ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Малиночка, В. 3. Долинская. О диаграмме метастабилького равновесия сплавов из "Структура и свойства чугуна и стали Т 24 " При исследовании влияния перегрева чугуна на характер эвтектической кристаллизации установлено 12, 3), что переход от сотовой структуры к пластиночной связан с увеличением переохлаждения расплава. Называя обе структурные разновидности ледебуритом, Е. Шайль все же выдвинул предположение о различных механизмах их формирования. Согласно работе [31, пластиночная эвтектика является продуктом раздельной кристаллизации фаз вначале в жидкости растут пластинки цементита (первичного — по терминологии Е. Шайля), затем в промежутках между ними кристаллизуется твердый раствор. В дальнейшем в работе [4 ] структурное разделение аустенито-цементитной эвтектики было закреплено термином и была предпринята попытка оценить влияние условий кристаллизации и содержания примесей на склонность к образованию пластиночной эвтектической структуры в белом чугуне. [c.6] В нашей работе исходным материалом для опытных плавок служили лигатуры Ре—С, выплавленные на базе армко-железа и электродного графита (см. таблицу). [c.6] Наконец, в третьей серии опытов изучали влияние термо-циклирования в постоянном температурном интервале. Переохлаждение расплава нарастало с увеличением числа циклов, однако характер изменений снова был связан с верхней температурной границей термоциклирования. Наибольший рост переохлаждения наблюдали при верхней границе термоциклирования 1350—1380° С. [c.7] Восходящая ветвь кривой / связана, по-видимому, с дезактивизацией примесей (следует отметить, что добавление в расплав небольших количеств окиси алюминия устраняло влияние перегрева). [c.7] Для выяснения причин уменьшения переохлаждения расплава при больших перегревах необходимы дальнейшие исследования. [c.8] В условиях больших переохлаждений стрельчать1е пачки цементита, по-видимому, не образуются. В сильнопересыщенной углеродом жидкости над плоским аустенитным дендритом разрастается пластинка цементита, берущая начало от междендритных прожилок. Размеры такой пластинки относительно малы и весь слой над аустенитным дендритом представляет мозаику из пластинок. В промежутках между ними прорастает аустенит, который растет в виде нового дендритного слоя вдоль поверхности пластинок. В многократном повторении этого процесса и заключается поперечный рост пластиночной эвтектики. Начало роста можно проиллюстрировать микроснимком рис. 6, а, а дальнейшее развитие — рис. 6, б. Следует обратить внимание на аустенитные прослойки между цементитными пластинками — пунктирная форма их сечений говорит о дендритном разрастании эвтектического аустенита. [c.11] Важнейшей особенностью роста колонии в продольном направлении является расщепление цементитных пластинок, приводящее в условиях всестороннего ускоренного охлаждения (больших переохлаждений) к веерообразному разветвлению колонии. Склонность цементита к расщеплению или, другими словами, к некристаллографическому разветвлению следует связать со спецификой его кристаллической структуры. При исследовании монокристаллов цементита [8] выявлено их слоистое строение. В слоях, расположенных вдоль плоскости (001), имеют место сильные связи Ре—С гомеополярного типа, между слоями существует металлическая связь, энергия которой оценивается величиной, вдвое меньшей. Эта анизотропия межатомных связей в цементите предопределяет его рост в виде пластинок, а также возможность расщепления пластинок путем разрыва более слабых связей металлического типа. [c.11] С учетом расщепления цементита при эвтектической кристаллизации следует подходить к объяснению формирования эвтектических сферолитов в белом чугуне. Известно, что сферолиты с тонкодифференцированной структурой образуются при больших скоростях охлаждения расплава [1 1. На рис. 7 приведены микроснимки поверхности тонких пленок заэвтектического чугуна 7, полученных при расплющивании капель жидкости между массивными полированными медными плитами. Толщина пленок составляла 0,1—0,5 мм. В газовых микропорах, имевшихся на поверхности пленок, наблюдались кристаллы цементита, радиально разветвленные из одного центра (рис. 7, а). Такие кристаллы можно представить в качестве скелетной схемы эвтектических сферолитов, показанных на рис. 7, б, в. Характерной особенностью строения сферолитов является их секториальность, которая проявляется не только в типично перистых (рис. 7, б), но и в полных (рис. 7, в) сферолитах. По-видимому, секторы сферолитов имеют строение, аналогичное веерообразным колониям пластиночной эвтектики. В некоторых участках веерообразное расщепление цементита в секторах можно наблюдать и при микроанализе (рис. 7, г в левом верхнем углу). [c.14] Изучение механизма и кинетики формирования пластиночной эвтектики представляет и практический интерес. [c.14] В работе [4 ] показано, что белый чугун с пластиночной структурой обладает лучшими механическими свойствами по сравнению с ледебуритным чугуном. Это подтверждает и некоторое снижение твердости при переходе от ледебуритной (510 НВ) к пластиночной (420 НВ) эвтектике, отмечаемое в работе [3 ]. Улучшение механических свойств следует связывать со структурой пластиночной эвтектики, важнейшим отличием которой от структуры ледебурита является то, что хрупкая карбидная фаза не составляет матрицы колоний. [c.14] Кроме того, В пробах содержалось - 0,05% Мп, 0,001% N1, 0,028% Си, 0,01% 5, 0,005% Р. [c.15] Базовый чугун выплавляли в индукционной печи из армко-железа и графита марки А. Чугуны 1—5 получали легированием базового чугуна металлическим хромом (99,96%) в индукционной печи МВП-ЗМ. Плавку проводили в магнезитовом тигле. Перегретый до 1500—1550° С расплав заливали в толстостенный кокиль. [c.15] Диаграммы изотермической кристаллизации строились по методике работ [1—5]. Кокильную отливку структурно-белого чугуна толщиной 5 мм дробили. Навески порошка засыпали в кварцевые ампулы диаметром 0,8—1,2 мм с толщиной стенки 0,1 мм. После вытеснения воздуха ампулу запаивали. Навески плавили при 1300° С в течение 2 мин, затем переносили в соляные ванны, температуры которых составляли 1190—950° С, и после различных выдержек закаливали в соленой воде. Отбирали по десять образцов при каждой выдержке. Образцы монтировали в обоймы из органического стекла и шлифовали. Исследовали в основном поперечные сечения образцов. В отдельных случаях исследовали и продольные сечения. [c.15] Определяли время появления в переохлажденном расплаве (Ж) аустенита (А), графита (Г) и карбида (К) и время окончания затвердевания (рис. 1). Кинетику графитизации карбида после затвердевания исследовали лишь для чугуна, содержащего 0,028% Сг (рис. 1, а). Графитизацию других чугунов при выдержке в твердом состоянии не исследовали. Она требовала в тысячи раз большего времени, чем время затвердевания, а при высоких содержаниях хрома вообще не происходила. [c.15] Начало кристаллизации новой фазы устанавливали по появлению первых выявляемых оптическим микроскопом кристаллов. Фазы, растущие при изотермической выдержке, хорошо выявлялись на фоне мелкодисперсной аустенито-карбидной с.меси, в которую переходил расплав ири закалке. Максимальная выдержка составляла 30 мин. [c.17] При всех переохлаждениях кристаллизация сплавов начиналась с выделения дендритов избыточного А. В сплавах 1—4 она начиналась при 1185 С, а в сплаве 5 — при 1190 С. [c.17] Микроструктурная картина кристаллизации избыточного аустенита во всех пяти сплавах близка. С увеличением переохлаждения инкубационный период выделения дендритов аустенита уменьшался. [c.17] Эвтектическая кристаллизация в сплавах 1—3 начиналась при 1140° С, в сплаве JMb 4 — при 1145° Сив сплаве N° 5 — при 1150° С. [c.17] Вернуться к основной статье