Что представляет собой белый чугун?

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.

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.