Чавун — це залізовуглецевий сплав із вмістом вуглецю понад 2,11% (зазвичай 2.5-4%). Це багатокомпонентний сплав із залізом, вуглецем і кремнієм як основними компонентами, який містить більше домішок, таких як марганець, сірка та фосфор, ніж вуглецева сталь. Іноді для поліпшення механічних властивостей або фізико-хімічних властивостей чавуну можна додавати певну кількість легуючих елементів для отримання легованого чавуну.
Класифікація чавуну:
I. Відповідно до різних форм вуглецю в чавуні, чавун можна розділити на
1. Білий чавунний вуглець, за винятком невеликої кількості розчиненого у фериті, решта вуглецю існує у формі цементиту в чавуні, а його злам сріблясто-білий, тому його називають білим чавуном. В даний час білий чавун в основному використовується як сталеплавильна сировина і заготовка для виробництва ковкого чавуну.
2. Вуглець із сірого чавуну міститься в чавуні у формі лускатого графіту у всьому чи більшій частині чавуну, а його тріщина темно-сіра, тому його називають сірим чавуном.
3. Частина вуглецю в неочищеному чавуні існує у формі графіту, подібного до сірого чавуну; інша частина існує у формі вільного цементиту, схожого на білий чавун. На зламі присутні чорні та білі ямки, тому його називають ямковим чавуном. Цей вид чавуну також дуже твердий і крихкий, тому в промисловості його використовують рідко.
2. Відповідно до різних форм графіту в чавуні, чавун можна розділити на
1. Сірий чавун Графіт у чавуні існує у формі пластівців.
2. Ковкий чавун Графіт у чавуні існує у кластерах. Його отримують відпалом білого чавуну певного складу при високій температурі протягом тривалого часу. Його механічні властивості (особливо міцність і пластичність) вищі, ніж у сірого чавуну, тому його зазвичай називають ковким чавуном.
3. Ковкий чавун. Графіт у чавуні існує у формі кулі. Його отримують після обробки сфероїдизацією перед заливкою розплавленого чавуну. Цей тип чавуну не тільки має вищі механічні властивості, ніж сірий чавун і ковкий чавун, і процес його виробництва простіший, ніж ковкий чавун, але також може бути додатково покращений за допомогою термічної обробки. Тому його застосування у виробництві стає все більш широким.
Використання різних чавунів Білий чавун
Вуглець у білому чавуні існує повністю у формі інфільтрованого вуглецю (Fe3c), тому злам яскраво-білий. Тому його називають білим чавуном. Завдяки наявності великої кількості твердого і крихкого Fe3c білий чавун має високу твердість, високу крихкість і важко піддається обробці. Тому він рідко використовується безпосередньо в промислових цілях і використовується лише для кількох деталей, які вимагають зносостійкості та не піддаються ударам, таких як волочильні матриці, чавунні кульки для кульових млинів тощо. Більшість із них використовуються як заготовки. для виробництва сталі та ковкого чавуну.
Сірий чавун
Більшість або весь вуглець у чавуні існує у формі вільного лускатого графіту. Злам сірий. Він має хорошу продуктивність лиття, хорошу оброблюваність різанням, антифрикційну дію, хорошу зносостійкість, а його інгредієнти для плавлення прості, дешеві та широко використовуються у виробництві складних виливків і зносостійких деталей. За структурою матриці сірий чавун поділяється на три категорії: сірий чавун на основі фериту, сірий чавун на основі перліту-фериту та сірий чавун на основі перліту. Оскільки в сірому чавуні є лусковий графіт, а графіт є компонентом із низькою щільністю, низькою міцністю, низькою твердістю, а пластичність і в’язкість наближаються до нуля. Його існування подібне до великої кількості дрібних проміжків у сталевій матриці, що зменшує опорну площу та збільшує джерело тріщин. Тому сірий чавун має низьку міцність і погану ударну в'язкість і не піддається обробці тиском. Щоб покращити його продуктивність, певну кількість феросиліцію, кремній-кальцію та інших інокулянтів додають до розплавленого чавуну перед заливкою для очищення перлітної матриці.
Ковкий чавун
Чавун із залізовуглецевого сплаву з низьким вмістом вуглецю та кремнію виготовляють із білого чавуну, а потім піддають тривалому високотемпературному відпалу для розкладання цементиту на флокулянтний графіт. Кований чавун — графітований білий чавун. Ковкий чавун поділяється на дві категорії відповідно до різних мікроструктур після термічної обробки; один — це ковкий чавун чорного серця та ковкий чавун перліту. Структура чорного ковкого чавуну в основному складається з феритової (F) матриці + флокулентного графіту; Структура перлітного ковкого чавуну в основному складається з перлітової (P) матриці + флокулентного графіту. Інший — ковкий чавун Whiteheart. Структура білого ковкого чавуну визначається розміром поперечного перерізу. Малий поперечний переріз заснований на фериті, а площа поверхні великого поперечного перерізу - ферит, а серцевина - перліт і вуглець відпалу. Графіт стає дрібним і рівномірно розподіленим. Чавун, який пройшов цю обробку інокуляцією, називається чавуном з модифікацією.
Ковкий чавун
Перед заливкою розплавленого чавуну (ковкого чавуну) додають певну кількість сфероїдного агента (зазвичай використовується феросиліцій, магній тощо), щоб сфероїдизувати графіт у чавуні. Оскільки вуглець (графіт) існує в матриці чавуну в сферичній формі, його ефект різання на матриці покращується, а міцність на розрив, межа текучості, пластичність і ударна в'язкість ковкого чавуну значно покращуються. Він також має такі переваги, як зносостійкість, амортизація, хороша продуктивність процесу та низька вартість. Зараз він широко замінив ковкий чавун і деякі сталеві та ковані сталеві деталі, такі як колінчасті вали, шатуни, ролики, задні осі автомобілів тощо.
