Серый чугун

Серый чугун — это сплав железа с углеродом, который при охлаждении металла образуется в виде хлопьевидных или пластинчатых включений. Содержание углерода в сплаве превосходит 2,14%, что выше нормальной растворимости. Этим сплав и выделяется от стали, в которой углерод полностью растворен и отсутствует в виде некоторых включений, структура которых определяет их как графит.

Главные характеристики

Серый чугун лежит в основе черной металлургии, потому как выходит в результате восстановления металлических руд с помощью углеродного топлива (древесного угля). В результате, помимо химреакции восстановления окислов железа, сплав дополнительно насыщается свободным углеродом.

Высокое содержание углерода в свободном состоянии определяет механичные свойства серого чугуна. Одно из главных качеств, которые дают возможность применять серый чугун не только в качестве передельного металла, это его высокие литейные качества и небольшая усадка при застывании. Расплавленный металл имеет высокую текучесть, по этому из него можно исполнять отливки замысловатой формы.

Плиты серого чугуна

Ограничение по применению изделий из серого чугуна вызвано тем, что он имеет плохую прочность на изгиб, высокую хрупкость. Одновременно с тем крепость серого чугуна на сжатие довольно большая.

Не обращая внимания на высокую хрупкость, подобная характеристика, как устойчивость к износу чугуна, дает возможность применять его в изделиях, работающих в условиях трения. В этих условиях большое влияние оказывают антифрикционные свойства сплава.

Наличие немалого количества углерода уменьшает плотность серого чугуна если сравнивать с большинством сортов стали и может составлять от 6,8 до 7,3 т на м 3 .

Благодаря наличию вкраплений углерода сварка серого чугуна фактически невозможна. Есть технологии сварки если есть наличие конкретных условий. Это подготовительный нагрев деталей, применение специализированных высокоуглеродистых электродов, но все равно, структура металла шва резко отличается от главного материала. Свариваемые детали должны неторопливо охлаждаться для устранения стрессов в зоне шва.

Состав и структура

В состав сплава, помимо железа и углерода, входит также определённое содержание кремния. Свойства сплава зависят от условий охлаждения, потому как время температурные изменения оказывает влияние на формирование структуры находящейся внутри материала.

При медленном остывании появляются большие кристаллы железа, и соединения металла с углеродом приобретают перлитную основу. Медлительное остывание вызывает рост геометрических размеров не только кристаллов железа, но и включений углерода, по этому, перлитный металл имеет большую прочность, но очень высокую хрупкость.

Микроструктура серого чугуна

В условиях быстрого охлаждения углерод не успевает создать большие включения графита, по этому сплав приобретает ферритную структуру.

Ферритный серый чугун имеет пару меньшую хрупкость, чем перлитный.

Подбирая режим охлаждения литой заготовки, можно в некотором роде оказывать влияние на итоговые характеристики материала, в зависимости от предъявляемых требований.

Использование

Серый чугун повсеместно используется при литье изделий, для которых важна большая прочность на сжатие. Данное свойство важно, в основном, во время изготовления литых станин инструментального парка. Использование материала исчерпывается очень высокой хрупкостью изделий если есть наличие существенных изгибающих усилий.

Изделие из серого чугуна

Раньше повсеместно применялись хорошие литейные характеристики материала во время изготовления всевозможных изделий бытового и промышленного назначения. Многообразная кухонная и домашняя утварь – чугунки, сковороды, утюги, сделанная литьем при небольшой следующей отделке имела небольшую себестоимость и легкость в изготовлении.

Сейчас с помощью литья делают также высоконагруженные детали машин, где они не подвержены изгибающим нагрузкам. Это поршни и цилиндры двигателей внутреннего сгорания.

Детали исключительной прочности, отлитые из серого чугуна, имеют небольшую стоимость и большой служебный срок. Без приувеличения необходимо заявить, что литые станины и корпуса станков являются фактически вечными по сравнению с другими элементами устройства.

Если вы нашли погрешность, пожалуйста, выдилите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.