ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Яценко, Б. Ф. Марцинив. Влияние никеля на образование и распад аустенита в сером чугуне из "Структура и свойства чугуна и стали Т 24 " Легирование никелем в сочетании с термической обработкой обеспечивает высокие физико-механические свойства чугунного литья. Основную роль при этом играют процессы структурных изменений, связанных с превращением аустенита, повышение устойчивости которого при охлаждении обеспечивает получение оптимальной структуры [1, 2]. Для уточнения закономерностей влияния никеля на эти процессы нами исследованы структурнокинетические особенности образования аустенита и эвтектоидного превращения в сером чугуне, содержащем 3,50—3,15% С, 2,28% 51, 0,038% 5, 0,056% Р и 0,0 0,6 2,11 3,15 и 6,25% N1. Выплавленный в 40-кг индукционной печи чугун заливали в земляные формы. Он затвердевал в виде цилиндрических отливок диаметром 30 и длиной 300 мм со структурой доэвтектического серого чугуна, т. е. имел эвтектический графит розеточного строения и либо перлито-ферритную, либо (при 6,25% N1) троостито-мартенситную матрицу. [c.112] Термическая обработка образцов при исследовании распада аустенита состояла из аустенизации при 900 С, 30-мин изотермической выдержки ниже верхней границы критического интервала и закалки в воде. Изотермические выдержки от 5 сек до 80 ч проводились в расплавах солей. [c.112] Смещение температурных границ области трехфазного равновесия А -1-Ф-1-Г под влиянием никеля весьма значительно (рис. 2). [c.114] Интенсивное развитие превращения в отдельных участках,соответствующих определенным элементам первичной структуры, может, естественно, рассматриваться как результат внутрикристаллической ликвации никеля, обогащающего те объемы избыточногои эвтектического аустенита, которые образуются при наиболее высокой температуре в процессе кристаллизации. Таким образом, исходя из особенностей аустенизации, можно заключить, что характер ликвации никеля и кремния в серых чугунах аналогичен в зависимости от соотношения этих компонентов в отдельных участках матрицы эффект одного из них может преобладать или компенсироваться действием другого. [c.114] Ниже 600 С начальному этапу превращения (линия 2 5) отвечает образование феррита, габитус кристаллов которого аналогичен описанному для некоторых легированных сталей перистому ферриту 15]. В участках непревращенио о аустенита прн удлинении выдержек наблюдается выделение карбидов. [c.115] Наряду с этим в безникелевом чугуне вплоть до 500 С возможно образование тростита. Превращение замедляется с переходом к бей-нитной реакции. Бейнитной области предшествует относительно узкая для исходного чугуна (50 град) и расширяющаяся с добавкой никеля (70 град для чугуна, содержащего 3,15% N1 100 град для чугуна, содержащего 6,25% N1), температурная зона абнормальных структур, представляющих грубый конгломерат феррита, карбида и прослоек непревращенного аустенита. При длительных выдержках достигается полный распад этих прослоек с одновременной частичной коалесценцией и графитиза-цией карбида. [c.115] Вследствие повышения устойчивости аустенита границы ряда областей смещаются в сторону низких температур и больших выдержек. Торможение превраи1,е шя в бейнитной области способствует увеличению содержа1шя в структуре остаточного аустенита. [c.116] Рост концентрации никеля вызывает изменения топографии продуктов превращения, особенно значительные для высокотемпературных областей. Для исходного безникелевого чугуна характерна четкая связь последовательности превращения в отдельных участках матрицы с особенностями первичной структуры, обусловленная наследственной химической микронеоднородностью аустенита из-за внутрикристаллической ликвации кремния. При выдержках в области 7 сс Г высококремнистые участки аустенита, соответствующие внутренним зонам дендритных ветвей и эвтектических колоний, испытывают превращение с образованием феррита (рис. 5, а, б), тогда как низкокремнистые бывшие между-ветвия и периферийные области колоний преимущественно остаются аустенитными. По мере понижения температуры наряду с ферритом, а позднее и вместо него образуется перлит, но неодинаковая устойчивость аустенита проявляется в аналогичной последовательности превращения. [c.116] Соотношение концентрации никеля в центре и на границах эвтектических колоний составило в литой структуре тех же чугунов 1,40 при 1,55% N1 в сплаве и 1,55—1,82 при 2,84% N1 в сплаве. В отожженном чугуне, содержащем 2,11% N1, оно равно 1,3, а при 6,25% N1 1,21. Микронеоднородность матрицы сохраняется при повторной аустенизации и проявляется при распаде аустенита. Процесс распада усложняется наложением эффектов ликвации никеля и кремния. Поскольку их влияние на устойчивость аустенита при температурах образования феррито-графитного и феррито-карбидного эвтектоида противоположно, оно может компенсироваться в отдельных микрообъемах матрицы при определенном соотношении никеля и кремния, что и наблюдалось в интервале концентраций 2—3% N1 при 2,3% 51. При дальнейшем увеличении содержания никеля его эффект сильнее. [c.118] Следует отметить, что для температур изотермического превращения в бейнитной области связь устойчивости аустенита с внутрикристаллической ликвацией никеля отчетливо не проявляется. Независимо от содержания никеля в сплавах бейнитное превращение после аустенизации при 900° С начиналось в основном вокруг графитных включений, что, по-видимому, связано с изменением не только локального распределения примесей, но и состояния кристаллической решетки, уровня напряжений. В бейнитной области никель и кремний влияют на устойчивость аустенита в одном направлении 8], поэтому легирование кремнистого чугуна никелем не изменяет структурной картины превращения. [c.118] На степень ликвации в первичной структуре можно воздействовать не только специальной термической обработкой, но и изменением условий кристаллизации (регулированием охлаждения, модифицированием расплава).Учет эффекта ликвации никеля, ее масштабов необходим для правильного выбора соотношения концентрации никеля и кремния, обеспечивающего наиболее полное использование эффекта легирования для получения требуемых структурных характеристик. [c.120] Вернуться к основной статье