Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Микроструктура белого чугуна



Белые чугуны содержат углерод только в связанном виде – в виде цементита. Маркировка белых чугунов не установлена.

В соответствии с диаграммой состояния железо-цементит белый чугун может быть:

· доэвтектическим - 2,14 - 4,3 % С, структура перлит + ледебурит, рис.7.1;

· эвтектическим - 4,3 % С, структура 100% ледебурита, рис.7.2;

· заэвтектическим -4,3 %-6,67 %С, структура – ледебурит+ цементит первичный (Fе3С), рис7.3.

При охлаждении доэвтектического состава из жидкого состояния до линии ликвидус ВС никаких превращений не происходит. От темпера­тур линии ликвидус ВС до линии солидус ЕС кристаллизуется аустенит переменного состава, что приводит (при 1147°С) к увеличению содержа­ния в жидком чугуне углерода до 4,3% и эвтектическому превращению, при котором происходит одновременная кристаллизация из жидкости двух фаз - аустенита с концентрацией 2,14% С и цементита, приводящая к образованию ледебурита. Дальнейшее охлаждение за счет выделения вторичного цементита в соответствии с линией ES сопровождается сни­жением содержания углерода в аустените до 0,8% С, эвтектоидным пре­вращением по линии PSK, в результате чего микроструктура доэвтекти­ческого белого чугуна ниже 727°С, состоит из перлита в виде темных участков, ледебурита в виде темных точечных перлитных включений на белом фоне цементита и вторичного цементита, который может быть в виде светлых отдельных включений и игл, и может сливаться с цементи­том ледебурита (рис. 7.1). С увеличением содержания углерода в чугуне - количество ледебурита возрастает, а перлита уменьшается.

 


 


 


Рис.7.1. Схема микроструктуры доэвтектического белого чугуна. Ледебурит и перлит, *350

Рис.7.2. Схема микроструктуры эвтектического белого чугуна. Ледебурит, х350



 

Рис.7.3. Схема микроструктуры заэвтектического белого чугуна.

Ледебурит и первичный цементит, х350


Микроструктура эвтектического белого чугуна состоит из леде­бурита, представляющего собой при температурах выше линии PSK (727°С) смесь аустенита и цементита (эвтектического и вторичного), а ниже - смесь перлита и цементита (рис.7.2).

Микроструктура заэвтектического белого чугуна состоит из крупных светлых пластин первичного цементита и ледебурита (рис.7.3).

В результате кристаллизации первичного цементита ниже линии DC диаграммы жидкий чугун обезуглероживается и при температуре 1147°С (линия ECF) с содержанием углерода 4,3% затвердевает в эвтек­тику (ледебурит), которая при нормальной температуре представляет собой смесь перлита и цементита; с повышением содержания углерода в заэвтектическом чугуне количество первичного цементита возрастает, количество ледебурита уменьшается. Высокое содержание эвтектическо­го, первичного и вторичного цементита в белом чугуне придает ему вы­сокую твердость, хрупкость и износостойкость. Белый чугун очень плохо, обрабатывается режущим инструментом. Применяется при литье только износостойких отливок, не требующих обработки (шары для шаровых мельниц, прокатные валки, вагонные колеса с отбеленным ободом и не­которые другие). Белый чугун своим названием обязан матово-белому цвету излома.

Микроструктура серого чугуна

Серый чугун, как уже было отмечено, получается непосредст­венно в процессе кристаллизации из жидкого состояния при медленном охлаждении в литейных формах.

В структуре серого чугуна ледебурит отсутствует, а углерод на­ходится в форме пластинчатого графита (в виде прожилок, лепестков, чешуек).

Металлическая основа (матрица) серого чугуна зависит от коли­чества связанного углерода (цементита), оставшегося в структуре после графитизации.

 

а) б) в)

 

а – ферритный; б - ферритно-перлитный; в – перлитный

 

Рис.7.4.- Схемы микроструктур серых чугунов

 

Если связанного углерода почти нет, то металлическая основа -ферритная, если связанного углерода 0,8% - перлитная, если меньше 0,8% - феррито-перлитная. Соответственно и чугун называют ферритным, перлитным, феррито-перлитным (рис.7.4).

Пластинчатая форма графита в значительной степени разупрочняет металлическую основу и придает се­рому чугуну повышенную хрупкость.

Серый чугун – самый дешевый литейный сплав. Имеет высокую жидкотекучесть и малую усадку, что позволяет получать тонкостенные фасонные отливки. Хорошо обрабатывается резанием: дает мелкую сыпучую стружку, графит является твердой смазкой и уменьшает тем самым износ инструмента. Благодаря графиту, в сером чугуне быстро затухают механические колебания, в том числе звуковые, что позволяет уменьшить шум при работе оборудования. Чугун нечувствителен к надрезам на поверхности деталей (в отличие от стали).

Детали из чугуна изготавливают литьем с последующей обработкой резанием. Для получения структуры серого чугуна в отливке сплав должен содержать много кремния и углерода, но мало марганца, чтобы не образовался цементит.

ГОСТ 1412-85 включает 6 основных марок серого чугуна. Чугун – единственный сплав, в марке которого зашифрован не химический состав, а механические свойства. Например,марка СЧ12 означает: серый чугун с пределом прочности при растяжении 120 МПа (12 кг/мм2).

Серые чугуны применяют для изготовления деталей, работающих с небольшими нагрузками, в основном, на сжатие. Это - колонны, опоры, корпуса, станины, крышки, суппорты, зубчатые колеса, канализационные трубы, ванны, батареи.

 






Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-09; Просмотров: 299; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.088 с.) Главная | Обратная связь