Чугун белый

Чугун белый – чугун, в котором весь углерод находится в виде карбида железа или цементита.

 

***

 

ЧУГУН

Чугуном называется сплав железа с углеродом с содержанием углерода более 1,7%. Чаще всего чугун содержит от 2,6 до 3,6% углерода. Кроме углерода, в чугуне имеются кремний, марганец, сера, фосфор и другие элементы.

По структуре чугун разделяется на белый, серый и ковкий, а по химическому составу — на легированный (со специальными примесями) и нелегированный.

БЕЛЫЙ ЧУГУН. Белым чугуном называется такой, у которого большая часть углерода химически соединена с железом в форме цементита. Белый чугун очень хрупкий и твердый, в изломе - белого цвета.

Для обработки белого чугуна требуются специальные режущие инструменты; белый чугун применяется для отливки деталей, не требующих механической обработки. В машиностроении белый чугун применяется редко.

Сварка белого чугуна сильно затрудняется в связи с образованием трещин при нагреве и охлаждении, а также из-за неоднородности структуры в месте сварки.

 

***

 

БЕЛЫЙ ЧУГУН

 

В белом чугуне весь углерод находится в виде цементита. Структура такого чугуна - перлит, ледебурит и цементит. Такое название этот чугун получил из-за светлого цвета излома. Бе?лый чугу?н - вид чугуна, в котором углерод в связанном состоянии в виде цементита, в изломе имеет белый цвет и металлический блеск. В структуре такого чугуна отсутствуют видимые включения графита и лишь незначительная его часть (0,03-0,30%) обнаруживается тонкими методами химического анализа или визуально при больших увеличениях. Основная металлическая масса белого чугуна состоит из цементитной эвтектики, вторичного и эвтектоидного цементита, а легированного белого чугуна - из сложных карбидов и легированного феррита.

Физико-механические свойства белого чугуна приведены в таблице 26.

 

Отливки белого чугуна обладают износостойкостью, относительной жаростойкостью и коррозионной стойкостью. Наличие в части их сечения структуры, отличной от структуры белого чугуна, понижает эти свойства. Прочность белого чугуна снижается с увеличением содержания в нем углерода, а следовательно, и карбидов. Твердость белого чугуна возрастает с ростом доли карбидов в его структуре, а следовательно, и с увеличением содержания углерода.

 

Наивысшую твердость имеет белый чугун с мартенситной структурой основной металлической массы. Коагуляция карбидов резко снижает твердость чугуна.

 

При растворении в карбиде железа примесей и образовании сложных карбидов твердость их и белого чугуна повышается. По интенсивности влияния на твердость белого чугуна основные и легирующие элементы располагаются в следующей последовательности, начиная с углерода, определяющего количество карбидов и интенсивнее иных элементов увеличивающего твердость чугуна.

 

C - Ni - P - Mn - Cr - Mo - V - Si - Ai - Cu - Ti - S.

 

Действие никеля и марганца, а отчасти хрома и молибдена, обуславливается их влиянием на образование мартенситно - карбидной структуры и содержание их в количествах, соответствующих содержанию в чугуне углерода, обеспечивает максимальную твердость белого чугуна.

 

Особо высокий твердостью НВ 800-850 обладает чугун с содержанием 0,7-1,8% бобра. Белый чугун является весьма ценным материалом для деталей, работающих в условиях износа при очень высоких удельных давлениях и преимущественно без смазки.

 

Прямая зависимость между износостойкостью и твердостью отсутствует; твердость не определяет износостойкость, но должна учитываться в совокупности со структурой чугуна. Лучшей износостойкостью обладает белый чугун с тонким Строением основной металлической массы, в которой в виде отдельных мелких и равномерно распределенных включений или в виде тонкой сетки расположены карбиды, фосфиды и пр.

 

Структура основной металлической массы определяет и специальные свойства легированного чугуна - его коррозионную стойкость, жаропрочность, электросопротивление.

 

В зависимости от состава и концентрации легирующих элементов, основная металлическая масса легированного белого чугуна может быть карбидо - аустенитной, карбидо - перлитной и, помимо этого, содержать легированный феррит.

 

Основным легирующим элементом при этом является хром, связывающий углерод в карбиды хрома и сложные карбиды хрома и железа.

 

Твердые растворы этих карбидов обладают высоким электродным потенциалом, близким к потенциалу второй структурной составляющей основной металлической массы чугуна - хромистого феррита, а возникающие защитные окисные пленки определяют повышенную коррозионную стойкость высокохромистого белого чугуна.

 

В присутствии хрома как дополнительного компонента существенно повышается температурная стойкость карбидов в связи со значительным замедлением диффузионных процессов при комплексном легировании.

 

Эти характерные особенности легированного белого чугуна определили области его использования в зависимости от структуры в качестве нержавеющего и магнитного чугуна и чугуна с высоким электросопротивлением.

..

Некоторые тексты близкой тематики