Чугун

Чугун - сплав железа с углеродом (более 2%, обычно 3-4,5%), содержащий также некоторое количество марганца (до 1,5%), кремния (до 4,5%) и вредных примесей - серы и фосфора. Иногда для придания чугуну каких-либо особых свойств в него добавляют так называемые легирующие элементы - хром, никель, кремний, марганец и др. Такой чугун называют легированным.

Получают чугун из железной руды в доменных печах (см. Кокс и коксование). Чугун - важнейший первичный продукт черной металлургии. Его используют как сырье в производстве стали (передельный чугун) и в качестве литейного сплава. В современном машиностроении на долю литейного чугуна приходится около 75% общей массы отливок.

В машиностроении и строительных конструкциях наиболее широко применяется серый чугун. В нем углерод присутствует в свободном состоянии, в виде включений графита пластинчатой формы. Такая структура обеспечивает высокие прочностные свойства чугуна, поэтому из него изготовляют, в частности, цилиндры, втулки и другие детали двигателей.

Доменный цех на Магнитогорском металлургическом комбинате им. В. И. Ленина

Чтобы сделать серый чугун наиболее прочным, следует придать графитовым включениям форму шариков. Для этого в жидкий чугун при плавке добавляют в малых количествах как присадки магний, церий, иттрий, кальций и некоторые другие элементы. Чугун с шаровидным (сфероидальным, глобулярным) графитом называют высокопрочным, у него высокие технологические свойства.

Чугунные и железные решетки Ленинграда - настоящие произведения искусства. Они окружают скверы и парки, ограждают мосты и набережные. На снимке: вид на Неву с моста лейтенанта Шмидта

В белом чугуне углерод находится в связанном состоянии, в виде карбида железа Fe₃C - цементита. Этот чугун из-за низких механических свойств и хрупкости имеет ограниченное применение: используется при изготовлении деталей простой конфигурации, работающих на трение.

Ковким называют белый чугун, подвергнутый специальной термической обработке - графитизирующему отжигу, в результате которого цементит распадается и образуется графит в форме хлопьев. Ковкий чугун используется, в частности, в автомобилестроении, тракторостроении и сельскохозяйственном машиностроении. В последнее время его часто заменяют высокопрочным чугуном, для того чтобы повысить прочность отливок и упростить технологию их изготовления.

Некоторые специальные чугуны (доменные ферросплавы, ферросилиций, ферромарганец, силикомарганец и др.) применяют для раскисления и легирования сталей.

По производству чугуна СССР занимает первое место в мире.