Чугун: состав и свойства сплава, область применения

Чугун представляет собой очень прочный и долговечный сплав, который нашел применение во многих областях. Из него изготавливают печи, камины, различные конструкции, детали и изделия. Сегодня сфера применение сплава продолжает расширяться. Рекомендуем почитать подробнее, как варят чугун.

Первые упоминания чугуна относятся к III веку до нашей эры - в те далекие времена китайские мастера научились делать из этого сплава различные изделия и предметы обихода. О том, как сделать чугун, европейцы узнали лишь только в XV веке - так в середине данного столетия люди на территории современной Италии и Нидерландов начали применять этот сплав для изготовления пушечных ядер и различных деталей оружия. А спустя 2 века рассматриваемый материал начали использовать для изготовления рельсов железнодорожных путей, колес, предметов и пр.

Из чего состоит чугун

Рассматриваемый материал представляет собой сплав двух компонентов: железа и углерода, причем доля последнего довольно низкая (обычно до 6,6%). Остальная часть занята железом и некоторыми усиливающими компонентами:

• кремний - содержание данного компонента не превышает 4,3%;
• сера - данного компонента очень мало, до 0,07%;
• марганец - это вещество занимает в среднем 2% от всего объема материала;
• фосфор - не превышает 2%.

Помимо рассмотренных компонентов в состав чугуна также входят легирующие добавки - они придают сплаву те или иные свойства. Обычно это алюминий, титан, цирконий и пр.

Чугунные сплавы: основные разновидности

Производители при изготовлении рассматриваемого сплава могут изменять его химический состав, уменьшать или увеличивать содержание конкретных компонентов. В зависимости от этого в результате получают различные виды чугуна:

• белый - очень прочный, но при этом хрупкий. Обычно не используется для создания каких-нибудь конструкций. Такой чугун отправляют на дальнейшую переплавку для изготовления стали;
• серый - очень пластичный и вязкий материал. Серый чугун отличается повышенной износостойкостью;
• легированный - имеет большое количество легирующих добавок, отличается стойкостью к окислительным процессам и воздействию атмосферных условий;
• половинчатый - обычно применяют для изготовления автомобильных деталей и станков. Отличается повышенной стойкостью к динамическим нагрузкам;
• высокопрочный - в составе имеется очень большое количество кальция или магния. Благодаря этому материал приобретает высокий показатель прочности и износостойкости;
• специальный - имеет высокое содержание кремния и отличается низкой температурой плавления. Обладает прекрасными антикоррозионными свойствами.

Также чугун разделяют на ферросплавы (с большим содержанием железа) и легированные сплавы. Последние отличаются высоким содержанием легирующих компонентов.

Чугунный сплав: свойства и характеристики

Если говорить о физических свойствах, то следует отметить стойкость к высоким температурам и высоким показателям влажности. Также рассматриваемый материал обладает высокими гидродинамическими свойствами - то есть на стадии затвердевания сплаву можно придать ту или иную форму. Именно поэтому данный материал получил столь высокую популярность в художественном деле.

Среди других свойств отмечают невосприимчивость к агрессивным химическим соединениям, стойкость к износу и коррозии, высокое проявление антивибрационных свойств. Также чугун легко режется и обрабатывается - это еще одна причина популярности материала в художественном деле.

Чугун сегодня активно используется для изготовления деталей машин, станков и самолетов, бытовых резервуаров и пр. Производители могут изменять соотношение компонентов в составе сплава, что позволяет им получать оптимальные свойства.