История чугуна
Чугун - является сплавом в состав, которого входит железо и углероды. Содержащегося в железе углерода, обычно составляет не менее 2,14%. Углерод собой может представлять цементит или графит. В чугуне содержатся примеси такие как Si, Mn, S, P и легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и др.) получают в доменных печах из железорудных материалов. Чугун обладает не плохими литейными свойствами и малой способностью к пластической деформации, а так же является важнейшим первичным продуктом чёрной металлургии. Основной объём чугуна (св. 85%) перерабатывают в сталь (передельный чугун), оставшийся применяют в изготовлении фасонного литья (литейный чугун). В современном машиностроении хорошо используют чугун, и от общей массы отливок на долю деталей из чугуна приходится около 75%. По прочности лишь некоторые чугуны немногим уступают углеродистой стали. Изготовленный чугун, в доменных печах, подразделяется на передельный чугун, используемый для передела в сталь, и литейный чугун, служащий одним из основных компонентов шихты в чугунолитейном производстве.
История чугуна начинается с 4-5 вв. до нашей эры, одним из античных металлургов. В 6 веке до нашей эры из высокофосфористых железных руд начали получать чугун в Китае. А с появлением первых доменных печей, (14 век) в Западной Европе возникла выплавка чугуна из руд. Использовали полученный чугун для передела в сталь в кричном горне (Кричный передел), для изготовления различных строительных деталей и оружия (пушки, ядра, колонны и др.). Производство чугуна в России началось в 16 в., в дальнейшем оно постоянно увеличивалось. Независимому существованию чугунолитейного производства начало (при машиностроительных заводах) появляться во 2-й пол. 18 в. вагранок (См. Вагранка), это дало возможность литейным цехам абстрагироваться от доменных печей. Примерно в начале 19 в. возникает производство ковкого чугуна. Во 2-й четверти 20 в. появляется разработка модифицирование чугуна, и начинают применять легирование чугуна (см. Легированный чугун), это привело к значительному увеличению его свойств и получению специального чугуна (износостойкий, коррозионностойкий, жаростойкий и т.д.). В конце 40-х гг. вместо обычной пластинчатой формы был получен модифицированный чугун с включениями графита шаровидной формы, что привело к увеличению прочности материала, и был назван высокопрочным (sь до 500 Мн/м2, или 50 кгс/мм2, в литом состоянии и 1200 Мн/м2, или 120 кгс/мм2 после термической обработки). В 60-х гг. из стальных отходов с добавлением карбюризаторов, в электрических печах начали изготавливать т. н. синтетический чугун при пластинчатой форме графита с высокими механическими свойствами.
Примерно до 70-х гг. 20 в. иногда выплавляли в доменных печах т. н. зеркальный чугун (10—25% Mn), используемый в качестве раскислителя, при изготовлении стали, и для получения специальных видов чугуна. С содержащих легирующих элементов, таких как Сг, Ni, Ti и др., при добавлении в выплавку, чугуна и железных руд, получают т. н. природнолегированные чугуны. В зависимости от степени отливок чугун подразделяется на (в зависимости от степени графитизации) серый, белый и половинчатый (или отбелённый). В зависимости от формы включений графита - на чугун с пластинчатым, шаровидным (высокопрочный чугун), вермикулярным и хлопьевидным (ковкий чугун) графитом. В зависимости от характера металлической основы - на перлитный, ферритный, перлитно-ферритный, аустенитный, бейнитный и мартенситный. В зависимости от назначения - на конструкционный и чугун со специальными свойствами. По химическому составу -; на легированные и нелегированные.
Чугун серый – является высокопрочным и содержит в качестве примесей марганец, фосфор, серу. У него низкая температура кристаллизации, текучесть в жидком состоянии, малая усадка. Свойства серого чугуна зависят от свойств металлической матрицы, формы и размеров графитовых включений. Не высокая прочность графита, снижает прочность чугуна. Так же прочность чугуна зависит от графитовых включений, чем их меньше и выше и дисперсность, тем прочнее сам чугун. В зависимости от скорости дальнейшего охлаждения после затвердевания (а значит и от размера отливки) чугун может иметь ферритную, феррито-перлитную и чисто перлитную металлическую основу. С ростом скорости охлаждения возрастает доля перлита, а следовательно и прочность чугуна, но падает его пластичность. Для каждой области применения выбирают марку чугуна с оптимальным для этого случая сочетанием свойств. Он применяется в машиностроении, для отливки станков и механизмов, поршней и цилиндров.