Среди марок чугуна белый чугун занимает особое место. Хотя, как и все остальные виды чугуна он содержит углеродные составляющие, но при этом, количество графита по сравнению с другими видами намного меньше, всего около 0,3%. Это свойство и придает ему характерный белый блеск и отличительный серовато-белый цвет на изломе.
Содержание
Виды и состав белого чугуна
Классификация материала проводится в основном по двум критериям – физической структуре металла и по составу входящих в него компонентов.
Если берется классификация по составу, то здесь проводится анализ цементитной эвтектики – внутренней структуры материала, она во многом зависит от составляющих химических элементов, а именно углерода.
В этой классификации имеется три категории материалов:
- Материал, в котором доля углерода не превышает 4,3%, называется доэвтектическим. Данная структура образуется после полного остывания. В свою очередь эта категория делится на материалы, имеющие структуру как перлит, ледебурит и вторичный цементит;
- При содержании углерода 4,3% материал относится к категории эвтектических чугунов;
- Заэвтектический материал имеет в своем составе от 4,3 до 6,6% углерода.
Вторая классификация делит белый чугун на обыкновенный, отбеленный и легированный.
Обыкновенный белый чугун является сплавом двух компонентов – железа и углерода. В разрезе он имеет мелкозернистую структуру, даже несмотря на высокотемпературную обработку, эта структура остается неизменной.
В класс белого чугуна относится и отбеленный чугун. Особенность данного сплава заключается в том, что основой для него выступает высокопрочный серый чугун, а поверхностный слой, включающий большое количество ледебурита и перлита придает ему характерный белый цвет. Такой эффект достигается при быстром охлаждении заготовки, глубина отбеливания может достигать 30 мм.
Легированные виды белого чугуна делятся на низко, средне и высоколегированные марки. Данное разделение зависит от содержания в металле легирующих компонентов. В процентном соотношении это выглядит так:
- До 2,5%добавок – низколегированные марки чугуна;
- от 2,5 до 10% – среднелегированный белый чугун;
- свыше 10% – высоколегированный белый чугун.
Добавление в состав легирующих добавок дает возможность получить материал с заранее определенными качествами и параметрами. Нужно отметить, что в качестве добавок используются обычные, наиболее распространенные добавки, применяемые в металлургии для выплавки марочных сталей и чугунов.
Свойства материала, положительные стороны и недостатки
Как и остальные виды чугуна, белый чугун обладает характерными для всего вида положительными сторонами и недостатками. Как и остальные виды сплавов, он обладает повышенной прочностью, но при этом он обладает и повышенной хрупкостью, он очень боится ударов.
К сильным сторонам белого чугуна следует отнести:
- отличную механическую прочность;
- повышенное удельное сопротивление;
- высокую износостойкость;
- способность выдерживать высокую температуру, в том числе и ее перепады;
- устойчивость к коррозии, в том числе и к большому количеству органических и неорганических соединений.
Увы, как и большинству металлов этого класса для белого чугуна характерны следующие недостатки:
- из него плохо получаются отливки – во время заполнения форм он образует внутренние полости и трещины, которые существенно снижают прочность отливки;
- материал обладает повышенной хрупкостью – достаточно резкого удара, чтобы заготовка раскололась;
- материал очень плохо подвергается обработке, он плохо режется, фрезеруется, сверлится и сваривается;
- заготовки из сплава подвержены большой усадке при охлаждении, она может достигать 2%;
Стоит отметить то, что эта марка чугуна плохо сваривается – при нагреве в месте сварки образуются микротрещины, уменьшающие механическую прочность сварного шва. Кроме этого, такие микроскопические полости еще больше увеличиваются во время остывания заготовки.
Маркировка белого чугуна
Согласно марочнику чугуна и стали буквенно-цифровой код определяет характеристики материала и состав легирующих добавок. Дополнительные характеристики, такие как износостойкость, маркируются буквой «И» впереди шифра. Наличие в составе шаровидной формы графита обозначается буквой «Ш». Цифровой шифр обозначает присутствие в составе дополнительных добавок и примесей.
Область применения белого чугуна
Высокая прочность и способность сохранять форму при высокой температуре определили применение материала в таких отраслях, как станкостроение, машиностроение, производство машин и механизмов для морского транспорта, элементов конструкции станков, двигателей, строительных машин.
Легированные виды чугуна применяются в автомобилестроении, из него делаются отдельные детали двигателей. Незаменим легированный белый чугун в механизмах горнодобывающих машин.
Высокая прочность нашла свое применение в виде прокатных валков для машин, производящих бумагу и картон. Мельницы, приводные колеса и шкивы, шары для дробления щебня все это изготавливается из белого чугуна.
