Ковкі чавуни, так само як і сірі, складаються з сталістой металевої основи і графіту. Різниця тільки в тому, що графіт ковкого, чавуну не має виду лусочок, як це спостерігається в сірих ливарних чавунах; в них графітні виділення розташовані ізольовано-друг від друга, окремими зернами або скупченнями округленої форми.
Основна металева маса в ковких чавунах може бути такою ж, як в ливарних сірих, т. Е. Представлятиабо перліт ,, або ферит, або їх поєднання. Головна відмінність у властивостях тих або інших чавунів обумовлюється якраз формою вуглецю. При округлених ізольованих включених графіту металева маса є менш роз'єднаною, так що в деяких випадках сплав набуває в'язкість і подовження настільки великі, що такі чавуни виявляють ознаки ковкості, звідки й походить-их назву.
1 Не цілком правильна назва так, як магнію в ньому міститься незначна кількість.
2 Раніше навіть вважали таку форму виділення не графітом, а особливим видом вуглецю, який називали вуглецем відпалу. Ця назва збереглася і до нашого часу.
Дослідження методом рентгенографії показали, що. вуглець відпалу являє той же трафив, тільки надзвичайно подрібнений ,, не має явно вираженої зовнішньої кристалічної форми.
На відміну від сірих чавунів, де графітні виділення представляють велику різноманітність по виду, що сильно впливає на властивості чавунів, графітні включення ковких чавунів завжди мають округленої форму, яка відбувається під мікроскопом у вигляді темних більш-менш великих плям або скупчень - «гнізд»
Зрозуміло, що і тут чим більше ці включення, тим менш міцний і пластичний чавун; в іншому ж якість чавуну визначається його основною металевої масою.
Спосіб отримання ковкого чавуну також відрізняється від способу отримання сірих (ливарних) чавунів. Ковкий чавун утворюється шляхом тривалого нагрівання і витримки білого чавуну при високих температурах. Процес такого нагріву (відпалу) в практиці називали томлінням. Отримана в ковкому чавуні округлена форма графіту є якраз результат такої теплової обробки (відпалу), чому такий графіт і носив назву вуглецю відпалу.
Незважаючи на те, що відповідно до сказаного, ковкі чавуни відрізняються деякою ковкістю в холодному стані, в практиці вироби з цього чавуну ніколи не піддаються куванні, а форма надається їм так само, як і виробам з сірого чавуну, литтям спочатку білого чавуну.
Виробництво ковких чавунів ділиться на дві основні операції: 1) виплавка білого чавуну певного складу і заливка його у відповідні форми; 2) приведення виливка з твердого, крихкого стану (білого чавуну) в м'яке, ковке за допомогою відпалу (томління).
Хімічний склад ковкого чавуну підбирається таким чином, щоб спочатку в литві отримати білий чавун без пластинок графіту. Зміст вуглецю необхідно підтримувати низьким, щоб мати міцне Деліє після відпалу; проте не можна занадто знижувати кількість вуглецю воізбежаніе погіршення ливарних властивостей, яке може викликати труднощі заливки і форми.
Кремній, як ми знаємо, сприяє розпаду карбіду з виділенням лускатого графіту і тому повинен міститися в мінімальній кількості, з тим щоб не сталося освіти графітних лусочок при литті на білий чавун. Зміст кремнію розраховується залежно від перетину виливків і змісту вуглецю і коливається від 0,5 до 1,5%.
Марганець - карбидообразующих елемент, і в цьому відношенні його присутність в чавуні корисно, але його не повинно бути занадто багато, інакше він буде затримувати розпадання карбіду при другій операції (відпалі). Зазвичай вміст марганцю в ковких чавунах коливається близько 0,5%.
Фосфор мало впливає на виділення графіту, але надає литві крихкість, тому він неприпустимий у великій кількості. Однак він збільшує жідкотеку-честь чавуну, і тому наявність його в кількості від 0,15 до 0,20% бажано.
Сірка є безумовно шкідливою домішкою з тих же причин, що і в сірих чавунах, і вміст сірки в литві не повинно перевищувати 0,1%. У практиці розрізняють два способи отримання ковкого чавуну. Різниця між ними полягає головним чином в тому, що при одному способі отжиг виробів проводиться в окислювальному середовищі, зазвичай в порошку железнйй руди, або окалини, що викликає посилене вигорання вуглецю при нагріванні.
При іншому ж способі вуглець майже не вигоряє, так як отжиг здійснюється в піску або в залізних стружках, а іноді і прямо в атмосфері печі. Крім того, обидва способи розрізняються і по режиму нагріву і охолодження, що і призводить до різниці в структурі і властивостях чавунів обох виду.
Раніше перший спосіб називали «європейським», а другий - «американським», і відповідно до способу також називали і ковкі чавуни. Однак тепер частіше розрізняють ковкие чавуни по виду зламу, який в них спостерігається: чавуни з білим (світлим) зламом ( «європейські») і з чорною серцевиною ( «американські).
