Углерод оказывает определяющее
влияние на качество чугуна, изменяя количество графита и литейные
свойства. Чем выше концентрация углерода, тем больше выделений
графита в чугуне и тем ниже его механические свойства. По этой
причине его максимальное содержание ограничивается доэвтек-тической
концентрацией. В то же время снижение углерода отрицательно
сказывается на жидкотекучести и, следовательно, на литейных
свойствах. Нижний предел углерода принимают для толстостенных
отливок, верхний-для тонкостенных.
Кремний обладает сильным
графитизи-рующим действием; способствует выделению графита в процессе
затвердевания чугуна и разложению выделившегося
цементита.
Марганец затрудняет графитизацию
чугуна, несколько улучшает его механические свойства, особенно в
тонкостенных отливках.
Сера-вредная примесь. Она
ухудшает механические и литейные свойства чугунов: понижает
жидкотекучесть, увеличивает усадку и повышает склонность к образованию
трещин.
Фосфор в количестве до 0,3%
растворяется в феррите. При большей концентрации он образует с
железом и углеродом тройную «фосфидную» эвтектику. Она имеет низкую
температуру плавления (950 °С), что увеличивает жидкотекучесть
чугуна, но высокую твердость и хрупкость. Повышенное содержание
фосфора допускается в отливках, от которых требуется повышенная
износостойкость (до 0,7 Р), а также используемых для художественного
литья (до 1 % Р). В нагруженных отливках содержание фосфора
ограничивают 0,3%.
Таким образом, степень
графитизации в чугуне возрастает с увеличением содержания углерода и
кремния. Аналогичное, но более слабое влияние оказывают примеси
(или легирующие элементы) меди и никеля. Элементами, затрудняющими
графитизацию (отбеливающими), являются марганец, сера, хром. Основные
элементы, которыми регулируют структуру металлической основы серого
чугуна,-углерод и кремний.
Кроме химического состава,
структура чугуна и его свойства зависят от технологических
факторов, главным из ко-