Прежде, чем рассказать о структуре серого чугуна, хочу дать одно определение. Чугун – это сплав железа с углеродом, массовая доля которого находится в пределах 2,14%-6,67%.
Чугун является очень распространённым материалом в машиностроении по причине своей дешевизны и высокому уровню прочностных характеристик и литейных свойств.
Структуру серого чугуна с пластинчатым графитом получают путем медленного охлаждения расплава, медленное охлаждение позволяет всем превращениям идти по стабильной диаграмме, начиная от образования эвтектического графита до графита третичного. Так как графит имеет очень большой удельный объем, а именно в три раза больший, чем основной металл, то вторичный графит не образует отдельных структурных составляющих, а присоединяется к уже образовавшемуся первичному графиту. Это касается и графита третичного.
Серый чугун может иметь три различных основы в зависимости от способа охлаждения: перлитная, ферритная и феррито-перлитная.
Серый чугун с пластинчатым графитом имеет высокую жидкотекучесть, но отливки из него обладают крайне низкими пластическими характеристиками. Их используют в деталях, которые не подвергаются ни динамическим, ни изгибающе-растягивающим нагрузкам.
Если чугун с пластинчатым графитом подвергнуть длительному отжигу, то графит примет хлопьевидную форму. Чугун с таким графитом называют ковким, его пластические свойства значительно выше, чем у чугуна с пластинчатым графитом.
Для повышения механических свойств чугуна его модифицируют специальными поверхностно-активными элементами, в частности магнием, который понижает поверхностное натяжение в плоскости гексагонального базиса графита, что заставляет его ограняться этими шестиугольными плоскостями. Чугун с шаровидным графитом называют высокопрочным. Сочетания прочностных и пластических характеристик приближено к механическим характеристикам сталей.
Посмотреть изображения микроструктур серого чугуна можно в этой статье.