Pelēkais čuguns, kaļamais čuguns un kaļamais čuguns ir trīs galvenie čuguna materiālu veidi. Tie būtiski atšķiras pēc mikrostruktūras, veiktspējas raksturlielumiem un ražošanas procesiem, galvenokārt grafīta morfoloģijas atšķirību dēļ. Šeit ir detalizēts salīdzinājums:
1. Pelēks čuguns
• Grafīta morfoloģija: pārslu grafīts (pelēka lūzuma virsma).
• Mikrostruktūra: Grafīta pārslas ir izkliedētas ferīta vai perlīta matricā; stresa koncentrācija viegli rodas grafīta pārslu galos.
• Veiktspējas raksturojums:
º Priekšrocības: laba liešanas veiktspēja, nodilumizturība, vibrāciju slāpēšana (grafīta pārslas absorbē vibrācijas) un apstrādājamība; zemas izmaksas.
º Trūkumi: zema izturība, slikta plastiskums (gandrīz nav elastības), augsts trauslums; stiepes izturība ir daudz zemāka nekā spiedes izturība.
• Pielietojums: darbgaldu pamatnes, dzinēju bloki, bremžu diski, vārstu korpusi un citas sastāvdaļas, kurām nepieciešama vibrāciju slāpēšana un nodilumizturība.
2. Kaļamais čuguns (vai mezglains čuguns)
• Grafīta morfoloģija: Sferoidālais grafīts (iegūts, apstrādājot sferoidizāciju ar magniju vai cēriju utt.).
• Mikrostruktūra: Sferoidālajam grafītam ir mazāka griešanas ietekme uz matricu, kā rezultātā tiek izmantota liela matricas stiprība (ferīts, perlīts vai maisījums).
• Veiktspējas raksturojums:
º Priekšrocības: Augsta izturība, laba plastiskums un stingrība (izstiepums var sasniegt 10%-25%), stiepes izturība, kas ir līdzīga tērauda stiepes izturībai, vienlaikus saglabājot nodilumizturību un vibrācijas slāpēšanas īpašības.
º Trūkumi: Augstas prasības liešanas procesam (nepieciešama sferoidizācijas apstrāde), augstākas izmaksas nekā pelēkajam čugunam.
• Pielietojuma scenāriji: kloķvārpstas, zobrati, caurules, automobiļu šasijas daļas un citas sastāvdaļas, kurām jāiztur dinamiskas slodzes.
3. Kaļamais čuguns
• Grafīta morfoloģija: mezglains grafīts (veidojas, atkausējot balto čugunu).
• Mikrostruktūra: Grafīts ir aglomerēts, ar mazāku griešanas efektu uz matricu nekā pārslu grafīts, bet vājāks nekā sferoidālais grafīts.
• Veiktspējas raksturojums:
º Priekšrocības: augstāka stingrība un plastiskums (pagarinājums parasti 5%-15%), labāks par pelēko čugunu un var izturēt noteiktus triecienus.
º Trūkumi: sarežģīts ražošanas process (nepieciešama ilga atkausēšana), augstas izmaksas un ierobežots sienu biezums.
• Klasifikācija:
º Blackheart kaļamais čuguns (ferīta matrica): laba stingrība, izmanto cauruļu veidgabaliem un automobiļu daļām.
º Whiteheart kaļamais čuguns (virsma dekarbonizēta): laba metināmība, tiek izmantota plānām -sienu detaļām.
º Perlīta kaļamais čuguns: ļoti izturīgs, izmanto nodilumizturīgām detaļām.
• Pielietojuma scenāriji: cauruļu veidgabali, lauksaimniecības darbarīki, dzelzceļa daļas un citas plānas{0}}sienu daļas ar sarežģītām formām, kurām nepieciešama stingrība.
Atlases ieteikumi
• Nepieciešamība pēc vibrācijas slāpēšanas un zemas izmaksas → Pelēkais čuguns.
• Nepieciešamība pēc stiprības un stingrības → Kaļamais čuguns (var aizstāt dažas tērauda detaļas).
• Plānas{0}}sienu daļas ar sarežģītām formām, kurām nepieciešama stingrība → Kaļamais čuguns (īpaši bieži sastopams cauruļu veidgabalos).
Lai gan visi šie trīs materiāli pieder pie čuguna saimes, to īpašības un pielietojums būtiski atšķiras dažādu grafīta formu dēļ. Pateicoties lieliskajam vispārējam sniegumam, kaļamais čuguns ir kļuvis par visplašāk izmantoto čuguna materiālu mūsdienu rūpniecībā.
