ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Микронеоднородность распределения элементов из "Строение чугуна " Возникая в процессе кристаллизации, ликвационные явления влияют на концентрационно-температурные условия образования кристаллических фаз, кинетику их роста и морфологические особенности. В ходе эвтектического распада жидкости эти явления стимулируют переход от стабильного варианта распада к метастабильному (и наоборот), способствуют раздельному или совместному росту эвтектических фаз и влияют на дифференци-ровку и ячеистое строение колоний. [c.101] Неравномерное распределение компонентов в первичной структуре чугуна влияет на топографию и кинетику структурных изменений, происходящих при охлаждении затвердевших отливок или их термической обработке. В частности, ликвационная химическая неоднородность аустенита играет большую роль при эвтекто-идиом распаде аустенитной матрицы чугуна. Структурные изменения при графитизации также зависят от характера распределения компонентов. [c.101] Совершенствование методов металлографического и химического фазового анализа чугуна [2,68], широкое применение электронного зондирования фаз на рентгеновских микроанализаторах [69] позволили в последние годы детально изучить распределение основных компонентов и примесей между фазами и в фазах чугуна. Основное внимание уделялось исследованию химической неоднородности серого чугуна [70—73]. [c.101] Как видно из табл. 1, элементы, обладающие пониженным сродством к углероду и способствующие уменьшению отбеливаемости (1—5), преимущественно располагаются в аустените (/(р 1). [c.102] Противоположная, в целом, картина распределения элементов обнаруживается при электронном зондировании заэвтектических чугунов со степенью эвтектичности 5=1,1, затвердевавших белыми благодаря стабилизации хромом (1,5%) пр.и режиме охлаждения, использованном для доэвтектических чугунов (табл. 2). [c.103] Для вольфрама и молибдена, практически мало влияющих на отбеливаемость, наблюдается прямая ликва-Щ1Я (Л л 1) в кристаллах цементита. [c.105] Как видно из табл. 4, все элементы, обладающие повышенным, по сравнению с железом, сродство.м к углероду ( 6—10), концентрируются в ледебуритном цементите. При этом для хрома и ванадия характерна обратная ликвация в цементитной матрице ледебуритных колоний, т. е. такое же распределение, как и в объеме кристаллов первичного цементита. [c.108] Элементы, повышающие активность углерода в расплаве ( 1—5), концентрируются в ледебуритном аустените, при этом обратная ликвация отмечается лишь для алюминия. [c.108] Сопоставление результатов исследования химической неоднородности эвтектического аустенита с имеющим.и-ся данными о фазовых равновесиях в легированных чу-гуиах выявило связь между направлением ликвации и изменением эвтектической температуры при легировании [70, 72]. В случае прямой ликвации эвтектическая температура с увеличением содержания легирующего элемента понижается, в случае обрагной ликвации — повышается. Физический смысл этой связи заключается, по-видимому, в том, что обратная ликвация отражает существование более сильных межатомных связей между железом и легирующим элементом (чем связи Ре—Ре в присутствии углерода), что должно сопровождаться повышением термодинамической устойчивости твердого раствора. Прямая ликвация отражает ослабляющее действие легирующего элемента на систему межатомных связей в твердом растворе и должна сопровождаться понижением его термодинамической устойчивости. Покажем это на примере хрома и кремния. [c.108] Рассмотрим индивидуальные особенности влияния некоторых элементов (кремний,. марганец и другие) на структуру и свойства чугуна. [c.110] Кремний является базовым компонентом чугуна и привлекает внимание в первую очередь. Он повышает активность углерода в жидком и твердом растворах, способствует выделению графита при кристаллизации чугуна и при распаде аустенита. [c.110] Влияние кремния на кинетику образования высокоуглеродистых фаз в жидком растворе можно оценить с помощью диагра.мм изотермической кристаллизации (рис. 54), построенных по результатам закалочно-микро-структурного анализа затвердевания чугуна в малых объе.мах [8]. [c.110] На этих и приводимых далее диаграммах, иринм1Ы следующие обозначения линий БЗ — линия появления аустенита, ОФ — линия появления графита, ЛИ — линия появления це.ментита, Р/С — линия завершения затвердевания, ФЧ — линия начала и НХ — линия конца графитизации цементита. [c.110] На диаграммах отражено влияние кремния иа степень эвтектичности чугуна по мере увеличения его содержания снижается ликвидус 7б и сужается двухфазная область Ж+А. [c.110] Образование шаровидного графита в высококремнистых чугунах происходит лишь в условиях, обеспечивающих значительное переохлаждение расплава. В практике производства отливок большое значение имеет образование сильно разветвленного, в том числе межден-дритного графита при ускоренном затвердевании чугуна с повышенным содержанием кремния. В случае медленной кристаллизации чугуна, напротив, повышение содержания кремния приводит к образованию более грубого графита. Это является следствием повышения степени эвтектичности чугуна при добавке к нему кремния и обнаруживается прежде всего в малоуглеродистых чугунах. [c.112] Распределение кремния в структурных составляющих серого чугуна характеризуется, как показапо выше, обратной микроликвацией. Однако при образовании первичного аустенита в малоуглеродистых чугунах (- 2,5— 2,7%С) осевые зоны дендритных ветвей оказываются обедненными кремнием по сравнению с периферийными. Вместе с тем при эвтектической кристаллизации таких чугунов кремний обогащает первые участки эвтектического аустенита. Таким образом, в малоуглеродистых чугунах наблюдается смешанная микроликвация кремния, которую можно обосновать диаграммой сплавов Ре— С—51 [2]. [c.112] Содержание кремния и характер его распределения в первичной структуре серого чугуна отражается на процессах структурообразования в твердом состоянии. [c.112] Вернуться к основной статье