Образование графитных включений в чугунах

Чугуны, в отличии от сталей, содержат больше углерода, поэтому углерод в чугунах может скапливаться в чистом виде, т.е. в виде графитных включений различной формы. Для образования таких графитных включений, необходимо достаточно временя, для того чтобы углерод успел диффундировать и собираться в отдельных местах. Если времени будет недостаточно, то графитные включения не успевают образовываться при кристаллизации. В таком случае наблюдается образование не графита, а цементита. Цементит является менее стабильной фазой, чем графит, однако по кинетическим соображениям описанным выше, является более вероятной, чем образовании графита (цементит по химическому составу (6,67% C) ближе к жидкому расплаву чугуна, чем графита (100% C)). Образование графитных включений наблюдается только при медленном равновесном охлаждении расплавленного чугуна. В этом случае создаются благоприятные условия для скопления атомов углерода. Т.о. важнейшим фактором влияющим на процесс графитизации чугунов является скорость охлаждения расплавов. При высоких скоростях охлаждения образуется белый чугун, а при малых – графит. Кроме того, на процесс графитизации оказывает влияние в жидком расплаве не растворившихся частиц графита и таких не металлических включений как: . При затвердевании чугунов могут играть роль центров графитизации и тем самым способствуют образованию графита. Так же на процесс графитизации влияет химический состав расплавов. Повышенное содержание в расплаве кремния способствуют графитизации, а марганец на против – препятствует. Ещё более чем марганец препятствует графитизации – сера, приводя к отбеливанию чугуна. Высокопрочные чугуны получают путём модифицирования жидкого расплава. Для этого жидкий расплав вводят магний, кальций, алюминий. Они способствуют формированию графитных включений шаровидной формы. Ковкий чугун получают из белого доэвтектического чугуна, путём его нагрева и длительного выдержке. Эту процедуру называют графитизированным отжигом или томлением. При нагреве и выдержке метастабильный цементит присутствующий в структуре белых чугунов распадается на железо и углерод, а точнее на феррит и графит. При этом графит объединяется во включения хлопьевидной формы.

Тема №5: Теоретические основы термической обработки.

Дата добавления: 2014-01-07