Серый чугун — один из фундаментальных материалов в промышленности и городском хозяйстве. Благодаря своим уникальным характеристикам, он на протяжении десятилетий остается незаменимым при производстве литых изделий, включая люки, дождеприемники и элементы дорожной инфраструктуры. В этой статье мы детально разберем, что такое серый чугун, его химический состав, маркировку, ключевые свойства и области применения, а также сравним его с высокопрочным чугуном.
Что такое серый чугун?
Серый чугун — это сплав железа с углеродом, в котором углерод присутствует в форме графитовых включений пластинчатой формы. Именно эти графитовые чешуйки придают излому материала характерный серый цвет и определяют его основные свойства: высокую литейную текучесть, низкую усадку и хорошую обрабатываемость. В соответствии с ГОСТ 1412-85, этот материал официально именуется чугун с пластинчатым графитом для отливок.
Химический состав серого чугуна
Хим состав серого чугуна строго регламентирован и варьируется в зависимости от марки. Главный ингредиент - железо (Fe) ~ 95%. Основными элементами являются:
- Углерод (C): 2,9–3,7% — основа графитообразования.
- Кремний (Si): 1,2–2,6% — способствует выделению графита.
- Марганец (Mn): 0,5–1,1% — повышает прочность.
- Фосфор (P) и Сера (S): вредные примеси, содержание которых ограничено (например, сера — не более 0,15%, а фосфор - не более 0,3%).
Допускается низкое легирование хромом, никелем, медью для улучшения отдельных характеристик.
Марки серого чугуна (СЧ)
Маркировка чугуна выполняется по ГОСТ 1412-85 и включает буквы СЧ (серый чугун) и цифры, обозначающие минимальное временное сопротивление при растяжении в МПа·10⁻¹ (при толщине стенки отливки 15 мм). Основные марки:
- СЧ10 – 100 МПа;
- СЧ15 – 150 МПа;
- СЧ20 – 200 МПа;
- СЧ25 – 250 МПа;
- СЧ30 – 300 МПа;
- СЧ35 – 350 МПа.
Также по требованию потребителя могут применяться промежуточные марки: СЧ18, СЧ21, СЧ24.
Характеристики серого чугуна
Ключевые характеристики материала определяются его структурой:
- Прочность – варьируется от 100 до 350 МПа в зависимости от марки. Увеличивается с уменьшением сечения отливки и ростом доли перлитной составляющей.
- Твердость – измеряется по Бринеллю (НВ) и составляет от 120 НВ (СЧ10) до 290 НВ (СЧ35). Твердость также зависит от толщины стенки отливки.
- Плотность – возрастает с увеличением марки: от 6800 кг/м³ (СЧ10) до 7400 кг/м³ (СЧ35).
- Другие физические свойства: высокая теплопроводность (42–60 Вт/м·К); низкая линейная усадка (1,0–1,3%); хорошая вибропоглощающая способность.
Где применяется серый чугун?
Благодаря оптимальному сочетанию литейных и механических свойств, серый чугун применяется в самых разных отраслях:
- Городское хозяйство: люки смотровых колодцев, дождеприемники, решетки водоотводные, элементы благоустройства.
- Машиностроение: станины станков, блоки цилиндров, поршни, корпуса насосов.
- Строительство: закладные детали, опорные конструкции.
- Коммунальная сфера: радиаторы отопления, печное литье.
Для каждой задачи выбирается марка с требуемыми параметрами прочности и износостойкости. Например, для дождеприемников и люков используют марку серого чугуна СЧ-20.
Сравнение СЧ и ВЧ в городском хозяйстве
В сфере городской инфраструктуры, особенно для производства люков и дождеприемников, ключевое значение имеют надежность и долговечность. Здесь важно сравнить серый чугун с высокопрочным чугуном с шаровидным графитом (ВЧ).
Серый чугун (СЧ)
- Преимущества: высокая литейная текучесть позволяет изготавливать изделия сложной формы с четкой геометрией. Отличная обрабатываемость и демпфирование вибраций.
- Недостатки: ограниченная прочность и ударная вязкость из-за пластинчатого графита. При значительных динамических нагрузках (например, интенсивное движение тяжелого транспорта) может проявляться хрупкость.
- Применение: Идеально подходит для люков и дождеприемников в зонах с умеренной нагрузкой – тротуары, дворовые территории, пешеходные зоны.
Высокопрочный чугун (ВЧ)
- Преимущества: графит в форме сферы придает материалу значительно более высокую прочность (от 400 МПа), пластичность и ударную вязкость. Изделия из ВЧ лучше сопротивляются ударным и изгибающим нагрузкам.
- Недостатки: более высокая стоимость и требования к технологии модифицирования.
- Применение: рекомендуется для ответственных объектов с высокими нагрузками – магистральные дороги, аэропорты, промышленные зоны.
Вывод: Для большинства городских задач, где требуется оптимальное соотношение цены, качества и долговечности, серый чугун остается классическим и проверенным материалом. Правильный подбор марки СЧ (например, СЧ20, СЧ25 или СЧ30) с учетом расчетной нагрузки гарантирует надежную работу люков и дождеприемников на протяжении десятилетий. Однако на объектах с экстремальными нагрузками экономически оправданным может быть использование люков из высокопрочного чугуна.
А также читайте:
✅ Люк чугунный тип Л А15 ➡️
✅ Люк чугунный тип С В125 ➡️
✅ Люк чугунный тип Т С250 ➡️
✅ Люк чугунный тип ТМ Д400 ➡️
✅ Люк чугунный тип СТ Е600 ➡️
✅ Люк чугунный тип СТУ Ф900 ➡️