Классификация чугунов
Чугун отличается от стали:
· по составу – более высокое содержание углерода и примесей;
· по технологическим свойствам – более высокие литейные свойства, малая способность к пластической деформации, почти не используется в сварных конструкциях.
В зависимости от состояния углерода в чугуне различают:
- белый чугун – углерод в связанном состоянии в виде цементита, в изломе имеет белый цвет и металлический блеск;
- серый чугун – весь углерод или большая часть находится в свободном состоянии в виде графита, а в связанном состоянии находится не более 0,8 % углерода. Из-за большого количества графита его излом имеет серый цвет;
- половинчатый – часть углерода находится в свободном состоянии в форме графита, но не менее 2 % углерода находится в форме цементита. Мало используется в технике.
Белые чугуны
Белый чугун – чугун, в котором весь углерод находится в связанном состоянии, т.е. в виде цементита (Fe3C).
В зависимости от содержания углерода белый чугун подразделяется на доэвтектический (2,14-4,3 % С) (рис.1.8,а), эвтектический (4,3 % С) (рис.1.8,б) и заэвтектический (4,3-6,67 % С) (рис.1.8,в).
а б в
Рис.1.8.Микроструктура белого чугуна: а – доэвтектический;
б – эвтектический; в – заэвтектический
Во всех белых чугунах имеется эвтектика – ледебурит. Микроструктура эвтектического белого чугуна состоит только из одного ледебурита, образующегося при температуре 1147 °С в результате эвтектической кристаллизации жидкого сплава с содержанием углерода 4,3 % и состоящего при этой температуре из цементита и аустенита, содержащего 2,14 % С.
При температуре 727°С аустенит ледебурита, содержащий 0,8 % углерода, превращается в перлит и, следовательно, ледебурит будет состоять при более низких температурах из перлита и цементита.
Доэвтектический белый чугун после полного охлаждения имеет структуру: ледебурит, перлит и вторичный цементит, выделяющийся из аустенита в процессе охлаждения от 1147 до 727 °С. Вторичный цементит практически сливается с цементитом ледебурита и считают, что структура доэвтектического чугуна состоит из ледебурита и перлита. Белый чугун вследствие присутствия в нем большого количества цементита обладает высокой твердостью (450-550 НВ), хрупок, практически не поддается обработке резанием и не используется для изготовления деталей машин.
Доэвтектический белый чугун применяется для переработки в сталь и в чугун другого вида (ковкий).
Ограниченное применение находят чугунные отливки с отбеленной поверхностью: прокатные валки, лемехи плугов, шары мельниц и другие детали, работающие в условиях износа.
Диаграмма состояния железо – графит.
В результате превращения углерод может не только химически взаимодействовать с железом, но и выделяться в элементарном состоянии в форме графита. Жидкая фаза, аустенит и феррит могут находиться в равновесии и с графитом.
Диаграмма состояния железо – графит показана штриховыми линиями на рис. 11.1. Линии диаграммы находятся выше линий диаграммы железо – цементит. Температуры эвтектического и эвтектоидного преврашений, соответственно, 1153oС и 738oС.
Точки C, E, S – сдвинуты влево, и находятся при концентрации углерода 4,24, 2,11 и 0,7 %, соответственно.
Рис.11.1. Диаграмма состояния железо – углерод: сплошные линии – цементитная система; пунктирные – графитная
При высоких температурах цементит разлагается с выделением графита, поэтому диаграмма состояния железо – цементит является метастабильной, а диаграмма железо – графит – стабильной. Процесс образования графита в сплавах железа с углеродом называется графитизацией.
Дата добавления: 2017-01-13; просмотров: 959;