Белый чугун представляет собой железоуглеродистый сплав, в котором углерод полностью связан в форме цементита (Fe₃C). Поверхность излома такого материала имеет светлый металлический блеск, что определило его название. Для белого чугуна характерны высокая твердость, значительная износостойкость и стойкость к коррозии, однако материал отличается повышенной хрупкостью.
Состав белого чугуна
Белый чугун — сплав железа с углеродом (2,1–4,3%) и примесями кремния, марганца, фосфора и серы. Введение хрома, никеля или молибдена усиливает сплав, повышая прочность, термостойкость и коррозионную стойкость. Кремний подавляет кристаллизацию графита, поддерживает цементитную структуру и обеспечивает белый цвет излома.
Почему называется белым
Белый цвет излома связан с отсутствием графита и наличием карбидов железа. Углерод в этом сплаве полностью связан в форме цементита, образуя плотную и твердую структуру. Именно поэтому поверхность излома белого чугуна блестит и отражает свет.
Основные свойства
Белый чугун отличается следующими характеристиками:
- высокая твердость (до 650 HB);
- износостойкость при трении и абразивных нагрузках;
- умеренная коррозионная стойкость, повышающаяся при легировании хромом или никелем;
- низкая пластичность и ударная вязкость;
- плохая свариваемость и трудная механическая обработка.
Такие свойства обуславливают его использование там, где важны прочность и сопротивляемость износу, но не требуется гибкость материала.
Чем отличается от серого чугуна
Главное отличие — форма углерода. В сером чугуне углерод содержится в виде графита, а в белом — в виде цементита.
- Белый чугун тверже и прочнее, но более хрупок.
- Серый чугун легче обрабатывается и выдерживает удары, но быстрее изнашивается.
- Белый используется для деталей с высоким трением, серый — для конструкций, где важна пластичность.
Виды белого чугуна
Различают три основных типа:
- Доэвтектический (до 4,3% C) — содержит аустенит и цементит;
- Эвтектический (около 4,3% C) — структура из ледебурита;
- Заэвтектический (4,3–6,7% C) — включает первичный цементит.
Также выделяют отбеленный чугун, где наружный слой — белый, а сердцевина — серый чугун. Его получают путем быстрого охлаждения поверхности.
Легирование и модификации
Белый чугун часто легируют:
- Хромом — повышает твердость и коррозионную стойкость;
- Марганцем — стабилизирует цементит и снижает влияние серы;
- Никелем и молибденом — улучшают свариваемость и прочность при высоких температурах.
Такие сплавы применяются при производстве деталей, работающих в кислых, щелочных и высокотемпературных условиях.
Недостатки белого чугуна
- низкие литейные свойства;
- склонность к растрескиванию при охлаждении;
- плохая свариваемость;
- сложность механической обработки.
Из-за этих особенностей белый чугун редко используется для мелких или тонкостенных деталей.
Применение белого чугуна
Белый чугун используется в металлургическом, машиностроительном, станкостроительном и сельскохозяйственном оборудовании. На его основе производят:
- тормозные колодки;
- мельничные шары;
- прокатные валки;
- коленчатые валы дизельных установок;
- элементы, функционирующие при сухом трении.
Легированные марки применяются при изготовлении деталей для электропечей и литых нагревателей, где требуются высокая твердость и устойчивость к температурам до 900 °C.
Маркировка белого чугуна
Маркировка белого чугуна начинается с буквы "Ч", после которой записывают обозначения легирующих компонентов и их процентное содержание. Например, ЧН20Д2ХШ указывает на жаропрочный белый чугун, содержащий 20 % никеля, 2 % меди и 1 % хрома.
Белый чугун — это прочный и износостойкий сплав, применяемый в условиях высокой нагрузки, трения и температуры. Он отличается от серого структурой углерода и эксплуатационными характеристиками. Благодаря особому составу и свойствам белый чугун широко применяется в промышленности и остается важным материалом в машиностроении.
Написать менеджеру
Товары
