Чавун - це один з поширених і добре вивчених сплавів в металургії. Давно відомий людині і простий у виготовленні цей матеріал знаходить застосування у всіх галузях народного господарства. На перший погляд, він не здасться особливо цінним: твердий, але крихкий метал можна використовувати так само, як сталь. Але обсяг його виплавки досі досить значний.

Хімічний склад

Цей метал є сплавом заліза і вуглецю, який містить невелику кількість домішок. Процентний вміст заліза досягає рівня більше 90%. А також присутні кремній, фосфор, марганець і сірка. Вуглецю - не менше 2, 14%. Він визначає властивості всього з'єднання.

роль вуглецю

Перш за все вуглець дає твердість. Саме вуглець формує міцності сплаву, який є відмінним матеріалом для ливарного виробництва. Але він же знижує пластичність і гнучкість.

Тому твердий, але крихкий метал має обмежену сферу застосування. В основному це металургія, машинобудування, автомобілебудування, виробництво важкої спеціальної техніки, комунальне господарство і промисловий дизайн.

У складі чавуну вуглець присутній в різних формах: як цементит (Fe 3 C), або графіт (пластинчастий, сферичного, пластівчастий). Графіт в значній мірі визначає властивості цього матеріалу, який в даний час поділяється на такі види:

  1. Сірий.
  2. Високоміцний.
  3. Ковкий.
  4. Білий.
  5. Половинчастий.

види чавуну

Залежно від стану вуглецю в чавуні розрізняють:

  • Найпоширенішим є сірий чавун. Він має високу міцність, малу усадку, низьку температуру кристалізації, добре обробляється. З нього виходять якісні корпусу і деталі для машинобудування (поршні, циліндри, корпуси котлів і запірної арматури). А також добре себе зарекомендували чавунні деталі, що працюють з безударной навантаженням: станини верстатного парку, різні вали і шківи. Зміст вуглецю - від 2, 4 до 3, 8%. Маркування - СЧ.
  • Високоміцний чавун (ВЧ) отримують за допомогою спеціальної термообробки і додаванню присадок (легування). Графіт в ньому має кулясту форму і при плавці з'єднується з елементами кристалічної решітки заліза. Це дає поліпшення механічних властивостей, що дозволяє виготовити надійні колінчаті вали, кришки циліндрів, литі труби і опалювальні прилади. За своїми характеристиками цей вид наближається до деяких марками сталі.
  • Ковкий чавун йде на виготовлення художніх виробів, металевого декору, але головним чином на виробництво колекторів і виробництво деталей сільгосптехніки і автомобілів, яким доводиться працювати в складних умовах. Поряд з іншими, він використовується в електротехнічній промисловості. Цей сплав є різновидом білого.
  • Білий чавун. Названий так через характерного білого кольору в місці розломів. Містить близько трьох відсотків вуглецю у вигляді карбіду і цементиту. Крихкий і ломок, тому застосовується при виготовленні деталей, що не піддаються особливим навантаженням.
  • Перехідною стадією між СЧ (сірим) і БЧ (білим) є половинчастий чавун. У ньому графіт і карбід присутні в рівних частках, при загальному вмісті вуглецю 3, 5-4, 15%. Матеріал застосовується при виробництві деталей, що працюють в умовах тертя.

Властивості і характеристики

Щільність чавуну коливається в межах від 6800 до 7200 г / см 2. Через присутність графіту вона значно менше, ніж щільність стали - приблизно на 8-10%. Щільність також залежить від вмісту магнію, кремнію і вуглецю.

Модифікатори можуть значно збільшити щільність, яка підвищує антикорозійну стійкість матеріалу. Ця особливість враховується при виготовленні каналізаційних труб, кришок люків і ін.

Питома вага чавуну багато в чому залежить від способу виплавки і застосовуваних модифікаторів. Навіть у виробі (болванці) показники питомої ваги у верхній і нижній її частині різняться на кілька відсотків. Важливо зміст графіту і умови первинної кристалізації металу. Середнє значення варіюється в межах від 7, 1 до 7, 5 г / см 2.

Інші характеристики, такі як маса чавуну в виробі, пластичність залежать від технології виробництва. Незмінною залишається теплопровідність - 1200 градусів Цельсія.

Цікаві факти про чавуні

Цікава інформація про чавуні полягає в наступному:

  • Чи не зустрічається в природі, це сплав.
  • Вперше отримано китайцями.
  • В обороті, деякий час ходили чавунні монети.
  • До Росії, технологія виробництва, потрапила через майстрів Золотої Орди.
  • Англійці побудували чавунний міст в XVIII столітті.
  • Головний світовий виробник - КНР.
  • Предмети домашнього вжитку (сковороди, каструлі, праски) з незначними змінами використовуються багато століть.

актуальність чавуну

З часу отримання першого залізовуглецевого сплаву пройшло не менше півтори тисячі років. Здавалося б, новітні технології науково-технічного прогресу повинні були повністю витіснити його. Але немає.

Простий і надійний, чавун і зараз незамінний у багатьох сферах діяльності людини. І в окремих випадках його вважають за краще новим, більш «просунутим» матеріалами.

Чавунна ванна може бути показником хорошого матеріального становища у представника середнього класу. Кована огорожа особняка характеризує господаря не тільки, як багатія, але і як людину з певним художнім смаком. А знамените каслінське лиття ставиться мистецтвознавцями в один ряд з кращими зразками художнього ліплення.

Категорія:

Технології