2. Белый чугун

Как указывались, в белом чугуне весь углерод присутствует в связанном состоянии (в виде цементита). Свое название белый чугун получил по виду излома, имеющему матово-белый цвет. Структура белого чугуна находит объяснение на основании метастабильной диаграммы со­стояния железо-цементит.

Микроструктура доэвтектического белого чугуна показана на рис.1. Крупные темные участки - это перлит, образовавшийся из структурно сво­бодного аустенита, остальное - превращенный ледебурит, состоящий из цементита (светлое поле) и перлита (темные участки). Вторичный цемен­тит структурно не обнаруживается, так как он сливается с эвтектичес­ким цементитом.

Эвтектический белый чугун (рис.3) представляет собой превра­щенный ледебурит.

Структура заэвтектического белого чугуна (рис.4) состоит из первичного цементита (крупные светлые выделения пластинчатой формы) и превращенного ледебурита.

Вбелых чугунах обязательной структурной составлявшей является ледебуритная эвтектика. Последняя более чем наполовину состоит из твердого и хрупкого цементита. Поэтому белые чугуны отличаются большой твердостью и хрупкостью и в качестве конструкционного материала практически не применяются.

Отливки из белого чугуна применяют для получения ковкого чугуна. Кроме того, широко применяют чугунные отливки с отбеленной поверхностью. В этом случае основная масса металла имеет структуру серого чугуна (см. ниже), а поверхностный слой – белого. Отбел достигается местным увеличением скорости охлаждения путем установки в нужных местах литейной формы металлических вставок, служащих холодильниками. Изделия из отбеленного чугуна имеют твердую и износостойкую поверхность при достаточно вязкой сердцевине.

Рис.3. Эвтектический белый чугун с 4,3% С – ледебурит:

а – микроструктура (х500); б) схема микроструктуры

Рис.4. Заэвтектический белый чугун с 5% С – цементит (первичный) и ледебурит:

а – микроструктура (х500); б) схема микроструктуры

Рис.5. Перлитный серый чугун - перлит + пластинчатый графит:

а – микроструктура (х500); б) схема микроструктуры

Рис.6. Ферритно-перлитный серый чугун - феррит + перлит + пластинчатый графит:

а – микроструктура (х500); б) схема микроструктуры

Рис.7. Ферритный серый чугун - феррит + пластинчатый графит:

а – микроструктура (х500); б) схема микроструктуры

Рис.8 Перлитный высокопрочный чугун - перлит + шаровидный графит:

а – микроструктура (х500); б) схема микроструктуры

Рис.9 Ферритно-перлитный высокопрочный чугун - феррит + перлит + шаровидный графит: а – микроструктура (х500); б) схема микроструктуры

Рис.10. Ферритный высокопрочный чугун - феррит + шаровидный графит:

а – микроструктура (х500); б) схема микроструктуры

Рис.11. Ковкий чугун – включения хлопьевидного графита (углерода отжига), шлиф нетравлен (х100)

По своим механическим свойствам (прочности, ударной вязкости) высокопрочные чугуны приближаются к сталям, сохраняя при этом хорошие литейные свойства, способность легко обрабатываться резанием, гасить вибрации, высокую износостойкость. Из этих чугунов отливают шестерни, цилиндры, коленчатые валы, поршни и другие ответственные детали, работающие при высоких циклических нагрузках и в условиях изнашивания.