Чавун – високовуглецевий сплав заліза з вуглецем , як правило, також з кремнію , марганцю , фосфору , сірки та інших компонентів. Він містить від 2,11 до 6,67% вуглецю у вигляді цементиту або графіту.
Наявність конкретної вуглецевої фази залежить від швидкості охолодження та хімічного складу сплаву. Повільне охолодження сприяє викиду графіту. Також роль відіграють і легуючі добавки . Відповідно до чинного стандарту чавун визначається як матеріал, основним компонентом якого є залізо і в якому вміст вуглецю перевищує 2%.
Кремній впливає як на процес модифікації графіту, так і на сам процес графітизації. У процесі модифікації, що найчастіше додається у вигляді сплаву, феросиліцію, до рідкого чавуну, він впливає на зародження графіту , внаслідок чого графітові пластівці стають більш дрібними та рівномірно розподіляються. Під час процесу графітизації цей елемент, діючи як вуглець , під час кристалізації та евтектоїдної трансформації збільшує схильність до утворення графіту , а не цементиту. Кремній присутній в чавуні в кількості від 0,5 до 5%, але найчастіше його вміст становить від 1,0 до 3,0%.
Марганець, виявляючи більшу спорідненість до вуглецю, ніж залізо , утворює більш міцні карбіди Mn 3 C або (Fe, Mn) 3 С., ніж цементит . В результаті марганець перешкоджає графітизації. Крім того, він легко зв’язується з сіркою , знімаючи негативний вплив у чавуні.
Сірка є шкідливою домішкою. Його присутність погіршує ливарні властивості чавуну за рахунок зниження текучості та підвищення схильності до газових бульбашок.
Фосфор використовується в кількості від 0,2 до 1,8%. Це не впливає суттєво на процес графітизації, але створює евтектику фосфору (стеадит), який характеризується низькою температурою плавлення (близько 950 ° С) та дуже високою твердістю (близько 500 НВ).
Загальні властивості чавуну
| Тип чавуну | білий | сірий | ковкий | з підвищенням температури: “+” – підвищується; “-” – знижується |
| Питома вага Г / см 3 | 7,5 ± 0,2 | 7,1 ± 0,2 | 7,3 ± 0,1 | – |
| Коефіцієнт теплового лінійного розширення a · 10 -в 1 / ° С, при температурах 20-100 ° С |
8 ± 2 | 10 ± 2 | 11 ± 1 | + |
| Дійсна усадка в% | 1,8 ± 0,2 | 1,1 ± 0,2 | – | + |
| Теплопровідність в кал / см · сек ° С | 0,08 ± 0,2 | 0,10 ± 0,02 | 0,13 ± 0,02 | – |
| Динамічна в’язкість при температурі ликвидус дин · с / см 2 |
0,08 | 0,04 | – | – |
| Поверхневий натяг в дин / см 2 |
900 ± 100 | 900 ± 100 | – | + |
| Електроопір в Мк · ої · см | 70 ± 20 | 80 ± 40 | 50 ± 20 | + |
| Теплоємність в кал / Г · ° С | 0,13 ± 0,02 | 0,12 ± 0,02 | 0,12 ± 0,02 | + |
| Коерцитивна сила в е | 13 ± 2 | 10 ± 1 | 1,5 ± 0,5 | – |
| Остаточний магнетизм в гс | 5000 ± тисячі | 5000 ± тисячі | 5000 ± тисячі | – |