Белый чугун: подобно сахару, который мы добавляем в чай, углерод полностью растворяется в жидком железе. Если этот растворенный в жидкости углерод не может быть отделен от жидкого железа во время затвердевания чугуна, а остается полностью растворенным в его структуре, то полученную структуру мы называем белым чугуном. Белый чугун, обладающий очень хрупкой структурой, называется белым чугуном потому, что при разрушении он имеет яркий белый цвет.
Серый чугун: В процессе затвердевания жидкого чугуна растворенный в нем углерод, подобно сахару в чае, может выделяться в виде отдельной фазы. При исследовании такой структуры под микроскопом видно, что углерод разложился на отдельную структуру, видимую невооруженным глазом, в виде графита. Мы называем этот тип чугуна серым чугуном, потому что при разрушении этой структуры, в которой углерод присутствует в виде пластинок, то есть слоев, появляется тусклый серый цвет.
Пятнистый чугун: упомянутый выше белый чугун образуется при быстром охлаждении, тогда как серый чугун — при относительно более медленном охлаждении. Если скорость охлаждения отлитой детали совпадает с диапазоном, в котором происходит переход от белого к серому цвету, можно увидеть, что серые и белые структуры появляются одновременно. Мы называем такой чугун пятнистым, потому что при разламывании такого куска на белом фоне появляются серые островки.
Закаленный чугун: Этот тип чугуна фактически затвердевает до состояния белого чугуна. Другими словами, затвердевание чугуна обеспечивается таким образом, чтобы углерод оставался полностью растворенным в структуре. Затем затвердевший белый чугун подвергается термической обработке, чтобы растворенный в структуре углерод отделился от структуры. После этой термической обработки мы видим, что углерод выходит в виде сфер неправильной формы, сгруппированных вместе.
В дополнение к этой классификации, если углерод смог отделиться от структуры в результате затвердевания (как в сером чугуне), мы можем провести еще одну классификацию, рассмотрев формальные свойства образовавшегося графита:
Серый (пластинчатый графитовый) чугун: Если углерод затвердел, образовав слоистую графитовую структуру, подобную листьям капусты, такие чугуны называют серыми или пластинчатыми графитовыми чугунами. Затвердевание такой структуры возможно в сплавах с относительно высоким содержанием кислорода и серы, при этом чугун практически не подвержен усадке благодаря высокой теплопроводности.
Сферический графитовый чугун: как следует из названия, в этой структуре углерод представлен в виде сферических графитовых шариков. Для того чтобы графит разложился на сферическую, а не пластинчатую структуру, содержание кислорода и серы в жидком состоянии должно быть снижено ниже определенного уровня. Именно поэтому при производстве сферического графитового чугуна жидкий металл обрабатывают магнием, который очень быстро реагирует с кислородом и серой, а затем разливают в формы.
Чугун с червеобразным графитом: Если магниевая обработка, применяемая при производстве чугуна с шаровидным графитом, недостаточна и графит не может быть полностью сфероидизирован, может образоваться такая структура графита, которую мы называем червеобразной (или компактной). Червеобразный графит, являющийся переходной формой между пластинчатым и шаровидным графитом, не только обеспечивает чугуну высокие механические свойства шаровидного графита, но и снижает склонность к усадке благодаря своей высокой теплопроводности. Эта структура, которая считается ошибкой при производстве чугуна с шаровидным графитом, намеренно отливается многими литейными заводами из-за вышеупомянутых преимуществ.
Дата публикации: 20 декабря 2024 г.