Чугун и его применение в сантехнике

Чугун — один из старейших и наиболее надежных материалов в металлургии, который нашел широкое применение в различных отраслях, включая сантехнику. В этой статье мастер сантехник подробно разберет свойства чугуна, его историю, отличия от стали, современные сантехнические изделия из него в России, преимущества и недостатки, а также ведущих производителей и поставщиков.

Что такое чугун

Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, где содержание углерода составляет не менее 2,14% (это точка предельной растворимости углерода в аустените на диаграмме состояний железо-углерод). Это делает его железоуглеродистым сплавом, в котором углерод присутствует в свободной форме (в виде графита или цементита), что отличает его от стали. Помимо углерода, в чугуне могут содержаться другие элементы: кремний (до 4-5%), марганец (до 1-2%), фосфор (до 1%), сера (до 0,1-0,2%), а также легирующие добавки, такие как хром, никель, ванадий или медь, для улучшения свойств.

Основные физические свойства:

• Хрупкость. Чугун является хрупким материалом, особенно под ударными нагрузками, что связано с большим содержанием углерода в его структуре. 
• Прочность на сжатие. Чугун очень прочен на сжатие, но не обладает высокой ударной вязкостью. 
• Плотность. Средняя плотность чугуна составляет около 7,200 г/см³. 
• Температура плавления. Чугун плавится при температурах от 1150 до 1500 °C. 
• Износостойкость. Чугун, особенно белый, обладает высокой износостойкостью. 
• Антивибрационные свойства. Материал обладает хорошими антивибрационными свойствами. 

Тепловые свойства:

• Стойкость к температурам. Чугун хорошо выдерживает перепады температур. 
• Теплопроводность. Показатели теплопроводности чугуна в твердом состоянии составляют около 0,001 ккал/см³·°С, а в расплавленном — около 0,04 кал/см·с·°С. 

Чугун классифицируется по нескольким признакам. По структуре и форме углерода выделяют:

• Белый чугун. Углерод здесь в связанной форме (цементит Fe3C), что делает материал твердым, но хрупким. Он имеет белый излом из-за отсутствия свободного графита. Используется для производства ковкого чугуна или как сырье для стали. Твердость по Бринеллю — 400-600 HB, прочность на растяжение — 200-400 МПа.
• Серый чугун. Углерод в форме пластинчатого графита, что придает серый цвет излому. Это самый распространенный тип (марки СЧ10-СЧ35). Он обладает хорошей литейностью, демпфирующими свойствами (поглощает вибрации), но низкой пластичностью. Прочность на сжатие — 600-1200 МПа, на растяжение — 100-350 МПа. Кремний способствует графитизации, улучшая обрабатываемость.
• Ковкий чугун. Получается из белого путем отжига, где цементит разлагается на хлопьевидный графит. Марки КЧ30-6, КЧ70-2. Он более пластичный (удлинение до 6-12%), используется для деталей, требующих ударной вязкости.
• Высокопрочный чугун с шаровидным графитом (ВЧШГ). Графит в форме сфероидов благодаря добавке магния или церия. Марки ВЧ40-ВЧ100. Обладает высокой прочностью (на растяжение до 1000 МПа), пластичностью (удлинение до 15%) и коррозионной стойкостью. Идеален для труб и фитингов.
• Легированный чугун. С добавками для специальных свойств, например, хромистый (износостойкий), никелевый (жаростойкий).

Производство включает доменную плавку руды с коксом, где углерод насыщает железо. Чугун затвердевает с образованием эвтектики, что обеспечивает отличную литейность — способность заполнять сложные формы без дефектов. Он дешевле стали, но требует осторожности при обработке из-за хрупкости.

В сантехнике чугун ценится за коррозионную стойкость (особенно с эмалью), долговечность и способность удерживать тепло.

Кто и когда начал его производить и использовать

История чугуна уходит корнями в древность. Первые упоминания о производстве чугуна относятся к Древнему Китаю, где его выплавка началась в V-VI веках до н.э. Китайские металлурги использовали высокофосфористые руды и доменные печи с мехами для получения чугуна из железной руды с коксом или древесным углем. В период династии Хань (III век до н.э. — III век н.э.) чугун применяли для изготовления оружия, инструментов, сельскохозяйственных орудий и даже монет. К V-III векам до н.э. в Китае освоили производство сложных отливок, включая художественное литье — колокола, статуи и утварь. Это считается началом эпохи чугунного литья.

В Европе чугун появился позже. В IV-V веках до н.э. античные металлурги в Средиземноморье получали чугун случайно при выплавке железа, но систематическое производство началось в XII-XIII веках. В Германии и Англии в XIV веке появились доменные печи для чугуна, используемого для пушек и ядер (например, в Англии с 1340-х годов). В XV веке чугун применяли для колоколов и утвари. В Америку его завезли европейцы в XVI веке.

В России производство чугуна стартовало в XVII веке. Первые домны построили в Туле (1632 год) и Кашире для военных нужд. Расцвет пришелся на XVIII век при Петре I: в 1701 году основан Олонецкий завод, в 1703 — Липецкий, Урал стал центром производства. Демидовы в 1701 году запустили Невьянский завод, производя чугун для пушек, котлов и утвари. К 1740-м годам Россия лидировала в мире по производству чугуна (до 200 тыс. тонн в год). В XIX веке чугун использовали в строительстве (мосты, колонны), машиностроении (станки, паровые машины) и сантехнике (трубы, ванны). Каслинское литье (Урал) стало известным художественным направлением с 1750-х годов.

В XX веке производство модернизировали, ввели электропечи, легирование. В СССР в 1930-х годах построены гиганты вроде Магнитогорска. Сегодня чугун производят в домнах или электропечах, с глобальным объемом свыше 1 млрд тонн в год, лидерами — Китай, Индия, Россия. В сантехнике чугун начали использовать в XIX веке для труб (в Европе с 1850-х), ванн (с 1880-х), радиаторов.

Основные отличия, которые есть между сталью и чугуном

Чугун и сталь — оба железоуглеродистые сплавы, но различаются по содержанию углерода, структуре, свойствам и применению. Основное отличие: в чугуне углерода >2% (обычно 2,14-4,5%), в стали — <2% (0,02-2,14%). Это влияет на все характеристики:

• Химический состав и структура. В чугуне углерод часто в свободной форме (графит или цементит), что делает его хрупким. В стали углерод растворен в железе (аустенит, феррит), обеспечивая пластичность. Чугун содержит больше кремния (1-3%), фосфора, серы; сталь — легирующие элементы (хром, никель) для коррозионной стойкости.
• Прочность и механические свойства. Чугун прочен на сжатие (600-1200 МПа), но хрупок на растяжение (100-400 МПа) и изгиб — ломается без деформации. Сталь прочна на растяжение (400-2000 МПа), пластична (удлинение 10-50%), выдерживает удары. Чугун имеет высокую твердость (HB 150-300 для серого, до 600 для белого), но низкую ударную вязкость; сталь — баланс твердости и вязкости.
• Технологические свойства. Чугун лучше льется (температура плавления 1150-1300°C vs. 1400-1500°C у стали), заполняет формы без усадки. Сталь лучше сваривается, куется, прокатывается. Чугун трудно обрабатывается резанием из-за графита (серый) или твердости (белый); сталь — универсальна.
• Коррозионная стойкость. Чугун лучше resists ржавчине благодаря графиту и кремнию, особенно легированный. Сталь корродирует быстрее, если не оцинкована или нержавеющая.
• Тепловые свойства. Чугун имеет лучшую теплопроводность (40-60 Вт/м·К vs. 20-50 у стали), удерживает тепло дольше. Сталь нагревается/остывает быстрее.
• Масса и стоимость. Чугун тяжелее (плотность 7,2 г/см³ vs. 7,8 у стали), но дешевле в производстве (простая плавка). Сталь легче, но дороже из-за переработки.
• Внешний вид и обработка. Чугун имеет матовый, серый излом, сталь — блестящий, серебристый. Чугун не магнитится из-за графита, сталь — магнитится.

В сантехнике чугун предпочитают за долговечность, сталь — за легкость и гибкость.

Какие сантехнические изделия сейчас изготавливают из чугуна в России

В России в 2025 году чугун остается популярным для сантехники благодаря прочности и коррозионной стойкости. Производство сосредоточено на: 

• Ванны. Основное изделие. Производят прямоугольные, овальные, угловые модели с эмалью. Размеры: 150-180 см длиной, 70-80 см шириной. Толщина чугуна 5-10 мм, эмаль — 1-2 мм. Модели: "Грация" (170x70 см), "Классик" (150x70).
• Трубы и фитинги. Чугунные канализационные трубы (ВЧШГ) диаметром 50-300 мм, длиной 3-6 м. Используют для наружной и внутренней канализации. Фитинги: муфты, отводы, тройники.
• Радиаторы отопления. Чугунные секционные (МС-140, МС-90). 4-10 секций, теплоотдача 120-160 Вт/секцию. Долговечны (50+ лет), устойчивы к гидроударам.
• Сифоны и трапы. Чугунные для ванн, душевых — с гидрозатвором, антикоррозийные.
• Люки и решетки. Канализационные люки (тип Л, С, Т) для колодцев.

Производство растет, в 2025 ожидается 53 млн тонн чугуна общим. Экспорт в ЕС ограничен квотами, но внутренний рынок стабилен.

Плюсы и минусы использования изделий из чугуна в сантехнических системах

Плюсы:

• Долговечность. Срок службы 50-100 лет. Не деформируется, выдерживает нагрузки до 500 кг (ванны), гидроудары до 10 атм (трубы).
• Прочность и надежность. Высокая стойкость к ударам, вибрациям, температурам (-50 до +200°C). Не трескается от перепадов.
• Коррозионная стойкость. Графит и эмаль защищают от ржавчины, агрессивных сред (кислоты, щелочи).
• Теплоемкость. Ванны держат тепло воды 1-2 часа, радиаторы — равномерно отдают тепло.
• Шумоизоляция. Поглощает шум воды, вибраций (нет резонанса).
• Экологичность. Не выделяет вредных веществ, перерабатывается.
• Ремонтопригодность. Эмаль восстанавливается, трещины заделываются.

Минусы:

• Большой вес. Ванна 170 см — 100-150 кг, труба 100 мм — 10-15 кг/м. Усложняет монтаж, требует прочного основания.
• Хрупкость. Может расколоться от сильного удара (особенно белый чугун).
• Высокая цена. Дороже пластика или стали (ванна — 20-50 тыс. руб.).
• Шероховатость. Внутренняя поверхность труб снижает пропускную способность, накапливает отложения.
• Сложность обработки. Трудно резать, сваривать. Монтаж на раструбах или фланцах.
• Теплоинерционность. Долго нагревается (радиаторы).
• Эстетика. Ограничены формы из-за литья; эмаль может скалываться со временем.

В целом, плюсы перевешивают для долговечных систем.

Надежные поставщики и производители

В России ведущие производители чугунной сантехники — исторические заводы с современным оборудованием. Рейтинги 2025 года выделяют:

• ОАО "Кировский завод" (Киров). Старейший (с 1745 г.), производит ванны ("Элегия", "Ретро"), радиаторы. Объем — тысячи единиц в год. Надежность: ISO 9001, гарантия 10-25 лет. Поставщики: через дилеров в Москве, СПб.
• АО "Завод Универсал" (Новокузнецк). Ванны ("Сибирячка", "Ностальжи"), сифоны. Эмаль титановая, толщина 7-8 мм. Экспорт в СНГ. Надежны для регионов Сибири.
• ЛТК "Свободный сокол" (Липецк). Трубы ВЧШГ, фитинги. Производство 100 тыс. тонн/год. Сертификаты ГОСТ, поставки для ЖКХ.
• Сукремльский чугунолитейный завод (Людиново). Люки, решетки, трубы. Опыт с 1727 г., современное литье.
• Думиничская производственная компания (Калужская обл.). Трубы, фитинги.
• НПП "ВАЛОК-Ч" (Липецк). Специализированные изделия.

Импортные бренды в России:

• Jacob Delafon (Франция, сборка в РФ).
• Roca (Испания).
• Goldman (Китай-РФ).

Поставщики:

• "Сантехника-Онлайн".
• "Leroy Merlin".
• "Аквафорум".
• "ТС Литейное производство".

Заключение

Чугун остается незаменимым в сантехнике благодаря прочности и долговечности, несмотря на некоторые недостатки. В России производство развивается, обеспечивая качественные изделия для повседневного использования. Выбор чугуна — инвестиция в надежность на десятилетия.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Чугунные печи камины длительного горения — особенности конструкции, плюсы и минусы, правила выбора