Čuguns ir dzelzs un oglekļa sakausējums, kura oglekļa saturs pārsniedz 2,11% (parasti 2.5-4%). Tas ir daudzkomponentu sakausējums ar dzelzi, oglekli un silīciju kā galvenajām sastāvdaļām un satur vairāk piemaisījumu, piemēram, mangāna, sēra un fosfora, nekā oglekļa tērauds. Dažreiz, lai uzlabotu čuguna mehāniskās īpašības vai fizikālās un ķīmiskās īpašības, leģētā čuguna iegūšanai var pievienot noteiktu daudzumu leģējošu elementu.
Čuguna klasifikācija:
I. Atbilstoši dažādajām oglekļa formām čugunā, čugunu var iedalīt
1. Baltā čuguna ogleklis, izņemot nelielu daudzumu, kas izšķīdināts ferītā, pārējais ogleklis čugunā ir cementīta veidā, un tā lūzums ir sudrabaini balts, tāpēc to sauc par balto čugunu. Pašlaik balto čugunu galvenokārt izmanto kā tērauda ražošanas izejvielu un sagatavi kaļamā čuguna ražošanai.
2. Pelēkā čuguna ogleklis čugunā ir pārslu grafīta veidā visā čugunā vai lielākajā daļā tā, un tā lūzums ir tumši pelēks, tāpēc to sauc par pelēko čugunu.
3. Daļa oglekļa čugunā bez kauliņiem ir grafīta veidā, līdzīgi kā pelēkajam čugunam; otra daļa ir brīva cementīta veidā, līdzīgi kā baltais čuguns. Lūzumā ir melni un balti bedri, tāpēc to sauc par čugunu ar kauliņiem. Šāda veida čuguns ir arī ļoti ciets un trausls, tāpēc to reti izmanto rūpniecībā.
2. Saskaņā ar dažādām grafīta formām čugunā, čugunu var iedalīt
1. Pelēkais čuguns Grafīts čugunā ir pārslu veidā.
2. Kaļamais čuguns Grafīts čugunā pastāv kopās. To iegūst, ilgstoši atkausējot noteikta sastāva balto čugunu augstā temperatūrā. Tā mehāniskās īpašības (īpaši stingrība un plastiskums) ir augstākas nekā pelēkajam čugunam, tāpēc to parasti sauc par kaļamo čugunu.
3. Kaļamais čuguns Grafīts čugunā pastāv sfēriskā formā. To iegūst pēc sferoidizācijas apstrādes pirms izkausētā dzelzs ieliešanas. Šim čuguna veidam ir ne tikai augstākas mehāniskās īpašības nekā pelēkajam čugunam un kaļamam čugunam, un tā ražošanas process ir vienkāršāks nekā kaļamam čugunam, bet arī to var vēl vairāk uzlabot, termiski apstrādājot. Tāpēc tā pielietojums ražošanā kļūst arvien plašāks.
Dažādu čugunu izmantošanas veidi Baltais čuguns
Baltajā čugunā esošais ogleklis pilnībā pastāv infiltrēta oglekļa (Fe3c) veidā, tāpēc lūzums ir spilgti balts. Tāpēc to sauc par balto čugunu. Tā kā tajā ir liels daudzums cietā un trauslā Fe3c, baltajam čugunam ir augsta cietība, augsts trauslums un to ir grūti apstrādāt. Tāpēc to reti izmanto tieši rūpnieciskos lietojumos, un to izmanto tikai dažām daļām, kurām nepieciešama nodilumizturība un kuras nav pakļautas triecieniem, piemēram, stiepļu vilkšanas presformas, lodīšu dzirnavu dzelzs lodes utt. Lielāko daļu no tām izmanto kā sagataves. tērauda un kaļamā čuguna ražošanai.
Pelēks čuguns
Lielākā daļa vai viss čuguna oglekļa saturs ir brīva pārslu grafīta veidā. Lūzums ir pelēks. Tam ir laba liešanas veiktspēja, laba griešanas apstrādājamība, pretberze, laba nodilumizturība, un tā kušanas sastāvdaļas ir vienkāršas, zemas izmaksas un plaši izmantotas sarežģītu lējumu un nodilumizturīgu detaļu ražošanā. Pelēkais čuguns ir sadalīts trīs kategorijās pēc matricas struktūras: pelēkais čuguns uz ferīta bāzes, pelēkais čuguns uz perlīta-ferīta bāzes un pelēkais čuguns uz perlīta bāzes. Tā kā pelēkajā čugunā ir pārslu grafīts, un grafīts ir sastāvdaļa ar zemu blīvumu, zemu izturību, zemu cietību un plastiskumu un stingrību, kas tuvojas nullei. Tā esamība ir kā liels skaits mazu spraugu tērauda matricā, kas samazina gultņa laukumu un palielina plaisu avotu. Tāpēc pelēkajam čugunam ir zema izturība un zema stingrība, un to nevar apstrādāt ar spiedienu. Lai uzlabotu tā veiktspēju, izkausētajam dzelzim pirms ieliešanas pievieno noteiktu daudzumu ferosilīcija, silīcija kalcija un citu inokulantu, lai uzlabotu perlīta matricu.
Kaļamais čuguns
Čuguns ir izgatavots no dzelzs-oglekļa sakausējuma ar zemu oglekļa un silīcija saturu baltā čuguna sagatavēs, un pēc tam tiek pakļauts ilgstošai augstas temperatūras atlaidināšanai, lai cementīts sadalītos flokulējošā grafītā. Kaltais čuguns ir grafitizēts baltais čuguns. Kaļamais čuguns ir sadalīts divās kategorijās atbilstoši dažādām mikrostruktūrām pēc termiskās apstrādes; viens ir Blackheart kaļamais čuguns un perlīta kaļamais čuguns. Melnās sirds kaļamā čuguna struktūra galvenokārt ir ferīta (F) matrica + flokulējošais grafīts; perlīta kaļamā čuguna struktūra galvenokārt ir perlīta (P) matrica + flokulējošais grafīts. Otrs ir baltās sirds kaļamais čuguns. Whiteheart kaļamā čuguna struktūru nosaka šķērsgriezuma izmērs. Mazā šķērsgriezuma pamatā ir ferīts, un lielā šķērsgriezuma virsmas laukums ir ferīts, bet kodols ir perlīts un atkvēlinošais ogleklis. Grafīts kļūst smalks un vienmērīgi sadalīts. Čuguns, kuram veikta šī inokulācijas apstrāde, tiek saukts par inokulēto čugunu.
Kaļamais čuguns
Pirms kausēta čuguna (kaļamā čuguna) ieliešanas pievieno noteiktu daudzumu sferoidizējošā līdzekļa (parasti izmanto ferosilīciju, magniju utt.), lai sferoidizētu čugunā esošo grafītu. Tā kā ogleklis (grafīts) čuguna matricā ir sfēriskā formā, tiek uzlabota tā griešanas ietekme uz matricu, kā arī ievērojami uzlabojas kaļamā čuguna stiepes izturība, tecēšanas robeža, plastiskums un triecienizturība. Tam ir arī priekšrocības: nodilumizturība, triecienu absorbcija, laba procesa veiktspēja un zemas izmaksas. Tagad tas ir plaši aizvietots kaļamā čuguna un dažu čuguna un kaltu tērauda detaļu, piemēram, kloķvārpstas, klaņi, veltņi, automašīnu aizmugurējās asis utt.