Сплав железа с более чем с двухпроцентным содержанием углерода назван чугуном. Структурно его подразделяют на белый, серый и ковкий. Последнее наименование – условно, поскольку КЧ не используется в виде поковок и не подвергается ковке. Цвет в названии повторяет оттенки структуры в изломе чугуна. Государственные стандарты называют до ста разных марок этого сплава, среди которых выделяются чугуны литейные, отличающиеся от прочих структурой, предназначением и технологией получения.

Производят их, как правило, из серых чугунов, которые обладают большей мягкостью, хорошо обрабатываются с помощью режущих инструментов. Углерод серого чугуна присутствует в металле в свободном состоянии в виде включений различной формы, в т.ч. в виде цементита, обладающего высокой твердостью и хрупкостью.

Методы производства литейного чугуна

Годный для производства литейный чугун имеет блестящий излом серого цвета, зернистую микроструктуру без проблесков белого цвета, свойственного чугуну белому. Чугуны, имеющие черный цвет структуры, могут употребляться только в смесях с другими марками. Требования, которые предъявляются к литейным чугунам, связаны с их последующим применением:

• легкоплавкость для более точного соответствия форме детали при небольших температурах (соответствующая температура плавления чугуна)
• плотность беспузырьковых отливок без значительного изменения объема при застывании
• соответствие отливок требуемым по ГОСТ 4832-95 твердости, прочности и упругости

В этих целях шихту (смесь) различных исходных веществ переплавляют в вагранке (печь шахтного типа) или в пламенной печи. Только в очень редких случаях используется разливка чугуна из доменной печи. Для получения чугуна нужного качества производители тщательно рассчитывают компоненты шихты и присадок. Последующие отливки получают с помощью различных форм:

• разовых песчаных
• оболочковых
• металлических кокилей
• керамических

Марки чугуна

В основе маркировки литейных материалов для отливки и переплавки – содержание кремния, которое колеблется от 0,05 до 9,5 весового % при содержании углерода от 0,01 до 4,5%.  Кремний способствует окалийностойкости, жаропрочности чугуна, которые оцениваются по параметру ростоустойчивости, т.е. уменьшению плотности отливки или длины образца за определенную единицу времени.

Благоприятное воздействие Si на качественные характеристики чугуна заключается в создании стабильной структуры, состоящей из графита и феррита, после чего в последующем при нагреве исключаются дальнейшие процессы графитизации, роста и окисления. Если литейный чугун подвергается очистке от вредных примесей с помощью магния, он называется рафинированным. ГОСТ предусматривает наличие в каждой марке литейного чугуна определенное соотношение кремния и магния, фосфора и серы.

Маркируется данный класс материала буквой «Л», а далее идет его порядковый номер. При таком способе маркировки нет указания на процентное соотношение компонентов и их обозначения. ГОСТ просто предписывает, что марка Л1 должна содержать от 3,2 до 3,6 весового % кремния, от 0,3 до 1,5% массовой доли марганца (в зависимости от класса). Указывается также содержание фосфора и серы.