Чугун Кристаллическая структура

Рис. 48. Кристаллическая структура графита [15] а - кристаллическая решетка графита 6 - включения графита, выделенные из чугуна

Сущность процесса модифицирования состоит в том, что весьма малые добавки модификаторов изменяют физическое состояние расплава. В частности, они повышают поверхностное натяжение расплава и тем самым изменяют исходные условия его кристаллизации. Так, в жидком чугуне введенные поверхностно активные элементы способствуют у кристаллизующегося графита равномерному росту всех плоскостей кристаллической решетки и подавляют (блокируют) преимущественный рост тех плоскостей ее, которые приводят к возникновению пластинчатого графита. В результате этого получается чугун со структурой шаровидного графита. [c.42]

Кристаллическая структура чугунов. В [c.411]

Теплота кристаллизации (плавления) в значительной степени определяет технологические режимы и параметры процессов формирования кристаллической структуры отливок и плавки сплавов. Удельная теплота кристаллизации (плавления) Q (кДж/кг) основных структурных составляющих и фаз серого чугуна следующая графита - 5945, цементита [c.454]

Относительно высокая жаростойкость кремнистого чугуна объясняется влиянием кремния на формирование структуры металлической основы чугуна и образование защитной окисной пленки на поверхности изделий. Структура кремнистого чугуна с пластинчатым графитом не претерпевает изменений приблизительно до 900° С [27, 28]. У чугуна с более высоким содержанием кремния стабильность структуры сохраняется вплоть до температуры плавления. Кремний, содержащийся в чугуне в количестве 5—6%, способствует образованию окислов типа шпинели с плотно-упакованной кристаллической решеткой, предохраняющей металл от диффузионного окисления, о чем свидетельствуют данные рентгеноструктурного анализа окалины кремнистого чугуна, приведенные в табл. 49. [c.208]

Дробеструйная обработка применяется для восстановления жесткости пружин, торсионов и рессорных листов. Сущность ее заключается в том, что поток дроби (стальной, чугунной, стеклянной) диаметром 0,6... 1,2 мм направляется на обрабатываемую деталь со скоростью до 100 м/с, в результате чего поверхностный слой наклепывается. Вследствие пластической деформации в поверхностном слое детали возникают не только параллельные, но и ориентированные в разных плоскостях и. направлениях несовершенства кристаллического строения - дислокации. Повышение плотности дислокаций служит препятствием к их перемещению, от этого возрастает реальная прочность материала. Кроме того, образуется большое количество линий сдвига, дробятся блоки мозаичной структуры, что упрочняет поверхностный слой металла на глубину 0,2...0,6 мм. Шероховатость поверхности при этом достигает значений Rz 40...20 мкм. Предварительная химико-термическая обработка и закалка ТВЧ повышают глубину наклепа в 2,0...2,5 раза, что обеспечивает объемное воздействие механической обработки на материал детали. [c.544]

Строение белых чугунов соответствует диаграмме железо— цементит. Чугун, содержащий 4% С (сплав дд, рис. 36), по структуре представляет собой эвтектику (ледебурит), состоящую из цементита (65%) и аустенита. При охлаждении до температуры 727° С вследствие изменения кристаллической решетки железа и образования [c.90]

Линия солидуса АЕР соответствует моменту полного затвердевания сплава. В точке С при 4,3% углерода линия ликвидуса соприкасается с линией солидуса и сплав переходит в твердое кристаллическое состояние при постоянной температуре (1145°) за счет одновременного выпадения аустенита и цементита в виде эвтектической смеси — ледебурита. При этом ледебурит состава С состоит из аустенита состава Е (т. е. насыщенного углеродом до 2%) и цементита состава Р (6,67%С). При некоторых условиях вместо цементита выпадает графит. Аустенито-графитная эвтектика изображена на рис. 7 точкой Сплавы, содержащие более 2%С, всегда содержат в структуре эвтектику и носят название чугунов, а сплавы, содержащие менее 2%С, называются сталями. Поэтому чугуны, в отличие от сталей, ни при каких условиях не могут иметь однофазную аустенитную структуру. [c.21]

Микроструктура. Наибольшее применение в машиностроении имеют отливки из серого чугуна, излом которых имеет серый цвет вследствие наличия в его структуре свободного графита, приводящего (по сравнению с белым чугуном) к снижению твердости и улучшению обрабатываемости. Изучение микроструктуры серого чугуна очень важно для суждения о его свойствах и поведении. От микроструктуры стали она отличается присутствием графита. От обыкновенного природного графита, являющегося простой кристаллической разновидностью углерода, обладающего гексагональной решеткой, графит серого чугуна отличается тем, что он состоит не только из одних атомов углерода, но также из атомов железа, кремния и пр., т. е. представляет собой твердый раствор высокой концентрации. [c.102]

Стали и чугуны в зависимости от температуры нагрева также изменяют структуру и свойства. Структура стали и чугуна изменяется при более низкой температуре, чем структура чистого железа. Это объясняется присутствием атомов углерода внутри кристаллических решеток железа. Например, структура железа изменяется при температуре 910°, а структура стали с содержанием 0,83% углерода — при 723°. [c.64]

На фиг. 6 представлена несколько упрощенная диаграмма состояния железоуглеродистых сплавов — углеродистых сталей и белых чугунов. По диаграмме состояния можно установить 1) какие превращения и при каких температурах происходят в сплавах при их нагревании или медленном охлаждении 2) какую структуру имеют сплавы при любой температуре. На левой вертикальной оси диаграммы точками отмечены температуры, при которых происходят превращения в чистом железе точка А (1539°)—температура плавления (затвердевания) чистого железа и точка О (910°) — температура, при которой в твердом железе происходит перегруппировка атомов (изменение кристаллической решетки). Выше температуры 910° (точка О) железо находится в форме - -железа (гамма-железа). Для гамма-железа характерна его способность растворять углерод. Гамма-железо немагнитно. Ниже температуры 910° (точка О) железо находится в форме и-железа (альфа-железа). Альфа-железо почти не растворяет углерод (точнее растворяет его в сотых долях процента). При температурах ниже 768° (точка М) альфа-железо становится магнитным. [c.42]

Аустенит - твердый раствор (внедрения) углерода в у-железе. Имеет кристаллическую ПДК-решетку. Устойчив при высоких температурах, а при 20 ° С может присутствовать в структуре некоторых легированных чугунов. [c.411]

Стали и чугуны в зависимости от температуры нагрева также изменяют структуру и свойства. Температуры, при которых происходят изменения структуры стали и чугуна, более низкие, чем для чистого железа. Это объясняется присутствием атомов углерода внутри кристаллических решеток железа. Например, изменение структуры железа, происходящее при 910° С, у стали с содержанием 0,83 /о углерода происходит при 723° С. [c.70]

Первое достигается увеличением числа центров графитизации в единице объема, т. е. повышением микроскопических дефектов в кристаллической структуре металла, а второе — интенсифика1ци ей процесса диффузии углерода. Все это достигается при СТЦО. Однако повышение скорости образования центров выделения грдфита и диффузии в него углерода обеспечивается методами холодной, и горячей дефсрмации, предварительной закалкой или искусственным старением. Но эта предварительная обработка малоэффективна и способствует получению в структуре пластинчатого (по законам скольжения) графита, что снижает прочность чугуна. Интенсификация графитизации повышением ее температуры сопровождается снижением числа центров графитизации и формированием крупных графитных включений, что также отрицательно сказывается на механических свойствах чугуна. Обычно в целях увеличения пластичности и ударной вязкости чугуна производят длительный (20—30 ч) графитизирующий отжиг до ферритно-перлитной или ферритной структуры. Такой процесс получил название томление . [c.136]

На поверхности углеродистых сталей и чугунов, имеющих неоднородн . и кристаллическую структуру, при соприкосновении их с растворами солек возникают многочисленные очаги коррозии и протекает интенсивная электро химическая коррозия. [c.147]

И. С. Григорьев [28], разбирая процесс графитизацпп чугуна, обработанного магнием, приходит к выводу, что процесс графитизации с выделением шаровидного графита в зависимости от химического состава и скорости охлаждения может происходить как из жидкого расплава, так и в твердом состоянии. Таким образом, все исследователи, занимавшиеся изучением кристаллизации графита, приходят к различным выводам относительно процесса образования шаровидного графита. Имеется целый ряд исследований, трактующих механизм образования графита разной формы, на которых мы не останавливаемся, так как настоящая работа не преследует цели подробного изучения условий получения чугуна с шаровидным графитом или разбо[> 1 теорий графитизации. Этому вопросу посвящено большое Konii-чество работ [71], [20], [13], [14], [64], [28]. Из исследований, проведенных за рубежом, можно отметить работы Де-Сп , которьи придерживается оригинального взгляда. Он считает, что образо вание графита в шаровидной форме зависит от кристаллической структуры зародышей графита. По мнению Де-Си, в обычном сером чугуне графит получается пластинчатым потому, что неметаллические включения, могущие быть зародышами графитя (MnS, SIO2), имеют тетрагональную и гексагональную решетки. [c.232]

Раствор 10—15 г надсерноаммониевой соли (NH4)2 ЗгО в 100 сл воды. Применяется для выявления кристаллической структуры, дендритов и сегрегации в сталях и чугуне. Длительность травления 1—2 лшн. при нормальной температуре. [c.58]

Анизотропия сил межатомной связи в цементите проявляется в процессе его растворения при графитизации белого чугуна. При замедленной графитизации участки грубозернистого цементита претерпевают избирательное растворение и приобретают псевдо-перлитную структуру [28]. Наиболее рельефно особенности кристаллической структуры цементита выступают при росте монокристаллов. При формировании кристалла вблизи усадочной поры в определенный момент времени он обнажается вследствие понижения уровня жидкости. Исследование большого числа кристаллов, извлеченных из усадочных раковин опытных слитков, позволило наблюдать различные эташз их роста. Кристаллы и их обломки имели форму пластин. Характерной особенностью всех кристаллов являлся дендритный рельеф поверхности. Дендритные формы роста первичного цементита наблюдались и ранее [11]. Предполагалось [11 ], что формирование пластины происходит путем роста плоского дендрита соответствующей толщины и завершается при смыкании ветвей третьего порядка. В действительности пластина образуется в ходе послойного роста, причем нарастающие друг на друге слои развиваются в форме дендритов. Исследование монокристаллов под бинокулярным микроскопом позволило зафиксировать разнообразные картины послойного нарастания (рис. 7). Обычно растущий слой состоит из системы параллельных полос (по-видимому, ветвей 2-го порядка), разделенных границами с зубчатой конфигурацией. Хотя направление роста новых ветвей может не совпадать с направлением нижележащих, кристаллографическая ориентация всех слоев одинакова — об этом говорит однонаправленность зубчатых контуров любых систем ветвей в одном кристалле. Детальное исследование зубчатых контуров ветвей обнаруживает их ступенчатое строение, непосредственно иллюстрирующее блочный характер роста ветви. На фрактограммах, как и на снимках поверхности кристаллов, можно наблюдать рельефную дендритную структуру. На рис. 8, а показаны обе поверхности раскола одной цементитной пластины. Если на сколе приготовить микрошлиф и подвергнуть его электролитической обработке, то выявляемая блочная субструктура ориентирована вдоль зубцов (рис. 8, б). Схема иллюстрирует механизм формирования дендрита. Рост дендритных ветвей идет путем последовательного развития блоков. В связи с накоплением примесей перед фронтом [c.179]

Случай 1. Обе фазы являются соответственно катодом и анодом. Наиболее вероятно, что этот случай имеет место лишь тогда, когда жидкость, в которой протекает корразия, поддерживается весьма однородной по своему составу, например, при помощи перемешивания. Предположим сперва, что система такова, что образуются растворимые как анодные, так и катодные продукты коррозии, которые соединяются, давая малорастворимый вторичный продукт. Например, при погружении сплава в раствор хлористого натрия пол чаются в качестве первичных продуктов растворимые хлорид металла и едкий натрий, которые при взаимодействии дают гидрат окиси металла. Очевидно, что если кристаллическая структура обеих фаз становится мельче, то увеличивается вероятность того, что осадок будет оседать так близко к металлу, что затруднит дальнейший процесс, или препятствуя разрушению анода, или же защищая катодные поверхности от доступа какого-либо деполяризатора (например, кислорода). Таким образом можно ожидать, что в случае такого типа разрушение будет уменьшаться с уменьшением величины структурных составляющих, совершенно прекращаясь, когда величина составляющих уменьшится до молекулярных размеров, так что в конце концов сплав станет однофазным (коррозия других типов остается, конечно, возможной). Действительно, разрушение сплавов, подобных чугуну, повидимому, замедляется с уменьшением величины составляющих. Однако упомянутый случай один из многих возможных, и затруднительно указать пример, не усложненный другими явлениями. [c.466]

Молекулярное взаимодействие, обусловленное взаимодействием атомов на сближенных участках поверхностей гребешков микронеровностей, приводит к нарушению термодинамического равновесия кристаллических решеток на контактирующих участках и наиболее полно проявляется при схватывании твердых тел. В этих условиях в полной мере проявляется механизм, объясняемый адгезионно-деформационной теорией [26]. Очаги микросхватывания в режиме ИП развиваются в более мягком, чем материал чугунного или хромированного кольца, тонком слое меди, не вызывая глубинного повреждения основного металла. Вновь образуются активизированные пластической деформацией участки поверхности они свободны от разделяюш,их пленок при наличии смазки и пульсирующих нагрузок при контактировании с микронеровностями контртела. Возникают площадки с высокой температурой и микрогальванические пары, активизирующие диффузионные и электрохимические процессы. Это способствует молекулярному переносу и миграции ионов меди на ювенильные поверхности. Обогащение тонких слоев поверхности трения медью создает особую структуру граничного слоя, обеспечивающего при определенных режимах минимальные износ и коэффициент трения, а также способствующего реализации правила положительного градиента по глубине материала [2]. [c.163]

Высоколегированный чугун. (По ГОСТу 7769—63.) В системе сплавов Fe—А1—С в зависимости от содержания алюминия и углерода, помимо а- и -у-твердых растворов, выявляются следующие структурные составляющие графит, карбид алюминия AI4 3 и так называемая е-фаэа, подробно описанная в работе [45]. Это твердая и хрупкая магнитная фаза, имеющая кристаллическую решетку гранецентрированного куба с параметром 3, 74 кх, соответствующую решетке сплава ugAu. Эта фаза способна растворить до 4% С. Весьма обстоятельные исследования по изучению структуры Fe—А1—С сплавов в отожженном состоянии выполнены в ЧССР [46, 47 ]. Результаты этих исследований приведены в табл. 54 и на рис. 19. [c.212]

В книге рассмотрены современные представления о фазовых и структурных превращениях при нагреве стали и чугуна. Проанализировано влияние исходного состояния и условий нагрева на кинетику и морфологию образования аустенита, его строение и свойства. Рассмотрен механизм а -> -превращения с общих пози-Щ1Й о возникновении метастабильных состояний, развития релаксащюнных явлений и вторичных процессов при фазовых переходах. Особое внимание уделено роли дефектов кристаллического строения в образовании аустенита и их влиянию на формирующуюся структуру, размер зерна и свойства металла после термической обработки. [c.2]

Кинетика образования аустенита в звтектоидном интервале существенно зависит от исходной структуры. На рис. 39 приведены кривые аустенитизации чугуна с разным исходным состоянием, полученные методами количественной металлографии при скоросги нагрева около 100 С/мин. Из рисунка видно, что состояния А и В характеризуются большим инкубационным периодом и медленным развитием превращения. В образцах же серии Б образование аустенита начинается уже в процессе нагрева до температуры изотермической выдержки и протекает намного быстрее. При всех температурах эвтектоидного интервала (765 - 860°С) в этих образцах фиксируется гораздо больше аустенита, чем для состояний А и В. Такое различие в кинетике образования аустенита объясняется большей протяженностью границ зерен феррита в структуре Б и повышенным количеством дефектов кристаллического строения, сохранившихся после закалки. Роль же мелких графитных включений, как источников углерода, количество которых одинаково в образцах серий Б и В, оказывается несущественной. [c.79]

Таким образом, углерод как фаза, имеющая более высокую температуру перехода в кристаллическое состояние, кристаллизуется в жидком расплаве первым в виде фуллеренов. Одновременно присутствуют фуллерены, перешедшие из кокса в расплав чугуна, а затем, при его переделе, и в расплав стали. Они могут являться центрами кристаллизации для атомов железа (аналогично модификаторам из тугоплавких элементов и их соединений). Это подтверждается выполненными в [8] расчетами критического размера зародыша при кристаллизации железа традиционным методом и с использованием алгоритма самоорганизации структур. [c.102]

Графит — это кристаллическая разновидность углерода (рис. 10, е). Графит имеет серо-черный цвет с металлическим блеском, жирный на ощупь. Встречается в структуре чугунов в свободном состоянии в виде пластинок, хлопьев и глобулей (шаровидной формы). [c.16]

Рнс, 77. Структура графита а — кристаллическая решетка графита 6 — включения графита, выделанные из чугуиа в — микроструктура чугуна, показывающая выделения графита (шлиф нетравлен). Х100 [c.150]

Г рафитом (фиг. 40, и) называется одна из кристаллических разновидностей углерода, имеющая гексагональную решетку. Графит встречается в структуре чугуна и графитизированной стали. Грифит имеет ничтожную прочность и потому действие его в структуре подобно действию пустот. Вместе с тем сам графит выполняет функцию смазки и удерживает смазку при трении. [c.77]

Настоящая книга представляет собой учебник по термической обработке металлов для машиностроительных техникумов. Для изучения термической обработки по этой книге от учащегося требуется знание основ металловедения в объеме книги А. И. Самохоц-кого и М. П. Кунявского Металловедение или книги М. С. Ароновича и Ю. М. Лахтина Основы металловедения и термической обработки. или книги Б. С. Натапова Металловедение , представляющих собой также учебники для техникумов. Предполагается, что учащийся хорошо знаком с основными типами двойных диаграмм состояния, с кристаллическим строением металлов и сплавов, с элементарными структурами сталей и чугунов, с методикой металлографического исследования и с механическими испытаниями. Эти вопросы в настоящей книге не рассматриваются вовсе. Не рассматривается в настоящей книге и оборудование для термической обработки печи, закалочные баки, закалочные прессы и т. п., так как эти вопросы изучаются в отдельном курсе. В первой главе кратко, но несколько подробнее, чем в упомянутых учебниках по металловедению, рассмотрены классификация и характеристика сталей и диаграмма состояния сплавов железо—углерод. [c.3]

Когда температура сплава соответствует линии A D. начинается процесс кристаллизации из жидкого сплава I выделяются кристаллы аустенита (линия АС) и цементита (линия D). Так как цементит выделяется из жидкого сплава в процессе первичной кристаллизации, то его называют первичным. Линия AE F является линией со л иду с а. В точке С сплав, содержащий 4,3% углерода, переходит в твердое кристаллическое состояние. Эту точку и сплав такого состава называют эвтектическим. Структура эвтектического сплава представляет собой ледебурит. Таким образом, чугун, содержащий 4,37о углерода, называют эвтектическим, менее 4,3% углерода — доэвтектическим и более 4,3% углерода — заэвтектическим. [c.65]

Г р а ф и т — одна из кристаллических модификаций углерода. Решетка гексагональная слоистая. Обладает весь1 [а низкой твердостью и прочностью имеет темно-серый (черный) цвет выявляется без травления шлифа. В структуре чугуна графит имеет три разновидности пластинчатый, хлопьевидный и шаровидный. [c.28]

Сульфиды обычно встречаются в виде серо-голубоватых частиц разнообразной формы по границам дендрнтов и эвтектических колоний (рис. 1.27, а, б). С увеличением содержания Мп форма сульфидов становится более кристаллической, окраска меняется и зависит от содержания Ре и Мп. Оксидные включения представляют собой окислы металлов или частицы футеровки, литейной формы и невосстановленных окислов шихтовых материалов — включения кварца, корунда,, а также смеси этих окислов (рис. 1.27, а, в, г). В чугунах, модифицированных Mg, образуются сложные окислы и сульфиды, содержащие Mg. Они располагаются по границам эвтектических колоний в виде черных иероглифов и мелких серых включений. При сухой полировке шлифов (на алмазной пасте) включения окислов имеют темно-серый цвет, под воздействием воды и реактивов быстро разлагаются (рис. 1.27, д). В чугунах, модифицированных лигатурами с редкоземельными металлами (РЗМ), обнаруживаются скопления очень мелких -оксисульфидов, содержащих V, Се и другие РЗМ (рис. 1.27, е). В связи с очень высокой химической активностью РЗМ включения, имеющие вначале светлосерую окраску, на воздухе быстро окисляются. Уже через несколько минут после приготовления шлифа на серых включениях образуются радужные пленки. С течением времени включения окисляются еще больше, и после травления наблюдаются только темные включения, не имеющие характерной структуры (рис. I. 27, е). [c.40]

Ионное травление значительно расширяет возможности исследования структуры чугуна и, главным образом, тонкого строения включений графита. Поверхность образца, являющегося катодом, бомбардируется положительными ионами в результате с травимой поверхности удаляются отдельные атомы, ионы или их комплексы. Это происходит гфежде всего в участках, где атомы вещества имеют наименее прочную связь с кристаллической решеткой. Известно, что кристаллическая решетка графита обеспечивает значительную анизотропию его свойств по различным кристаллографическим направлениям. Под действием ионной бомбар- [c.43]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...