил по виду излома, который имеет матово-белый цвет. Структура белого чугуна (при нормальной температуре) состоит из цементита и перлита. Следовательно, в белом чугуне весь углерод находится в форме цементита, степень графитизации равна нулю. Белый чугун обладает высокой твердостью и хрупкостью, практически не поддается обработки режущим инструментом.

Серый чугун. Такое название чугун получил по виду излома, который имеет серый цвет. В структуре серого чугуна имеется графит, количество, формы и размеры которого изменяются в широких пределах. Таким образом, в сером чугуне имеется графит, а в белом его нет.

В микроструктуре чугуна следует различать металлическую основу и графитные включения.

По строению металлической основы чугун разделяют на:

• серый перлитный чугун – структура его состоит из перлита с включениями графита;

• серий феррито-перлитный чугун – структура этого чугуна состоит из феррита плюс перлит и включения графита.

• серый ферритный чугун – металлической основой является феррит, и весь углерод, имеющийся в сплаве, присутствует в форме графита.

По структуре чугуны отличаются от стали только тем, что в чугунах имеются графитные включения, предопределяющие специфические свойства чугунов.

Графит в чугунах может быть в трех основных формах:

• Пластинчатый графит. В обычном сером чугуне графит образуется в виде прожилок, лепестков.

• Шаровидный графит. В современных высокопрочных чугунах, выплавленных с присадкой небольшого количества магния или церия, графит приобретает форму шара.

• Хлопьевидный графит. Если при отливке получить белый чугун, а затем, используя неустойчивость цементита с помощью отжига разложить его, то образующийся графит приобретает компактную, почти равноосную, но не округлую форму.

Таким образом, чугун с пластинчатым графитом называют серым чугуном, чугун с шаровидным графитом – высокопрочным чугуном и чугун с хлопьевидным графитом – ковким чугуном.