Глава XVII. Сварка чугуна

§ 80. Свойства чугунов

Чугуном называют сплав железа с углеродом, содержащий от 2,14 до 6,7% углерода.

Чаще всего применяются чугуны с содержанием от 2,6 до 3,6% углерода, до 5% кремния и до 2% марганца и примесей серы и фосфора. В Специальные чугуны вводят легирующие добавки: никель, хром, молибден, ванадий, титан. В зависимости от состояния углерода и легирующих добавок в сплаве различают белые, серые, ковкие и высокопрочные чугуны.

Белый чугун имеет в изломе белый или светло-серый цвет; углерод в нем находится в химически связанном состоянии в виде карбида железа - цементита Fe₃C Цементит хрупок, обладает высокой твердостью (800 НВ), поэтому и белый чугун имеет высокую твердость и хрупкость, не поддается механической обработку и ограниченно применяется в качестве конструкционного материала.

Серый чугун (ГОСТ 1412 - 70) имеет в изломе серебристый цвет, объясняемый содержанием части углерода в виде пластинчатого графита и части углерода в химически связанном состоянии в. виде перлита.

В расплавленном чугуне углерод находится в виде цементита, способного при высоких температурах растворяться в железе.

При медленном охлаждении цементит выпадает из раствора с разложением его на составляющие - свободный углерод в виде графита и свободное железо. В этом случае образуется серый чугун; Быстрое охлаждение приводит к образованию белого чугуна - частично выпавший из раствора цементит не успевает разложиться на составляющие и остается в виде хрупкой микроструктуры.

Ковкий чугун получают из белого, специальной термической обработкой для повышения пластических свойств по сравнению со свойствами серого чугуна.

Высокопрочный чугун (ГОСТ 7293 - 70) содержит графит шаровидной формы, получаемый в результате добавления в сплав некоторых элементов (магний, церий и др.) и продувания через жидкий чугун азота.

Марки чугунов обозначаются: СЧ 12 - 28 (серый чугун, с временным сопротивлением при растяжении 12 кгс/мм² и при изгибе 28 кгс/мм²); КЧ 30 - 6 (ковкий чугун с временным сопротивлением при растяжении не менее 30 кгс/мм² и относительным удлинением не менее 6%); ВЧ 38 - 17 (высокопрочный чугун с временным сопротивлением при растяжении не менее 38 кгс/мм² и относительным удлинением не менее 17%).

Чугуны менее прочны и более хрупки, чем стали, но дешевле сталей и лучше отливаются в формы. Поэтому чугуны широко используются для изготовления литых изделий.