2024-01-03

Что такое чугун

Чугун – это, как и сталь, сплав железа с углеродом. При это содержание углерода в сплаве очень высокое – выше 2,14%. Температура плавления – 1150 – 1500 градусов, что примерно на 300 градусов ниже, чем у чистого железа.

Чугун – один из самых древних и распространенных металлов, который используется в разных отраслях. В этой статье мы расскажем, что такое чугун, какие его виды существуют, какие свойства он имеет и где может использоваться.

История чугуна

Впервые упоминается в Китае, в I тысячелетии до н.э. Китайцы умели выплавлять чугун из железной руды в специальных печах, а также изготавливать из него сложные отливки. Использовался чугун для военных и гражданских целей, а также для художественного литья.

Чугун постепенно распространился по всему миру, благодаря торговым связям и завоеваниям. В Европе он появился в XII-XIII вв., и применялся для изготовления оружия, украшений, колоколов и т.п. В Америку его завезли европейцы в XVI веке. В России чугун начал выплавляться в XIV в., уже в XVIII Россия стала одним из крупнейших производителей чугуна в мире.

Со временем технология совершенствовалась, появлялись новые виды и марки чугуна, а также новые способы его производства и применения. Сегодня чугун – это неотъемлемая часть современной промышленности и быта. Он используется для производства разнообразных изделий, от сковородок и радиаторов до мостов и монументов.

Виды чугуна

Чугун является неоднородным сплавом и состоит из разных фаз и включений. Главные фаз – это железо и углерод. Включения – это примеси и легирующие элементы.

Белый чугун – углерод находится в виде карбида железа и придает чугуну белый цвет на изломе. Обладает высокой твердость, но низкой пластичностью и вязкостью.
Серый чугун – углерод находится в виде графита, который придает серый цвет на изломе. Имеет низкую твердость, но высокую пластичность и вязкость.
Ковкий чугун – результат последующей термической или химической обработки серого чугуна. Углерод находится в виде шаровидного графита. Он имеет высокую прочность, ударную вязкость и устойчивость к коррозии.
Высокопрочный чугун – углерод находится в виде графита, а дополнительные качественные свойства достигаются за чет легирования

Свойства чугуна

Плотность. Это масса, деленная на его объем. Составляет около 7,8 г/см3, что примерно на 0,2 г/см3 больше, чем у стали. Плотность чугуна зависит от его вида, состава и структуры.
Твердость. Это способность сопротивляться внедрению в него другого тела. Белый чугун обладает высокой твердостью, но при этом имеет низкую пластичность и вязкость, а серый чугун – наоборот.
Прочность. Это способность сопротивляться разрушению под действием внешних сил. Ковкий чугун имеет высокую прочность, ударную вязкость и устойчивость к коррозии, а высокопрочный чугун – высокую жесткость и стойкость к износу.

Преимущества

Низкая стоимость и доступность материала.
Высокая теплоотдача и теплоемкость, что позволяет использовать чугун для отопления и кулинарии.
Хорошая литейность и обрабатываемость, что позволяет изготавливать из чугуна сложные и красивые отливки.
Высокая вязкость и устойчивость к трещинообразованию, что позволяет использовать чугун для деталей, подверженных ударам и вибрации.
Высокая устойчивость к коррозии, особенно в кислых и щелочных средах, что позволяет использовать чугун для трубопроводов и химического оборудования.

Недостатки

Низкая твердость и прочность, что ограничивает использование чугуна для деталей, подверженных высоким нагрузкам и температурам.
Низкая пластичность и ковкость, что затрудняет обработку чугуна давлением и сваркой.
Высокая хрупкость и склонность к ломкости, что требует аккуратности при транспортировке и монтаже чугуна.
Высокая пористость и неровность поверхности, что снижает эстетический вид чугуна и требует дополнительного покрытия или покраски.

Вопросы и ответы

Вопрос: Как отличить чугун от стали?
Ответ: По цвету на изломе: чугун имеет серый или белый цвет, а сталь – серебристый или голубоватый.