ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчетные методы определения структуры и свойств чугуна из "Машиностроение энциклопедия ТомII-2 Стали чугуны РазделII Материалы в машиностроении " Трудность использования структурных диаграмм и номограмм в том, что они не-обладают достаточной общностью, т.е. каждая диаграмма применима только для определенного типа чугуна. Кроме того, точность их недостаточна. [c.420] Поэтому продолжаются попытки создания научно обоснованных теоретических методов расчета структуры и свойств чугуна. Ниже описан предложенный автором качественный и количественный параметр оценки влияния легирующих элементов на структуру матрицы чугуна. [c.420] Пока создан лишь ряд частных теорий (тепловая, теория ликвации и т.п.), но общая теория формирования отливки имеет фрагментарное построение. Этого недостаточно для практических расчетов. Больщинство этих фрагментов теории - варианты тепловой или ликвационной (диффузионной) теорий. В нашей стране традиционно в большей степени развита тепловая теория, за рубежом - диффузионная теория кристаллизации. [c.420] Эга теории имеют свои области применения, поэтому определяемая по ним структура отливок касается только этих областей и, естественно, полностью не исчерпьшается. Для описания структуры и свойств чугуна эти теории нуждаются в различного рода дополнениях. [c.420] Появилась новая нетепловая теория кристаллизации, которая хорошо сочетается с тепловой и диффузионной теориями, - структурная теория кластерной конкурентной кристаллизации, элементы которой изложены выше. [c.421] Ниже кратко описаны возможности применения этой теории к оценке формирования структуры чугуна. [c.421] Расчег влияния элементов на структуру чугуна. Существуют различные теории, объясняющие действие легирующих элементов на свойства чугуна. Здесь излагаются элементарные основы структурно-электронной теории, которая связана с кластерной моделью строения жидкого чугуна, изложенной выше. Жидкий чугун содержит кластеры аустенита, графита и зоны их взаимодействия, в которых периодически образуются и распадаются связи железо-углерод. Различные вводимые в чугун элементы обладают различной растворимостью в этих элементах структуры расплава чугуна или обладают способностью накапливаться в межкластерных зонах. Расположение элементов в структуре расплава можно охарактеризовать по их взаимной растворимости в твердом и жидком состояниях. Растворимость элемента в твердом железе или аустените характеризует также его растворимость в кластерах аустенита в расплаве чугуна. Избыток растворимости в жидком состоянии характеризует способность элемента накапливаться в межкластерной зоне или образовывать собственные кластеры. Растворимость характеризует степень взаимодействия элемента с матрицей, но не характеризует направление этого взаимодействия. [c.421] Если Д1/ О, то легирующий элемент отдает свои валентные электроны, стабилизирует кластеры если Д / О, то элемент связывает свободныеэлектроны и затрудняет срастание кластеров. Соответственно при Д1/ О данный элемент измельчает данную фазу, но дестабилизирует ее, делает менее устойчивой. Вообще любое принудительное измельчение кристаллической структуры приводит к увеличению вн)тренней энергии системы и, следовательно, уменьшению ее устойчивости в термодинамическом аспекте. [c.421] О растворимости если концентрация кластера С - О, то данный элемент дестабилизирует данную фазу, напротив, если О, то данный легирующий элемент стабилизирует данную фазу. [c.421] Углерод в твердом состоянии не растворяет в себе ни один из известных элементов, т.е. для него всегда С, , = 0. Поэтому необходим теоретический анализ механизма воздействия различных легирующих элементов на включения углерода в чугуне. [c.421] Вернуться к основной статье