Чугун

Чугуном называют сплав железа с углеродом, содержащий свыше 2% углерода и обычно не подвергающийся ковке. Чугун выплавляется в доменных печах. Для получения чугуна в доменную печь загружают слоями железную руду, топливо (древесный уголь, кокс) и флюсы.

Железная руда обычно содержит 40—60% железа. Применяемые флюсы служат для снижения температуры плавления неметаллических материалов и удаления вредных примесей путем образования шлаков.

Сущность доменного процесса заключается в плавлении руды и превращении ее в чугун. Руда — химическое соединение кислорода с железом. При нагревании и плавлении руды в доменной печи из состава руды железо сначала восстанавливается, а затем науглероживается. В процессе плавления руды, восстановления и науглероживания железа образуются чугун и шлаки, которые из доменной печи выливают в ковши емкостью до 60 т. Чугун иногда заливают в специальные хранилища, называемые миксерами, емкостью до 200 т для последующего его использования в сталеплавильных печах.

Наиболее распространенные марки чугунов содержат 2—4% углерода, 0,5—4,5% кремния, 0,2—1,5% марганца. Углерод в чугуне может находиться в виде химического соединения (карбиды железа в виде ледебурита, первичного и вторичного цемента) и в свободном состоянии, т. е. в виде графита.

Чугун различается по структуре, способам изготовления, химическому составу и назначению. По химическому составу чугун бывает нелегированный и легированный. В зависимости от структуры чугун бывает:

  1. белый, в котором углерод находится в связанном состоянии в виде цементита. Этот чугун очень хрупок, тверд, применяется редко и сварке не подлежит;
  2. серый, часть углерода в котором находится в виде структурного свободного графита.

На свойства серого чугуна значительное влияние оказывает форма свободного углерода. Выделение его в форме пластинчатого графита снижает пластичность и прочность чугуна. Глобулярная форма графита, наоборот, увеличивает пластические свойства чугуна. Структура чугуна зависит от скорости охлаждения и от содержания в нем легирующих примесей. На рис. 1,а представлена схема влияния концентрации элементов на отбеливаемость чугуна. Углерод, кремний, алюминий, никель, кобальт, медь способствуют графитизации чугуна. Сера, ванадий, хром, молибден, марганец, наоборот, препятствуют распаду карбидов железа и выделению свободного графита.

Зависимость структуры чугуна

Рис. 1

На рис. 1,б показана зависимость структуры чугуна от содержания углерода и кремния, а на рис. 1,в — зависимость структуры от скорости охлаждения. Чем выше содержание кремния, тем выше графитообразование. Фосфор не отбеливает и не графитизирует чугун, однако с его увеличением возрастает жидкоте-кучесть чугуна.

Поделись статьёй с друзьями! Пусть и другие узнают о нас!

1 комментарий

  1. Екатерина:

    Температура плавления чугуна — от 1,150 до 1,200 °C (от 2,100 до 2,190 °F), т.е. примерно на 300 °C (572 °F) ниже, чем у чистого железа.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *