Влияние компонентов и скорости охлаждения на свойства чугунов

На образование той или иной структуры оказывает влияние его химический состав и скорость охлаждения отливки.

Углерод в обычных серых чугунах содержится в пределах 2,7-3,7 %. Выделение графита увеличивается с повышением % углерода в чугунах.

Кремний, как и углерод способствует процессу графитизации. Содержание кремния в чугунах колеблется от 0,3 до 5%.

Марганец растворяется в чугунах, образуя твердые растворы. Марганец препятствует процессу графитизации и способствует отбелу чугуна. Содержание его обычно колеблется в пределах 0,5-0,8 %.

Фосфор не оказывает влияния на процесс графитизации, фосфор повышает хрупкость чугунов за счет образования фосфидов- химических соединений.

Фосфор повышает жидкотекучесть чугунов, в художественных отливках его до 1%.В ответственных отливках- 0,2-0,3%

Сера - вредная примесь, ухудшает литейные свойства. Содержание ее в чугунах до 0,12 %.

Влияние скорости охлаждения на структуру чугунов

Структурные диаграммы чугуна. Зависимости структуры от содержания углерода и кремния, и толщины отливки (стенки). 1 - белые, 2 - половинчатые, 3 - серые перлитные, 4 - серые перлито - ферритные, 5 - ферритные серые чугуны.

Белый чугун

Такое название он получил по виду излома, который имеет белый, блестящий вид. Углерод в белом чугуне находится в связанном состоянии, в виде цементита. Фазовые превращения в нем происходят согласно диаграмме состояния железо-углерод.

В зависимости от содержания углерода белые чугуны могут быть

* доэвтектическими ( перлит +цементит + ледебурит),

* эвтектическими (ледебурит)

* заэвтектическими ( цементит и ледебурит)

Микроструктуры белых чугунов

Эти чугуны имеют очень большую твердость (НВ 450-550) из-за присутствия в них большого количества цементита. Как следствие этого, они очень хрупкие и для изготовления деталей машин не используются.

Применение белого чугуна:

Отливки из белого чугуна служат для получения деталей из ковкого чугуна.

Из белых чугунов изготавливают отливки простой формы, обладающие высокой износостойкостью – валки листовых прокатных станов, шаровые мельничные колеса, тормозные колодки, буровые шарошки и другие детали, работающие в условиях износа.

Серый чугун

Такое название чугун получил по виду излома, который имеет серый цвет.

В структуре серого чугуна весь углерод или его часть находится в виде графита.

Графит - это аллотропическая модификация чистого углерода ( другой модификацией является алмаз - это редкая форма в сплавах не встречается.

Кристаллическая решетка графита - гексагональная, слоистая, что делает графит малопрочным и мягким (не превышает 3НВ).

Процесс образования в чугунах графита называется графитизацией.