Білі та графітні чавуни
Чавуни, залежно від того, в якому стані знаходиться в них вуглець, поділяються набілітаграфітні. У білих чавунах вуглець перебуває у пов'язаному стані, тобто. у вигляді цементиту – хімічної сполуки Fe3C. Через цементит ці чавуни виглядають на зламі білими, блискучими. Вони відрізняються підвищеною крихкістю та твердістю. Їхню структуру відображає метастабільна діаграма стану «залізо-цементит». За структурою білі чавуни поділяються надоевтектичні, евтектичні та заевтектичні. Доевтектичні чавуни містять від 2,14 до 4,3% вуглецю і складаються з зерен перліту, вторинного цементиту та ледебуриту. Евтектичні чавуни містять 4,3% вуглецю і з зерен ледебуриту, тобто. механічної суміші перліту із цементитом. Заевтектичні білі чавуни містять понад 4,3% вуглецю та у структурі, крім ледебуриту, виявляють кристали первинного цементиту.
У графітних чавунах вуглець перебуває у вільному стані, тобто. у вигляді графітних включень різної форми. Через графіт ці чавуни на зламі виглядають сірими і бруднять руки. Графітні чавуни відрізняються від білих чавунів меншою твердістю та міцністю. Структуру цих чавунів відбиває стабільна діаграма стану «залізо-графіт».
Графітні включення в чавунах можуть мати пластинчасту, або кулясту, або пластівчасту форму. Чавуни з пластинчастою формою графітних включень називаютьсірими, з кулястою -високорочними, з пластів'єподібної -ковкими.
Графітні включення розташовуються в деякій металевій матриці, яка може бути або феритної, перлітної, або феррито-перлітної. Таким чином, структура графітних чавунів нагадує структурудоевтектоїдних або евтектоїдних сталей, але з графітними включеннями різної форми.
Графітні включення мають малу міцність, твердість і знижують характеристики міцності матеріалу. Переважно за цими включеннями відбувається руйнування чавунів. При навантаженні чавунів графітні включення грають роль концентратів напруги. Найкращими концентратами напруги є відносно «гострі» включення пластинчастої форми, а найгіршими - включення кулястої форми. Тому сірі чавуни мають меншу міцність, ніж високоміцні чавуни. Ковкі чавуни займають у цьому ряду проміжне положення.
Графітні включення грають як негативну роль. Завдяки змащувальний ефект графіту у графітних чавунів відзначаються хороші антифрикційні властивості і вони добре працюють у парі тертя. Графітні чавуни добре гасять удари та вібрації і тому використовуються для виготовлення станин різних молотів, пресів та верстатів. Крім того, графітні чавуни мають високі ливарні характеристики.
Сірі чавуни одержують при повільному охолодженні рідкого розплаву, що містить достатню кількість кремнію. Сірий чавун зазвичай використовують як ливарний сплав.
Високоміцний чавун одержують шляхом модифікування рідкого розплаву, тобто. введення в нього магнію, алюмінію та кальцію. Такий чавун застосовують для виготовлення зубчастих коліс та валів.
Ковкий чавун одержують із білого доевтектичного чавуну за допомогою його тривалого графітизуючого відпалу (томлення). При температурах витримки білого чавуну понад 950°С відбувається розпад цементиту, що міститься в чавуні, на ферит та графіт. При цьому включення графіту, що утворюються, набувають пластівцевої форми.
Сірий чавун маркується літерами СЧ та цифрами. Перша група цифр означає межуміцності чавуну на розтяг у кгс/мм 2 , а друга – межа міцності на вигин.
Високоміцні чавуни маркують літерами ВЧ та цифрами, що означають межу міцності чавуну на розтяг у кгс/мм 2 .
Ковкі чавуни маркуються літерами КЧ та цифрами. Перша група цифр означає межу міцності чавуну на розтяг у кгс/мм 2 , а друга – відносне подовження у %.