Чугунът е един от най-често срещаните и добре проучени сплави в металургията. Отдавна известен на човека и лесен за производство, този материал се използва във всички сектори на икономиката. На пръв поглед не изглежда особено ценно: твърд, но крехък метал не може да се използва по същия начин като стоманата. Но обемът на топенето му все още е много значителен.
Химичен състав
Този метал е сплав на желязо и въглерод, който съдържа малко количество примеси. Процентът на желязо достига ниво над 90%. Присъстват също силиций, фосфор, манган и сяра. Въглерод - не по-малко от 2, 14%. Той определя свойствата на цялото съединение.
Въглеродна роля
На първо място, въглеродът придава твърдост. Именно въглеродът формира якостните характеристики на сплавта, който е отличен материал за леярна. Но също така намалява пластичността и пластичността.
Следователно, твърдият, но чуплив метал има ограничен обхват . Това са основно металургия, машиностроене, автомобилна промишленост, производство на тежко специално оборудване, комунални услуги и индустриален дизайн.
В състава на чугуна въглеродът може да присъства в различни форми: като циментит (Fe 3 С) или графит (ламелен, сферичен, флокулент). Графитът до голяма степен определя свойствата на този материал, който в момента е разделен на следните видове:
- Грей.
- Висока якост.
- Ковък.
- Бяла.
- Половината.
Видове чугун
В зависимост от състоянието на въглерода в чугуна, има:
Най-често срещаният е сив чугун. Той има висока якост, ниско свиване, ниска температура на кристализация и е добре обработен. Той произвежда висококачествени тела и части за машиностроенето (бутала, цилиндри, котелни тела и клапани). А също и чугунени части, работещи с удар без товар, са се доказали добре: рамки за легло на машината, различни валове и шайби. Съдържанието на въглерод е от 2, 4 до 3, 8%. Маркиране - MF.- Чугунът с висока якост (HF) се получава с помощта на специална термична обработка и добавяне на добавки (легиране). Графитът в него има сферична форма и когато се разтопи, се комбинира с елементите на решетката от железен кристал. Това дава подобрение на механичните свойства, което дава възможност за производство на надеждни колянови валове, капаци на цилиндъра, отливани тръби и отоплителни устройства. Според своите характеристики този тип се доближава до някои марки стомана.
- Ковката на желязото се използва за производството на художествени изделия, метален декор, но главно за производството на колектори и производството на части за селскостопански машини и автомобили, които трябва да работят в трудни условия. Заедно с други, той се използва в електрическата промишленост. Тази сплав е вид бяло.
- Бял чугун. Наречен е така поради характерния бял цвят на мястото на разлома. Съдържа около три процента въглерод под формата на карбид и циментит. Той е крехък и чуплив, поради което се използва при производството на части, които не са подложени на специални натоварвания.
- Преходният етап между средния диапазон (сив) и бойна глава (бял) е наполовина чугун. В него графитът и карбидът присъстват в равни пропорции с общо съдържание на въглерод 3, 5-4, 15%. Материалът се използва при производството на части, работещи при триене.
Свойства и характеристики
Плътността на чугуна варира от 6800 до 7200 g / cm2 Поради наличието на графит, тя е много по-ниска от плътността на стоманата - с около 8-10%. Плътността зависи и от съдържанието на магнезий, силиций и въглерод.
Модификаторите могат значително да увеличат плътността, което увеличава корозионната устойчивост на материала . Тази характеристика се взема предвид при производството на канализационни тръби, капаци на шахтите и др.
Специфичното тегло на чугуна до голяма степен зависи от метода на топене и използваните модификатори. Дори в продукта (диска) показателите за специфичната гравитация в горната и долната част на него се различават с няколко процента. Съдържанието на графит и условията за първична кристализация на метала също са важни. Средната стойност варира от 7, 1 до 7, 5 g / cm2 .
Други характеристики, като масата на чугуна в продукта, пластичността зависят от технологията на производство. Топлопроводимостта остава непроменена - 1200 градуса по Целзий .
Интересни факти за чугуна
Интересна информация за чугуна е следната:
Не се среща в природата, това е сплав.- Първо получени от китайците.
- В обращение за известно време циркулират чугунени монети.
- Технологията на производство дойде в Русия чрез господарите на Златната Орда.
- Британците построили чугунен мост през 18 век.
- Водещият световен производител е Китай.
- Домакински съдове (тигани, тенджери, ютии) с незначителни промени се използват от много векове.
Уместност на чугуна
Не са минали по-малко от една и половина хиляди години от получаването на първата желязо-въглеродна сплав. Изглежда, че най-новата технология на научно-техническия прогрес трябва напълно да я измести. Но не.
Прост и надежден, чугунът вече е незаменим в много области на човешката дейност. А в някои случаи го предпочитат пред нови, по-модерни материали.
Чугунена вана може да бъде показател за добро финансово положение за представител на средната класа. Кованата ограда на имението характеризира собственика не само като богат човек, но и като човек с определен артистичен вкус. А известният кастинг на Касли е поставен от арт критиците наравно с най-добрите примери за художествена скулптура.