Этот материал чаще всего используется для производства блоков цилиндров и коленчатых валов. Для последнего требуется сложный сплав со специальными графитовыми добавками. Этот металл устойчив к истиранию и поэтому используется для производства высококачественных тормозных колодок.
Применение чугуна и изделий из него в строительстве и других областях
Чугун является основным металлом черной металлургии. Он представляет собой сплав железа и углерода. Чугун может содержать специальные добавки, которые придают ему особые свойства. Этот чугун характеризуется износостойкостью, коррозионной стойкостью, жаропрочностью, немагнитными свойствами и другими особенностями. Ниже описаны свойства, состав и области применения серого, белого и ковкого чугуна, а также высокопрочного чугуна и чугуна с гранулами.
- 1 Сферы применения чугуна
- 2 Использование материала в строительстве
- 2.1 Особенности применения
- 2.2 Литейный чугун
- 2.3 Кованные изделия
- 2.4 Преимущества использования
Сферы применения чугуна
Благодаря своим ценным свойствам, низкой стоимости и хорошим литейным характеристикам, чугун используется для производства различных деталей и предметов. Чугун можно использовать для создания интересных и особенных форм, поскольку материал обладает превосходной твердостью и прочностью. Чугунные предметы могут выдерживать довольно большие нагрузки. По этой причине чугун используется для изготовления корпусов и цоколей станков.
- Чугун всегда применялся для изготовления деталей и предметов тяжелой промышленности. Его использовали в металлургии и станкостроении. При этом этот материал брался в очень больших количествах. Он применялся в качестве основного для мелких изделий и для крупногабаритных предметов, масса которых достигала сотни тонн.
- В машиностроении нашел свое применение серый чугун с графитной составляющей. Именно это вид всегда берут для изготовления ответственных деталей. Чугунные машинные изделий хорошо противостоят колебаниям и вибрации.
- В автомобильной промышленности из чугуна изготавливают блоки цилиндров. Это ответственные детали, которые должны обладать высокой прочностью и стойкостью к износу. Этим качествам помогает соответствовать чугун. Чтобы сделать названные показатели оптимальными в чугун добавляют специальные добавки в виде графита. Графит в несколько раз повышает такое свойство сплава, как прочность. Добавки позволяют сделать чугун совершенным и использовать его при изготовлении коленчатый валов дизелей.
- Из чугуна делают тормозные колодки. Мы знаем, что эти детали работают при повышенном трении. Чугун помогает им выдержать эти жесткие условия. Кроме этого, из чугуна делают валки мукомольный и бумагоделательных машин.
- Чугунные изделия хорошо работают при низких температурах. Для этой целей используют ковкий вид чугуна. Из него делают узлы тракторов и сложных механизмов, которые будут в дальнейшем работать в жестких условиях.
- Чугун широко используется для изготовления предметов быта. Это материал очень популярен среди нашего населения. Чугунные горшки, сковородки, казаны можно встретить как на обычной кухни, так в арсенале посуды ресторана. Это действительно уникальная посуда.
- Про чугунную сковородку, которая обладает отличным качеством, знает любая хозяйка. Чугунная посуда хорошо сохраняет тепло. В ней удобно готовить блюда, для которых необходимо постоянно сохранять тепло. Чугунную посуду используют для приготовления плова, каш и рагу. Продукты в ней сохраняют массу полезных свойств. В такой пищи не образуются канцерогенные вещества. Кстати было доказано, что чугунная посуда способна обогащать продукты полезными элементами железа.
- Для нефтяной промышленности, сложной и опасной отрасли, трубы изготавливают только из чугуна. Изделия получаются с высокими эксплуатационными качествами.
- Чугун отличается своей долговечностью. Поэтому в наших домах до сегодняшнего времени можно увидеть мойки и ванны, которые были изготовлены более 50 лет назад и до сегодняшнего дня с успехом эксплуатируются.
- Чугун очень часто применяют для художественных предметов. Из него делают разные произведения искусства. Так, набережная Санкт-Петербурга, практически вся украшена чугунными изделиями. Из чугуна изготавливают интересные и необычные ограждения, ажурные ветвистые ворота и чугунные памятники. Все это стало возможным благодаря хорошим литейным качествам этого материала. Сделанные вещи практически не изнашиваются и смотрятся так же даже спустя много лет. Нередко можно встретить чугунные произведения искусства в стенах музея.
Использование материала в строительстве
В этом разделе рассматриваются классификация, марки и области применения чугуна и его сплавов.
Особенности применения
Серый чугун используется в строительстве. Белое железо очень твердое и хрупкое. Его можно переплавить в ковкий чугун или сталь.
Чугун использовался в строительстве с древних времен. Изделия из него были отличного качества при условии строгого соблюдения технологии производства. Чугун всегда производился методом литья. Производимый материал не должен был содержать воздушных карманов, складок и трещин.
- В древние времена из чугуна делали несущие конструкции, которые собирались деталь за деталью. Сначала отливались конструктивные чугунные элементы, а затем основания соединялись крепежными предметами. Особенно часто этот метод использовали в арочных конструкциях.
- Чугун всегда использовали для изготовления канализационных труб, стоек и столбовых оснований. Из него делали различные дизайнерский штучки для домов.
- Трубы в наших домах, радиаторы отопления, краны, вентили водоснабжения, фитинги — все это изготовлено с использованием чугуна.
- Сантехнические изделия могут частично или полностью изготавливаться из описываемого материала.
- Особо хочется отметить чугунные радиаторы отопления. Эти приборы пользуются повышенным спросом. Такие радиаторы отопления долговечны, обладают высокой теплоотдачей и отличными теплоаккумулирующими свойствами. Они остаются теплыми и отдают тепло помещению даже спустя час после отключения. Если сравнивать со стальными радиаторами, то они теряют тепло в два разу быстрее.
- Сегодня и в прошлом из чугуна делали решетки. С помощью этого крепкого материала можно было создавать различные формы и конструкции. Интересные узоры и линии сделали чугунные изделия по-настоящему искусными. Некоторые украшения набережных и дворцовые ограждения дожили до сегодняшних дней. Эти произведения искусства были выполнены по идеям знаменитых мастеров. А чугун позволил воплотить эти идеи в жизнь и сохранить до наших дней.
Есть один нюанс. Современные строительные материалы заменили чугун. Для некоторых изделий чугун был заменен на пластик. Сегодня практически не производится сантехническая арматура, сливные трубы и сантехнические приборы. Однако чугун по-прежнему используется для изготовления крышек, заборов и больших водосточных труб.
Чугунные фитинги
Литейный чугун
Этот вид чугуна стал популярным благодаря низкой температуре плавления. Он плавится даже при низких температурах плавления и легко заливается в форму. Чугунные отливки достаточно прочны и не содержат пузырьков.
У высококачественного чугуна объем не меняется при изменении его состояния (из жидкого в твердое). Этот эффект достигается путем добавления специальных примесей в виде фосфора, серы, марганца и кремния.
- Благодаря легкоплавкости из чугуна изготавливают красивые строительные детали, в виде различных фигур. В последующем эти детали надежно скрепляются болтовыми соединениями.
- В архитектурном деле без чугуна никуда. Декоративные чугунные элементы способны украсить любое здание и архитектурный памятник.
Кованные изделия
Чугун высоко ценится кузнецами. Это материал, который очень хорошо поддается ковке. Это связано с атомной решеткой материала, в которой имеются вакансии. Кузнецу легко изготовить из него любое изделие. Следующие изделия из кованого железа тесно связаны с нашей жизнью:
Что представляет собой
Чугун — это сплав на основе железа. Он относится к группе черных металлов.
К черным металлам относятся железо, его сплавы (стали, чугуны, ферросплавы) и марганец. В некоторых классификациях хром включен в эту группу.
По своему составу чугун представляет собой комплекс железа, углерода и других металлов. Те же основные компоненты присутствуют и в марке стали.
Разница между этими сплавами заключается в количестве углерода. Если он меньше 2,14 %, то это сталь. Если больше, то это чугун.
Остальные компоненты — это легирующие элементы и примеси (сера, кремний, фосфор, марганец).
Углерод в структуре чугуна представлен включениями графита или цементита (карбид железа, тип: Fe3C).
Чугун можно визуально отличить от стали. Сталь более светлая и блестящая, а чугун — темный и тусклый.
История
Документально подтвержденная история чугуна восходит к первому тысячелетию до нашей эры:
- Выплавку освоили китайцы и их соседи.
- С V века до нашей эры начался период декоративного чугунного литья.
- Через 600 лет в Китае появились монеты.
Появление сплава в Европе относится к четырнадцатому веку, в России — на двести лет позже. Интерес к ним возрос в связи с пригодностью чугуна в качестве материала для изготовления пушек и пушечных ядер.
Со времен королевы Виктории камины стали самым популярным «гражданским» товаром англичан.
Расцвет железных изделий в России пришелся на XVIII век:
- Появились мосты, рельсы.
- На Урале изобретены чугунки – посуда номер один для русской печи. Позже их дополнили сковороды.
- К концу века Россия стала мировым лидером по производству чугуна.
Открытые изделия каслинских мастеров достигли мировой известности.
Изобретенный каслинскими мастерами процесс формирования сложных форм для художественного литья востребован машиностроителями и сегодня.
Технология получения
Сырьем для металлургов является железная руда (горная порода с преобладающим содержанием железа).
Руда транспортируется на перерабатывающие заводы, где из сырья удаляется часть «отходов».
Полученный материал отправляется на плавильный завод.
Здесь она загружается в доменные печи:
- Добавляют топливо – кокс (продукт обработки каменного угля), известняк, брикетированную угольную пыль.
- Плавят при высоких температурах.
- В процессе восстановления из оксидов получают железо с внедренным в его структуру углеродом.
В процессе плавки образуются чугун и шлак (смесь топливной золы, неиспользованного флюса и других продуктов).
При необходимости добавляются лигатуры для определения физических и химических свойств материала.
Процесс производства несложный, но экологически вредный.
