Что такое чугун?
Чугун - это разновидность черных металлов, что означает, что он содержит железо. Процентное содержание углерода в чугуне может варьироваться от 2 до 6%, при этом большинство чугунов содержат около 3-4% углерода. Это делает чугун более хрупким из-за наличия фаз, богатых углеродом, по сравнению с другими типами черных металлов, такими как сталь, содержание углерода в которых составляет менее 2%. Для изготовления посуды часто используется чугун, поскольку он выдерживает высокие температуры без коррозии и коробления.
Виды чугунов:
а - белый заэвтектически;
б - серый; в - ковкий; г - высокопрочный
(б, в, г - структура металической основы не показана)
Чугун в основном содержит железо, кремний, марганец и углерод в качестве основных легирующих элементов. В процессе затвердевания, в зависимости от скорости охлаждения, чугун затвердевает либо в виде системы железо-цементит (Fe-Fe3C), либо в виде системы железо-графит (Fe-Gr).
Виды чугуна
Чугун - это универсальный материал, который веками использовался в различных областях применения. Существует несколько различных типов чугуна, каждый из которых обладает своими уникальными характеристиками. Основными типами чугуна являются:
- Белый чугун
- Ковкий чугун
- Ковкий чугун (чугун с шаровидным графитом)
- Серый чугун
- Пятнистый чугун
- Ковкий чугун с аустенитной обработкой
Прежде чем подробно ознакомиться с ними, рассмотрим три наиболее распространенных типа чугуна по химическому составу.
Серый чугун
Серый чугун является наиболее распространенным типом чугуна. Он прочен, долговечен и недорог, что делает его популярным выбором для многих применений. Он используется для механической обработки деталей, корпуса насоса, инженерной арматуры, конструкций и других литых деталей.
Серый чугун также очень хрупкий, с серой поверхностью излома, поэтому его не следует использовать в тех случаях, когда требуется ударная вязкость. Серый чугун содержит 2,5-4% углерода, 1-3% кремния с добавлением марганца.
Одной из наиболее распространенных спецификаций серого чугуна является стандарт A48, который охватывает чугунные материалы различной прочности. Серый чугун обладает хорошей обрабатываемостью, высокой износостойкостью и прочностью на сжатие, а также хорошей демпфирующей способностью.
Ковкий чугун
Ковкий чугун - это разновидность чугуна, который подвергается термической обработке для придания ему большей гибкости. Для получения ковкого чугуна белый чугун подвергается термической обработке, которая делает его похожим на ковкий чугун с хорошей прочностью и вязкостью.
Этот тип чугуна хорошо поддается термической обработке, которая изменяет его свойства, аналогичные свойствам среднеуглеродистой стали. Ковкий чугун также используется для изготовления фитингов для труб, клапанов и других видов метизов. Ковкий чугун стоит дороже, чем высокопрочный чугун.
Двумя основными типами ковкого чугуна являются: черный чугун и белый чугун.
Технические характеристики материалов для ковкого чугуна соответствуют стандартам ASTM A47, ASTM A338, A 197, A602, SAE J158 и др. Они используются в автомобильной промышленности, на железных дорогах, при изготовлении деталей машин и ручного инструмента.
Белый чугун
Белый чугун похож на серый чугун, но имеет более высокую температуру плавления и большую стойкость к износу. Он приобретает белый цвет при разрушении, поскольку в пластинах из карбида железа происходит излом. Он широко используется в подшипниках и других компонентах, требующих долговечности.
Ковкий чугун
Ковкий чугун (также называемый чугуном с шаровидным графитом) является самым прочным типом чугуна. Он обладает высокой устойчивостью к разрушению и может выдерживать высокие нагрузки без разрушения. Это означает, что ковкий чугун обладает высокой прочностью, высоким относительным удлинением и ударной вязкостью по сравнению с другими типами чугунов (например, ковким чугуном или серым чугуном). Ковкий чугун содержит в своей микроструктуре небольшие конкреции графита.
Спецификации материалов для ковкого чугуна соответствуют стандартам ASTM A395, A476, A536, SAE J434, ISO 1083, SAE AMS 5315C и др.
Ковкий чугун используется для применений, требующих высокой прочности, вязкости и пластичности при хорошей обрабатываемости и низкой общей стоимости материала. Он используется в автомобилестроении, сельском хозяйстве, производстве деталей насосов и многих других областях.
Чугун против кованого железа
Чугун и кованое железо - это два вида металла, но они обладают разными свойствами. Чугун - хрупкий, серовато-белый металл, который очень тяжелый и твердоватый. Кованое железо - это прочный, податливый металл, который менее тяжел, чем чугун, и имеет серебристый цвет.
Чугун получают путем плавления чугуна и добавления в него других металлов. Кованое железо получают путем нагревания кованой железной руды в печи до тех пор, пока она не станет жидкой, а затем охлаждения в форме.
Чугун можно использовать для изготовления таких изделий, как корпус насоса, кухонная посуда, трубы и мебель. Кованое железо (температура плавления кованого железа составляет 1538°C (2800°F)) можно использовать для изготовления изделий, которые должны выдерживать высокие температуры, поскольку оно плавится при более высокой температуре, чем чугун (температура плавления чугуна составляет 1204°C (2200°F)).
Чугун и кованое железо - это разновидности черных металлов, то есть они содержат железо. Чугун получают путем плавки чугуна и других сплавов в доменной печи и заливки жидкости в форму. Кованое железо получают путем нагревания чугуна до тех пор, пока он не станет достаточно податливым, чтобы его можно было обрабатывать молотком.
Эти два металла обладают разными свойствами. Чугун хрупкий и непрочный, в то время как кованое железо жесткое и прочное. Это связано с тем, что чугун содержит больше углерода, чем кованое железо. Углерод делает металл более хрупким и менее пластичным.
Чугун обычно используется для изготовления тяжелых предметов, таких как статуи, трубы или кухонная посуда, потому что он недорогой и долговечный. Кованое железо обычно используется для изготовления предметов, которые должны быть прочными, таких как ручки инструментов, заборы или прутья.
Чугун против ковкого чугуна
Чугун - это тип металла, который использовался на протяжении веков. Его получают путем плавления чугуна и добавления углерода. Углерод делает металл тверже и прочнее. Чугун можно обрабатывать механической обработкой, но он не очень прочный.
Ковкий чугун (также называемый чугуном с шаровидным графитом) является самым прочным типом чугуна. Он обладает высокой устойчивостью к разрушению и может выдерживать высокие нагрузки без разрушения.
Это означает, что ковкий чугун обладает высокой прочностью, высоким относительным удлинением и ударной вязкостью по сравнению с другими типами чугунов (например, ковким чугуном или серым чугуном). Ковкий чугун содержит в своей микроструктуре небольшие конкреции графита.
Спецификации материалов для ковкого чугуна соответствуют стандартам ASTM A395, A476, A536, SAE J434, ISO 1083, SAE AMS 5315C и др.
Ковкий чугун используется для применений, требующих высокой прочности, вязкости и пластичности при хорошей обрабатываемости и низкой общей стоимости материала. Он используется в автомобилестроении, сельском хозяйстве, производстве деталей насосов и многих других областях.
Чугун в сравнении с эмалированным чугуном
Чугунная посуда - это классическое кухонное оборудование, которое используется на протяжении веков. Она долговечна, доступна по цене и универсальна, что делает ее популярным выбором для любых блюд: от ужина в будний день до ужина в честь Дня благодарения. Но на рынке появился более новый вариант, который, возможно, заставит вас задуматься, действительно ли чугун является лучшим выбором: чугун с эмалированным покрытием.
Итак, в чем разница между чугуном и эмалированным чугуном? Чугун - это просто металлическая посуда без покрытия, изготовленная из расплавленного чугуна, который заливается в форму. Эмалированный чугун, с другой стороны, имеет стеклянное или фарфоровое покрытие, которое не только приятнее на вид, но и облегчает его очистку.
Эмалированный чугун также обладает рядом других ключевых преимуществ. Во-первых, он не имеет антипригарного покрытия, поэтому вам не нужно беспокоиться о том, что пища может прилипнуть или испачкаться.
Эмалированный чугун изготавливается из чугуна, покрытого фарфоровой эмалью.
Самое большое различие между чугуном и эмалированным чугуном заключается в долговечности покрытия. Эмаль на эмалированном чугуне гораздо более долговечна, чем приправа на чугуне, поэтому вероятность ее отслаивания ниже. Эмалированный чугун также имеет несколько иную текстуру, чем обычный чугун, который предпочитают некоторые люди.
Чугун в сравнении с углеродистой сталью
Чугун и углеродистая сталь - два наиболее распространенных типа стали. Чугун состоит в основном из железа и большого количества углерода, в то время как углеродистая сталь содержит меньше углерода и больше железа по сравнению с чугуном. Углеродистая сталь более жесткая и прочная, чем чугун, в то время как чугун более хрупкий. Чугун не так прочен, как углеродистая сталь, но он более устойчив к износу и разрыву при более высокой прочности на сжатие.
Чугун изготавливается из передельного чугуна с высоким содержанием углерода. Содержание углерода колеблется от 2 до 4%. Углеродистая сталь изготавливается из передельного чугуна путем его дальнейшей обработки на мельнице для измельчения и снижения содержания углерода, марганца, серы и фосфора с добавлением некоторых других легирующих элементов.
Содержание углерода в углеродистой стали обычно составляет от 0,1% до 1,5% (существуют различные типы углеродистой стали в зависимости от процентного содержания углерода - например, низкоуглеродистая сталь, среднеуглеродистая сталь и высокоуглеродистая сталь).
Углеродистая сталь - ковкий металл, в то время как чугун хрупкий. Это означает, что им можно легко придать форму с помощью штамповки или прессования. Чугун не отличается прочностью, а это означает, что он не выдержит ударов молотком и сломается. Углеродистая сталь прочнее чугуна, но не такая прочная, как нержавеющая сталь.
Температура плавления чугуна ниже, чем у углеродистой стали. Это означает, что его можно расплавлять и разливать в формы при более низкой температуре, чем углеродистую сталь.
Чугун и углеродистая сталь - это оба типа металлов, но у них есть некоторые ключевые различия.
Чугун состоит в основном из железа и имеет очень высокое содержание углерода, в то время как углеродистая сталь состоит в основном из железа и имеет более низкое содержание углерода.
Это делает чугун намного более твердым и хрупким, чем углеродистая сталь.
Чугун также имеет гораздо более низкую температуру плавления, чем углеродистая сталь, что означает, что он не выдерживает более высоких температур по сравнению с углеродистой сталью.
Чугун также более устойчив к коррозии, чем углеродистая сталь, что делает его более подходящим для использования на открытом воздухе.