Состав и сорта выплавляемых доменных чугунов. Классификация доменных чугунов

Чугун представляет собой сложный железоуглеродистый сплав, в котором углерода содержится от 2,0 до 4,3%;  кремния 0,5—4,25;  марганца 0,2—2,0;  серы 0,02—0,20;  фосфора 0,1—1,20%.

Влияние элементов, входящих в состав  чугуна, на его свойства велико. Они определяют структуру и свойства чугуна.

Углерод — важнейшая составляющая чугуна. Углерод находится в чугуне в различных состояниях: в виде химически связанного соединения с железом Fe₃C, называемого карбидом железа, или цементитом, и в свободном состоянии — в виде графита.

Если  углерод находится в чугуне в виде цементита, то чугун имеет в изломе белый цвет. Цементит кристаллизуется непосредственно из жидкого сплава. Чем быстрее идет процесс охлаждения (как при переходе чугуна из жидкого состояния в твердое, так и в твердом состоянии), тем больше в нем будет находиться химически связанного углерода.

Чугун, в котором Углерод находится в виде цементита, называется белым чугуном.

Если Углерод находится в чугуне главным образом в свободном состоянии, в виде графита, то чугун имеет в изломе серый цвет и называется серым чугуном.

Марганец способствует получению белого чугуна, так как образует с углеродом карбиды Мп₃С и этим препятствует графити-зации. Поэтому в белых чугунах бывает 2—2,5%, а иногда и 3,5% Мп. В сером чугуне не более 1,3% Мп.

Кремний является важнейшей после углерода примесью в чугуне. Кремний увеличивает жидкотекучесть, он способствует получению серого чугуна. В сером чугуне кремния от 1,25 до 4,25%, в белом — от 0,2 до 2,0%.

Сера — вредная примесь в чугуне. Сера ухудшает механические свойства  чугуна, понижая его прочность и увеличивая хрупкость. Она придает чугуну густотекучесть, пузырчатость, т. е. ухудшает его литейные свойства. Поэтому содержание серы в чугуне не должно превышать 0,08%.

Фосфор также понижает прочность и увеличивает хрупкость  чугуна, но, несмотря на это, он бывает и полезной примесью, так как увеличивает жидкотекучесть серого чугуна. Это качество имеет большое значение при изготовлении художественного и тонкостенного литья. Содержание фосфора в ответственных отливках допускается до 0,1%, в менее ответственных — до 1,2%.

В доменных печах выплавляют чугун следующих сортов:  передельный,  литейный и ферросплавы, или специальные чугуны.

Передельный чугун делится на три класса:

• мартеновский чугун марки M1 и М2, содержащий: 1,5—2,5% Мn; 0,3—1,5% Si; 0,15—0,30% Р; 0,03—0,07% S;
• бессемеровский чугун марки Б-1 и Б-2, получаемый из малофосфорных руд и содержащий 0,6—1,5% Мn; 0,9—2,0% Si; до 0,07% Р; до 0,04% S;
• томасовский чугун марки Т-1, выплавляемый из фосфористых руд и содержащий 1,6—2,0% Р; 0,08—1,3% Мn; 0,2—0,6% Si; 0,08% S.

Передельный чугун идет на переделку в сталь.

Литейный чугун марки ЛК.-00, ЛК-0, ЛК-1 и других получают из шихты с достаточным содержанием кремнезема. В зависимости от марки он содержит 1,25—4,25% Siи до 1,3% Мn.  Литейный чугун идет на отливку различных деталей .

Ферросплавы, или  специальные чугуны:  ферросилиций (9—13% Si), бедный ферромарганец (10—25% Мn), богатый ферромарганец (70—75% Мn) и другие — применяют для раскисления и легирования сталей.