Особенности чугуна, его производство и сферы применения

Кроме того, подобный сплав часто используется для изготовления колонн и канализационных труб. Хотя в последние десятилетия, в связи с распространением более практичных и современных материалов, изделия из чугуна частично потеряли свою популярность, многие покупатели все еще уверены в их надежности и эстетической привлекательности.

Для чего используется чугун?

В прошлом объем выплавленного чугуна и других металлов в течение года служил индикатором экономического развития страны. Поэтому каждому будет интересно узнать, какие изделия можно изготавливать из чугуна и в каких сферах он применяется.

Использование в быту

Чугун находит широкое применение в производстве различных товаров. Особенно популярны следующие изделия:

1. Фитинги для соединения труб и другого сантехнического оборудования.
2. Трубы.
3. Краны для системы водоснабжения.
4. Радиаторы отопления.
5. Душевые поддоны.
6. Решетки для водоотведения.
7. Водоотводные решетки из чугуна.

Иногда данный металл используется для изготовления и других сантехнических изделий, например, антикварных раковин из чугуна. Кроме того, популярностью пользуются ванны, выполненные на основе чугунного сплава.

Чугунные статуэтки служат прекрасным элементом декора как в частных домах, так и в квартирах. Изготовление таких статуэток стало традицией, что подтверждает практика каспинского литья.

Декоративные изделия из чугуна могут иметь разнообразные решения, при этом их внешний вид зависит от производителя и современных дизайнерских направлений. Разнообразие в окраске и геометрических формах позволяет создавать уникальные изделия.

Также стоит отметить, что использование чугуна не ограничивается только декором. Чугунные сковороды, гриль-решетки и казаны являются весьма популярными. Изделия из чугуна считаются традиционными для домашнего использования благодаря их способности качественно готовить пищу. Это связано с тем, что такая посуда не только быстро нагревается, но и длительное время сохраняет тепло готовых блюд. Кроме того, чугун отличается высокой долговечностью.

Еще одной областью применения чугуна является мебель для садов и парков. Скамьи и уличные столы, выполненные из чугуна, выглядят эстетично и устойчиво. Они сложно поддаются перемещению даже без закрепления. Такие скамейки встречаются как на частных участках, так и в парках, а также в местах массового отдыха. То же самое касается декоративных решеток.

Какие бывают виды чугунных сплавов?

• Белый чугун – цементит в виде пластинок, который придает излому белый цвет, а также обеспечивает ему высокую твердость и низкую вязкость. Применяется в производстве деталей, которые подвержены значительному износу и должны эффективно противостоять трению.
• Серый чугун – углерод в форме графита, который придает сплаву низкую твердость и высокую вязкость, а также серый цвет излома. Этот сплав используется при производстве изделий, которые подвергаются ударным нагрузкам.
• Ковкий чугун – имеет шаровидные включения графита и выделяется повышенной прочностью и вязкостью. Он востребован в производстве деталей, подвергающихся динамическим нагрузкам.
• Высокопрочный чугун тоже содержит графит в виде пластинок, при этом прочность его выше, чем у пластинок цементита. Используется для изготовления деталей машин и строительных конструкций, которые должны выдерживать большие нагрузки.

Химический состав чугуна определяет его физико-механические характеристики. Главным компонентом здесь является железо, а вторым по значимости — углерод, содержание которого варьируется от 2,14 до 4,5%.

Кроме того, в чугуне могут встречаться различные примеси, которые в разных степенях влияют на его физико-механические свойства:

• Марганец повышает прочность и твердость чугунного сплава, улучшая его литейные качества. Это объясняется образованием карбида марганца, который более твердый и хрупкий, чем цементит.
• Кремний усиливает твердость и прочность чугуна, снижая его текучесть. Это связано с образованием силиката железа, который более плотный, чем само железо.
• Фосфор снижает прочность и вязкость чугуна, а также увеличивает его хрупкость, поскольку образует хрупкий фосфид железа, который легко повреждается при механических нагрузках.
• Сера также понижает прочность и вязкость сплава, усиливая его хрупкость. Она образует сульфид железа, который имеет схожие свойства с фосфидом.

Преимущества и недостатки

• Отличные литейные свойства. Чугун плавится с легкостью и заполняет формы, что позволяет создавать изделия сложных конфигураций.
• Высокая прочность. Некоторые высокопрочные чугунные сплавы имеют замечательную прочность на сжатие.
• Доступная цена.
• Хорошая износостойкость, что делает чугун подходящим для конструирования деталей, подвергающихся интенсивному трению.
• Отличная теплопроводность, что делает возможным применение чугуна при создании изделий, требующих быстрого нагрева или охлаждения.

• Хрупкость чугуна ограничивает его применение в деталях, которые должны выдерживать сильные ударные нагрузки.
• Высокая плотность делает чугуние изделия тяжелыми, что иногда затрудняет их транспортировку.
• Подверженность коррозии требует дополнительного применения антикоррозионных покрытий.

Отличительные особенности

Основное отличие чугуна от стали заключается в содержании углерода в сплаве. В чугуне его больше (свыше 2,14%), а также присутствует больше примесей. Дополнительные отличия включают:

• Эстетическое оформление;
• Температура плавления;
• Теплопроводность;
• Степень обработки (сварка, литье, ковка и прочие технологии).

Основные виды

Существует несколько разновидностей чугуна. Рассмотрим наиболее востребованные:

1. Передельный. Его производят в доменных печах, и полученный сплав может быть использован как заготовка для стального продукта или отливки. Возможны оба состояния — твердое и жидкое. Согласно требованиям ГОСТ 805, он должен содержать определенные компоненты: фосфор, кремний, серу и марганец. В зависимости от содержания кремния и применения, передельный чугун классифицируется, например,:

• для получения стали (маркировка П1, П2);
• для литейного производства (маркировка ПЛ1, ПЛ2);
• фосфористый (ПФ1, ПФ2, ПФ3);
• высокого качества (ПВК1, ПВК2, ПВК3).

2. Белый. Углерод в данном сплаве находится в виде цементита, что достигается за счет быстрого охлаждения. Главные характеристики — белый цвет излома, высокая хрупкость и твердость. Этот сплав не поддается механической обработке. Чаще всего его используют для производства литых деталей с высокой износостойкостью, таких как валки для проката и шары для измельчения.
3. Серый. В этом сплаве углерод представлен в виде пластинчатого графита. Основной цвет излома — насыщенный серый. Он достаточно легко поддается механической обработке и проявляет достойную пластичность при растяжении. Благодаря наличию графитовых пластин, серый чугун менее чувствителен к напряжениям и менее подвержен дефектам, таким как усадка, что позволяет применять его для отливок непростой формы.
4. Высокопрочный. Получается благодаря введению чистого магния и модификаторов в расплавленный сплав. Графит здесь имеет шаровидную форму, а свойства определяются основным металлом. Применяется для изготавливаемых деталей, обладающих высоким уровнем нагрузки, даже в условиях сильного износа и воздействия агрессивной среды.
5. Ковкий. Изготавливается путем отжига белого чугуна. Структура графита в нем напоминает хлопья, что увеличивает прочностные характеристики, улучшает пластичность и сокращает напряжение внутри отливки. Чаще всего используется в ответственных деталях, подверженных ударным нагрузкам и высоким вибрациям. Исходя из химического состава и методов отжига, возможно формирование разных основ. Металл можно классифицировать на два типа: черносердечный и белосердечный. В маркировке используются буквы и цифры для обозначения основных характеристик.
6. Специальный. Этот вид обладает уникальными качества, достигнутыми благодаря легированию, разным методам отжига и охлаждения. У специальных сплавов существуют технические условия, регламентирующие состав, свойства и маркировку. Сюда входят:

• жаростойкие продукты;
• художественные изделия;
• стойкие к коррозии и износу;
• ферросплавы;
• материалы с электромагнитными свойствами и другие.

Свойства и характеристики

Все разновидности чугуна демонстрируют выдающиеся эксплуатационные характеристики:

• Физические — стойкость к изменениям температуры и влажности;
• Гидродинамические — отличная вязкость, облегчающая процесс перехода в твердую форму;
• Химические — устойчивость к воздействию агрессивных сред;
• Технологические — проявление антивибрационных свойств, коррозийной стойкости и износостойкости;
• Механические — высокая прочность материала.

В отличие от других металлов и сплавов, чугун обладает меньшим весом и высокими литейными свойствами, что делает его подходящим для резки и деформации. По этой причине ковка художественных изделий из чугуна набирает популярность.

Чугунный металлолом — что это?

95% чугуна, получаемого из обогащенной железной руды, отправляется на переработку для производства стали. Остальные 5% — это литейный чугун, который используется для создания продукции специфической формы. Это могут быть как простейшие изделия, например, слитки, так и более сложные предметы, такие как станины станков и канализационные люки.

Чугунные изделия известны своей долговечностью. Например, срок службы труб и других сантехнических изделий, используемых в жилищном строительстве, составляет от 20 до 40 лет, после чего они направляются на переработку.

Чугунным металлоломом становятся:

• Изделия из литейного чугуна, отслужившие свой срок;
• Стружка, образующаяся при обработке чугунных деталей на металлорежущих станках;
• Отходы литейного производства — отсечки, образующиеся при освобождении выплавленной детали от лишнего металла;
• Плиты, противовесы, отрезки труб и другие чугунные конструкции.

В отличие от стали, чугунный лом менее удобен для сбора и сдачи. Во-первых, сам чугун имеет более низкую стоимость, поскольку затраты на его производство меньше. Во-вторых, чугунные изделия, как правило, тяжелы и неудобны для перемещения из-за больших размеров. Это объясняет низкий спрос на такие изделия среди людей, занимающихся сбором и вывозом вторсырья. Например, канализационные люки принимаются только для переработки по решению государственных служб и ведомств. Ломозаготовители осведомлены о таких ограничениях и контролируют, какие материалы им сдают.

Чугунный лом, как правило, поступает от промышленных предприятий.

Марки чугунного вторсырья

Чугунный лом разделяется на несколько категорий:

• Первая категория: включает габаритный и негабаритный чугунный лом;
• Вторая категория: лом в виде брикетов или стружки, включая прессованную;
• Третья категория: состоит из целых изделий.

К каждой категории подходят несколько марок чугунного металлолома:

• 17А, 17Б — черный чугун отливок и чушек;
• 18А, 18Б — куски литейных форм и поддонов;
• 19А, 19Б — лом состоящий из изделий (печных, посудных, декоративных);
• 20А, 20Б — негабаритные куски и отходы;
• 21А, 21Б — целые негабаритные изделия.

• 22А, 22Б — негабаритный лом из литых изделий с высоким содержанием фосфора, кусков ковкого чугуна, труб;
• 23А, 23Б — брикеты прессованной чугунной стружки;
• 23А-1, 23Б-1 — брикеты стружки с высокой засоренностью;
• 23А-2, 23Б-2 — прессованная стружка, не отвечающая специальным требованиям;
• 24А, 24Б — части деталей после вырубки;
• 24А-1, 24Б-1 — негабаритная чугунная стружка с повышенной загрязненностью.

Лом и чугунные отходы марок 17А, 17Б, 18А, 18Б разрешается загружать в конвертерные плавильные установки. Эти же виды лома и прессованная стружка идут в ваграночные печи. В дуговые электропечи загрузка осуществляется отходами марки 17А, 17Б, 18А и 18Б, а также брикетами чугунной стружки, в том числе негабаритными. Для индукционных печей подойдут лом и отходы 17А, 17Б, 18А и 18Б, а также чугунная стружка.

Чугун является важным металлом для литейного производства и переработки. Предприятия устанавливают свои требования к габаритам принимаемого вторсырья, так как это зависимость от номенклатуры изделий и размеров плавильных печей. На сегодняшний день предприятия, занимающиеся производством чугунных изделий, сталкиваются с нехваткой чугунного лома. Оценить объем этого дефицита непросто, но спрос значительно превышает предложение. Лично могу сказать, что существуют компании, готовые приобретать чугунный лом по десяткам вагонов, однако найти надежного поставщика по ряду причин затруднительно. Для увеличения оборота чугунного металлолома необходимо направить усилия на его поиск, что должно быть подкреплено конкурентной ценой, поскольку основной мотивацией остаётся экономическая выгода. Основные источники такого лома — сантехнические изделия (трубы, радиаторы, задвижки) и массивные советские станки. Необходимым условием для решения проблемы является создание специализированной торговой площадки, где смогут встретиться покупатели и продавцы чугунного металлолома. Одна такая площадка уже существует. Это маркетплейс Vtorion.

Коммерческий директор Vtorion