ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Факторы, способствующие графитизации из "Металловедение и технология металлов " Графитизацией называется процесс выделения графита при кристаллизации или охлаждении сплавов железа с углеродом. Графит может образовываться как из жидкой фазы при затвердевании чугуна, так и из твердой фазы. Образование графита происходит согласно диаграмме системы Ре—С. Ниже линии D образуется первичный графит, по линии E F —эвтектический графит и по линии P S K — эвтектоидный графит (см. рис. 82). [c.133] Графитизация чугуна зависит от ряда факторов. К ним относятся присутствующие в чугуне центры графитизации, скорость охлаждения и химический состав чугуна. [c.134] Образование графита в объеме чугуна энергетически маловероятно, так как прирост свободной энергии при образовании новой межфазной поверхности больше, чем ее уменьшение при кристаллизации. Работа образования зародышей графита облегчается при наличии центров графитизации — различных мельчайших включений и примесей, взвешенных в жидкой фазе и аустените. Такими мельчайшими частицами могут быть оксиды AI2O3, SIO2, нитриды типа A1N и нерастворившиеся частицы графита. Параметры кристаллической решетки центров графитизации должны быть близки к кристаллической решетке графита. [c.134] Влияние скорости охлаждения обусловлено тем, что графитизация чугуна является диффузионным процессом и протекает медленно. Значительная длительность процесса графитизации обусловлена необходимостью реализации нескольких стадий образования центров графитизации в жидкой фазе или аустените, диффузии атомов углерода к центрам графитизации и роста выделений графита. При графитизации цементита добавляется необходимость предварительного распада Feg и растворения углерода в аустените. Чем медленнее охлаждение чугуна, тем большее развитие получает процесс графитизации. [c.134] В одной и той же отливке чугун может иметь различную структуру. В тонких частях отливки, где выше скорость кристаллизации и охлаждения, чугун имеет меньшую степень графитизации, чем в массивных. Быстрое охлаждение способствует получению белого чугуна, более медленное — серого чугуна. [c.134] В некоторых случаях для достижения высокой твердости и сопротивления износу специально получают отбеленную зону в чугунной отливке. Для этого в литейную форму вставляют металлические холодильники, обеспечивающие высокую скорость затвердевания и охлаждения с образованием цементита. Так поступают при отливке чугунных лемехов, устанавливая холодильники в тех местах, где расположены лезвие и носок. [c.134] Из примесей, входящих в состав чугуна, наиболее сильное положительное влияние на графитизацию оказывает кремний. Содержание кремния в чугуне колеблется от 0,5 до 4—5 % Меняя содержание кремния, можно получать чугуны, совершенно различные по структуре и свойствам. По приведенной на рис, 85 диаграмме можно прогнозировать структуру в зависимости от содержания углерода и кремния, а также толщины отливки. [c.134] Из других элементов, входящих в состав чугуна, наиболее важную роль играют марганец, сера и фосфор. [c.134] Марганец препятствует графитизации, увеличивая склонность чугуна к отбеливанию. Содержание марганца в чугуне обычно не более 0,5—1,0 %. [c.134] Сера является вредной примесью в чугуне. Ее отбеливающее влияние в 5—6 раз выше, чем марганца. Кроме того, сера снижает жидкотекучесть, способствует образованию газовых пузырей, увеличивает усадку и склонность к обра.чованию трешин. [c.135] Влияние фосфора в чугуне существенно отличается от его влияния в стали. Хотя фосфор почти не влияет на графитизацию, он является полезной примесью, увеличивая жидкотекучесть серого чугуна за счет образования легкоплавкой (950—980 °С) фосфидной эвтектики. [c.135] Обычно используют чугуны следующего химического состава, % 3,0—3,7 С, 1—3 51, 0,5—1,0 Мп, менее 0,3 Р и 0,15 5. [c.135] Таким образом, основными факторами, определяющими сте пень графитизации чугуна, являются содержание углерода, крем ния и скорость охлаждения. Регулируя химический состав и ско рость охлаждения, в соответствии с диаграммой рис. 85, б можно получить в отливке нужную структуру чугуна. [c.135] Вернуться к основной статье