No Image

Форма графита в ковком чугуне

0 просмотров
11 марта 2020
Ковкий чугун
Фазы железоуглеродистых сплавов
  1. Феррит (твёрдый раствор внедрения C в α-железе с объёмно-центрированной кубической решёткой)
  2. Аустенит (твёрдый раствор внедрения C в γ-железе с гранецентрированной кубической решёткой)
  3. Цементит (карбид железа; Fe3C метастабильная высокоуглеродистая фаза)
  4. Графит стабильная высокоуглеродистая фаза
Структуры железоуглеродистых сплавов
  1. Ледебурит (эвтектическая смесь кристаллов цементита и аустенита, превращающегося при охлаждении в перлит)
  2. Мартенсит (сильно пересыщенный твёрдый раствор углерода в α-железе с объёмно-центрированной тетрагональной решёткой)
  3. Перлит (эвтектоидная смесь, состоящая из тонких чередующихся пластинок феррита и цементита)
  4. Сорбит (дисперсный перлит)
  5. Троостит (высокодисперсный перлит)
  6. Бейнит (устар.: игольчатый троостит) — ультрадисперсная смесь кристаллов низкоуглеродистого мартенсита и карбидов железа
Стали
  1. Конструкционная сталь (до 0,8 % C)
  2. Высокоуглеродистая сталь (до

2 % C): инструментальная, штамповая, пружинная, быстрорежущая

  • Нержавеющая сталь (легированнаяхромом)
  • Жаростойкая сталь
  • Жаропрочная сталь
  • Высокопрочная сталь
  • Чугуны
    1. Белый чугун (хрупкий, содержит ледебурит и не содержит графит)
    2. Серый чугун (графит в форме пластин)
    3. Ковкий чугун (графит в хлопьях)
    4. Высокопрочный чугун (графит в форме сфероидов)
    5. Половинчатый чугун (содержит и графит, и ледебурит)

    Ко́вкий чугу́н — условное название мягкого и вязкого чугуна, получаемого из белого чугуна отливкой и дальнейшей термической обработкой. Используется длительный отжиг, в результате которого происходит распад цементита с образованием графита, то есть процесс графитизации, и поэтому такой отжиг называют графитизирующим.

    Ковкий чугун, как и серый, состоит из сталистой основы и содержит углерод в виде графита, однако графитовые включения в ковком чугуне иные, чем в обычном сером чугуне. Разница в том, что включения графита в ковком чугуне расположены в форме хлопьев, которые получаются при отжиге, и изолированы друг от друга, в результате чего металлическая основа менее разобщена, и чугун обладает некоторой вязкостью и пластичностью. Из-за своей хлопьевидной формы и способа получения (отжиг) графит в ковком чугуне часто называют углеродом отжига.

    По составу белый чугун, подвергающийся отжигу на ковкий чугун, является доэвтектическим и имеет структуру ледебурит + цементит (вторичный) + перлит. Для получения структуры феррит + углерод отжига в процессе отжига должен быть разложен цементит ледебурита, вторичный цементит и цементит эвтектоидный, то есть входящий в перлит. Разложение цементита ледебурита и цементита вторичного (частично) происходит на первой стадии графитизации, которую проводят при температуре выше критической (950—1000 °С); разложение эвтектоидного цементита происходит на второй стадии графитизации, которую проводят путём выдержки при температуре ниже критической (740—720 °C), или при медленном охлаждении в интервале критических температур (760—720 °C).

    Читайте также:  Видеорегистратор falcon eye отзывы

    Белый чугун. Такое название он получил по виду излома, который имеет матово-белый цвет. Фазовый состав белого чугуна (при нормальной температуре) цементит и феррит. Следовательно, в белом чугуне весь углерод находится в форме цементита, степень графитизации равна нулю. Белый чугун обладает высокой твердостью и (Хрупкостью, практически не поддается обработке режущим инструментом.

    Структура белых чугунов, а также и условия их образования были рассмотрены ранее (гл. VI, п. 4).

    Серый чугун. Такое название чугун получил по виду излома, который имеет серый цвет. В структуре серого чугуна имеется графит, количество, формы и размеры которого изменяются в широких пределах. Таким образом, в сером чугуне имеется графит, а в белом его нет.

    В микроструктуре чугуна следует различать металлическую основу и графитные включения.

    По строению металлической основы чугун разделяют на:

    перлитный чугун (рис. 164, а). Структура его состоит из перлита с включениями графита (на рис. 164, а графит в виде прожилок; типично для серого чугуна). Как известно, перлит содержит , следовательно, это количество углерода в сером перлитном чугуне находится в связанном состоянии (т. е. в виде ), остальное коли чество находится в свободном виде, т. е. в форме графита;

    феррито-перлитный чугун (рис. 164, б). Структура этого чугуна состоит из феррита перлит и включения веретенообразного графита. В этом чугуне количество связанного углерода меньше

    ферритный чугун (рис. 164, в). В этом чугуне металлической основой является феррит, и весь углерод, имеющийся в сплаве, присутствует в форме графита (на фотографии в виде хлопьев углерода отжига).

    Из рассмотрения структур указанных трех видов чугуна можно заключить, что их металлическая основа похожа на структуру эвтектоидной стали, доэвтектоидной стали и железа.

    Читайте также:  Красивые кустарники для огорода

    Рис. 164. Микроструктура серого чугуна: а — перлитного, Х200; б — феррито-перлитного, ; в — ферритного,

    Следовательно, по структуре серые чугуны отличаются от стали только тем, что в чугунах имеются графитные включения, предопределяющие специфические свойства чугунов.

    Графит в чугунах может быть в четырех основных формах:

    пластинчатый графит. В обычном сером чугуне графит образуется в виде лепестков; такой графит называется пластинчатым. На рис. 165, а показана структура обычного ферритного чугуна с прожилками графита; пространственный вид таких графитных включений показан на рис. 166, а (видно пересечение пластинчатых включений плоскостью шлифа);

    вермикулярный графит — в виде червеобразных прожилок (рис. 165, г);

    шаровидный графит. В современных так называемых высокопрочных чугунах, выплавленных с присадкой небольшого количества магния (или церия), графит приобретает форму шара.

    На рис. показана микроструктура серого чугуна с шаровидным графитом, а на рис. фотография графитного включения;

    хлопьевидный графит. Если при отливке получить белый чугун, а затем, используя неустойчивость цементита, с помощью отжига разложить его, то образующийся графит приобретает компактную, почти равноосную, но не округлую форму.

    Рис. 165. (см. скан) Формы графита в чугуне: а — пластинчатой (обычный серый чугун), X 100: б — шаровидной (высокопрочный чугун), X 200: в — хлопьевидной (ковкий чугун), — вермикулярной,

    Такой графит называется хлопьевидным или углеродом отжига. Микроструктура чугуна с хлопьевидным графитом показана на рис. 165, в. В практике чугун с хлопьевидным графитом называют ковким чугуном.

    Таким образом, чугун с пластинчатым графитом называют обычным серым чугуном. с червеобразным графитом — серым

    (кликните для просмотра скана)

    вермикулярным; чугун с шаровидным графитом — высокопрочным чугуном и чугун с хлопьевидным графитом — ковким чугуном.

    На схемах структур (рис. 167) обобщается описанная выше классификация чугуна по строению металлической основы и форме графита.

    Читайте также:  Уличные доводчики для калитки

    Графитовые включения в чугунах имеют следующую форму:

    • пластинчатый графит (рис.1, а);
    • хлопьевидный графит (рис.1, б);
    • шаровидный (глобулярный) графит (рис.1, в);
    • вермикулярный графит (рис.1, г)

    Графитовые включения являются концентраторами напряжений. Форма графитовых включений определяет прочность чугуна. Чем острее концентратор напряжений, тем при меньших нагрузках происходит разрушение изделия. Пластины графита обладают острыми краями по сравнению с другими формами графитовых включений. В связи с этим, наименьшей прочностью обладают чугуны с пластинчатой формой графитовых включений, а наибольшей – с шаровидной (глобулярной). Чугуны с хлопьевидным и вермикулярным графитом занимают промежуточное положение.

    Рис. 1 Форма графитовых включений а–пластинчатый графит;б- хлопьевидный графит; в- шаровидный (глобулярный) графит; г- вермикулярный графит

    В зависимости от формы графитовых включений различают:

    • серые чугуны — чугуны с пластинчатым графитом;
    • высокопрочные чугуны — чугуны с шаровидным (глобулярным) графитом;
    • чугуны с вермикулярным графитом;
    • ковкие чугуны — чугуны с хлопьевидным графитом.

    Структуре металлической матрицы и форма графитовых включений (рис. 2).

    Рис. 2. Схемы микроструктур чугуна: а – серый чугун на ферритной основе; б – чугун с вермикулярным графитом на ферритной основе; в – серый феррито-перлитный чугун; г – серый чугун на перлитной основе; д – высокопрочный феррито-перлитный чугун; е –высокопрочный перлитный чугун; ж – ковкий чугун на ферритной основе.

    Химический состав

    По химическому составу чугуны подразделяются на нелегированные (чугуны общего назначения) и легированные (чугуны со специальными свойствами).

    Нелегированный чугун (серый, высокопрочный, с вермикулярным графитом, белый, ковкий) содержит железо, углерод и примеси — кремний, марганец, серу и фосфор, концентрация которых не превышающие их примесное содержание.

    Легированный чугун (износостойкий, жаростойкий, жаропрочный, антифрикционный)

    имеет более сложный химический состав: в качестве легирующих элементов используются никель, хром, молибден, медь и другие элементы, а также кремний и марганец в количестве, превышающем их примесное содержание.

    МАРКИРОВКА ЧУГУНОВ

    | следующая лекция ==>
    ДОПОЛНЕНИЕ К МАРОЧНОМУ ОБОЗНАЧЕНИЮ СТАЛИ | Высокопрочный чугун

    Дата добавления: 2017-10-09 ; просмотров: 1526 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

    Комментировать
    0 просмотров
    Комментариев нет, будьте первым кто его оставит

    Это интересно
    No Image Строительство
    0 комментариев
    Adblock detector