Čuguns ir dzelzs un oglekļa sakausējums, kurā oglekļa saturs pārsniedz 2,14 %, parasti sasniedzot aptuveni 2,5–4,0 %. Papildus dzelzij un ogleklim vairums rūpniecisko čugunu satur silīciju, kas ietekmē grafīta veidošanos un metāla struktūru.
Čugunu plaši izmanto mašīnbūvē, būvniecībā, cauruļu, darbgaldu un automobiļu detaļu ražošanā. Tā galvenās priekšrocības ir labas liešanas īpašības, salīdzinoši zemas izmaksas un iespēja izgatavot sarežģītas formas lējumus.
Čuguna ķīmiskais sastāvs
Sastāvs ir atkarīgs no markas un pielietojuma. Izplatītiem neleģētiem liešanas čuguniem raksturīgas šādas aptuvenas vērtības:
| Elements | Saturs | Nozīme sakausējumā |
|---|---|---|
| Dzelzs (Fe) | Pamatmetāls | Veido sakausējuma metālisko pamatu |
| Ogleklis (C) | 2,5–4,0 % | Nosaka struktūru, cietību un liešanas īpašības |
| Silīcijs (Si) | 1,0–3,0 % | Veicina grafitizāciju un uzlabo liešanas īpašības |
| Mangāns (Mn) | Parasti līdz 1,0 % | Ietekmē stiprību un karbīdu veidošanos |
| Fosfors (P), sērs (S) | Ierobežots atkarībā no markas | Ietekmē trauslumu, plūstamību un lējumu kvalitāti |
Galvenie čuguna veidi
Pelēkais čuguns. Ogleklis galvenokārt atrodas plākšņveida grafīta formā. Tas ir labi mehāniski apstrādājams un efektīvi slāpē vibrācijas. To izmanto darbgaldu pamatnēm, korpusiem un cilindru blokiem.
Baltais čuguns. Ievērojama oglekļa daļa ir saistīta karbīdos. Tam ir augsta cietība un nodilumizturība, taču arī paaugstināts trauslums. To izmanto nodilumizturīgām detaļām.
Augstas stiprības čuguns ar lodveida grafītu. Grafītam pārsvarā ir lodveida forma, kas uzlabo stiprību un plastiskumu. To izmanto caurulēm, kloķvārpstām un atbildīgiem lējumiem.
Kaļamais čuguns. To iegūst, termiski apstrādājot baltā čuguna lējumus. Tam ir uzlabots plastiskums, un to izmanto veidgabaliem, kronšteiniem un mehānismu detaļām.
Čuguna īpašības
Blīvums: parasti aptuveni 6,9–7,4 g/cm³.
Kušanas temperatūra: daudziem liešanas čuguniem aptuveni 1150–1250 °C; atkarīga no sastāva.
Liešanas īpašības: laba šķidrā metāla plūstamība un iespēja izgatavot sarežģītus lējumus.
Stiprība: būtiski atkarīga no grafīta formas, metāliskās pamatstruktūras un čuguna markas.
Apstrādājamība: pelēkais čuguns parasti ir labi apstrādājams, savukārt baltais čuguns — ievērojami grūtāk.
Korozijizturība: parastais čuguns ir pakļauts korozijai, tāpēc nepieciešamības gadījumā izmanto aizsargpārklājumus.
Čuguna pielietojums
- Cilindru bloki, bremžu diski un citas automobiļu detaļas.
- Darbgaldu pamatnes, reduktoru korpusi un rūpnieciskās iekārtas.
- Ūdensapgādes un kanalizācijas caurules, veidgabali un armatūra.
- Sūkņu korpusi, spararati, skriemeļi un mehānismu detaļas.
- Apkures radiatori, krāšņu elementi, režģi un lūku vāki.
- Nodilumizturīgi lējumi kalnrūpniecības un pārstrādes iekārtām.
Čuguna lūžņi un pārstrāde
Čuguna lūžņi pieder pie melno metālu lūžņiem. Tie rodas no demontētām iekārtām, caurulēm, radiatoriem, dzinēju detaļām, ražošanas atlikumiem un brāķētiem lējumiem.
Pārstrādes laikā lūžņus šķiro, attīra no svešiem materiāliem, nepieciešamības gadījumā sasmalcina un nogādā pārkausēšanai. Lūžņu sastāvs un kvalitāte ietekmē to izmantošanas iespējas jaunā metalurģiskajā ražošanā.
Čuguns no tērauda atšķiras ar lielāku oglekļa saturu un raksturīgām liešanas īpašībām. Nododot metāllūžņus, jāņem vērā pieņemšanas punkta prasības attiecībā uz izmēriem, piesārņojumu un materiāla šķirošanu.
