Обычно содержание углерода в промышленном чугуне составляет 2% - 4%. Углерод в чугуне большей частью существует в виде графита, а иногда и в виде цементита. Помимо углерода, чугун содержит также 1%- 3% кремния, а также марганец, фосфор, серу и другие элементы.
Легированный чугун также содержит никель, хром, молибден, алюминий, медь, бор, ванадий и другие элементы. Углерод и кремний — основные элементы, влияющие на микроструктуру и свойства чугуна.
Чугун можно разделить на:
① серый чугун. Содержание углерода высокое (2,7% - 4.0%), причем углерод в основном существует в виде чешуйчатого графита. Излом имеет серый цвет, который для краткости называют серым чугуном. Низкая температура плавления (1145 ~ 1250 градусов), небольшая усадка при затвердевании, прочность на сжатие и твердость, близкая к углеродистой стали, а также хорошая амортизация. Используется для изготовления станины станка, цилиндра, коробки и других деталей конструкции.
② Белый чугун. Содержание углерода и кремния низкое, углерод преимущественно существует в виде цементита, излом серебристо-белый. Во время затвердевания усадка велика, и легко возникают усадочные полости и трещины. Высокая твердость и хрупкость, не выдерживает ударных нагрузок. Его часто используют в качестве заготовки из ковкого чугуна и для изготовления износостойких деталей.
③ Ковкий чугун. Получаемый из отожженного белого чугуна, графит распределяется в хлопьевидной форме, которую сокращенно называют ковким чугуном. Он имеет однородную микроструктуру и свойства, износостойкость, хорошую пластичность и прочность. Он используется для изготовления деталей сложной формы и выдерживает большие динамические нагрузки.
④ Ковкий чугун. Серый чугун получают сфероидизацией расплавленного железа, причем осажденный графит имеет сферическую форму, которую сокращенно называют железом с шаровидным графитом. Он имеет более высокую прочность, лучшую ударную вязкость и пластичность, чем обычный серый чугун. Его используют для производства двигателей внутреннего сгорания, автозапчастей и сельскохозяйственной техники.
⑤ Вермикулярный чугун. Серый чугун получают вермикуляционной обработкой, при этом осажденный графит имеет вермикулярную форму. Механические свойства аналогичны свойствам чугуна с шаровидным графитом, а литейные свойства находятся между серым чугуном и чугуном с шаровидным графитом. Используется для изготовления автозапчастей.
⑥ Легированный чугун. Обычный чугун получают добавлением соответствующего количества легирующих элементов (таких как кремний, марганец, фосфор, никель, хром, молибден, медь, алюминий, бор, ванадий, олово и др.). Легирующие элементы изменяют матричную структуру чугуна, который имеет соответствующие характеристики жаростойкости, износостойкости, коррозионной стойкости, низкотемпературной стойкости или немагнитности. Его применяют для изготовления деталей горнодобывающего, химического оборудования, приборов, счетчиков и т. д.
Сталь для литья. Разновидность литейного сплава. Литая сталь подразделяется на литой углеродистой стали, литой низколегированной стали и литой специальной стали.
Литая углеродистая сталь. Литая сталь с углеродом в качестве основного легирующего элемента и содержащим небольшое количество других элементов. Литая низкоуглеродистая сталь с содержанием углерода менее {{0}},2%, литая среднеуглеродистая сталь с содержанием углерода 0,2% - 0,5% и высокоуглеродистая литая. углеродистая сталь с содержанием углерода более 0,5%. С увеличением содержания углерода прочность и твердость литой углеродистой стали возрастают. Литая углеродистая сталь обладает высокой прочностью, пластичностью и вязкостью, а также низкой стоимостью. Его используют в тяжелом машиностроении для изготовления деталей, выдерживающих большие нагрузки, таких как рама прокатного стана, основание гидравлического пресса и т. д.; Он используется в железнодорожном транспорте для изготовления деталей, выдерживающих большие нагрузки и удары, таких как надрессорная балка, боковая рама, колесо и сцепное устройство.
Литье из низколегированной стали. Литая сталь, содержащая марганец, хром, медь и другие легирующие элементы. Общее количество легирующих элементов обычно составляет менее 5%, при этом более высокая ударная вязкость и лучшие механические свойства могут быть получены путем термообработки. Литая низколегированная сталь имеет лучшие эксплуатационные характеристики, чем углеродистая сталь, что может снизить качество деталей и увеличить срок службы.
Литая специальная сталь. Существует множество видов легированной литой стали, очищенной для удовлетворения особых потребностей, которые обычно содержат один или несколько легирующих элементов в большом объеме для получения некоторых особых свойств. Например, сталь с высоким содержанием марганца, содержащая 11% - 14% марганца, может противостоять ударному износу и в основном используется для изготовления износостойких деталей горнодобывающего и инженерного оборудования; Различные нержавеющие стали с хромом или хромоникелем в качестве основного легирующего элемента используются для деталей, работающих в агрессивных или высокотемпературных условиях выше 650 градусов, таких как корпуса клапанов для химической промышленности, насосы, сосуды или корпуса турбин электростанций большой мощности.
