Кристаллизация первичного аустенита

Отсутствие в синтетическом чугуне примесей, не рас творимых в железе и скапливающихся перед фронтом кристаллизации первичного аустенита, обусловливает чи стоту границ перлитных зерен металлической основы i прочный контакт между ними, что вызывает повышение прочностных свойств синтетического чугуна по сравнению с обычным, в котором связь между отдельными зернами матрицы неполная С повышением дисперсности и одно родности перлита повышаются твердость и прочность ме таллической основы синтетических чугунов [c.139]

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ПЕРВИЧНОГО АУСТЕНИТА [c.22]

Таким образом, в жидком чугуне с магнием кристаллизация первичного аустенита протекает в соответствии с удлиненной кривой солидуса J При температуре это вызывает [c.84]

Кривая охлаждения свободно затвердевшей отливки характеризуется резко выраженными температурными остановками. Если первая остановка связана с образованием в расплаве первичного аустенита, то вторая соответствует эвтектической кристаллизации при 1424 К с заметным повышением температуры, поскольку процесс графитизации сопровождается выделением тепла. Скорость охлаждения центральной зоны свободно затвердевшей отливки составляет 2,15—2,40 К/с. [c.89]

Эвтектоид называют графитовым. В интервале 1153 —738 °С из аустенита выпадает вторичный графит. При этом аустенит изменяет свой состав по линии E S. Линия С D указывает изменение состава жидкой фазы во время кристаллизации первичного графита. [c.110]

Свойства металла шва, как и любого металла, определяются его химическим составом и структурой. Механические свойства сварного щва зависят в большой степени от первичной кристаллической структуры, т. е. структуры, образующейся при переходе металла из жидкого состояния в твердое. При медленном охлаждении образовавшиеся в жидкой ванне кристаллы аустенита выделяют феррит, а оставшийся после образования феррита аустенит с повышенным содержанием углерода переходит в перлит. Из осей первого порядка дендритов, содержащих меньше углерода и примесей, образуются зерна феррита. Дендрит дробится на несколько зерен. Зерна перлита получаются из периферийных слоев дендритов и междендритных прослоек. Феррито-перлитная структура сварного шва называется вторичной, так как она образовалась в процессе вторичной кристаллизации из аустенита. [c.116]

При 5=7 1 чугун затвердевает в два этапа. Вначале происходит кристаллизация одной фазы — в жидкости растут кристаллы первичного аустенита (если 5<1, т. е. чугун имеет доэвтектический состав) или первичного графита (если 5>1, т. е. чугун имеет заэвтектический состав). Завершается затвердевание кристаллизацией двух фаз, в ходе которой наблюдается одновременный рост кристаллов аустенита и графита. Этот процесс, заключающийся в диффузионном распаде жидкости на две кристаллические фазы, составляет основу первичного структурообразования в чугуне эвтектического состава, т. е. при 5 = 1. [c.22]

Описанную изотермическую кристаллизацию аустенита при можно рассматривать как звени процесса выделения первичного аустенита при ступенчатом охлаждении чугуна в интервале Г)—Гэ- В начале следующего звена, когда чугун переохлажден, например, до [c.23]

Кристаллизацией эвтектики заканчивается первичная кристаллизация этого сплава. В результате первичной кристаллизации структура состоит из первичных кристаллов аустенита и ледебурита. [c.172]

У всех сплавов, содержащих менее 2,14% С, в результате первичной кристаллизации получается структура аустенита у всех сплавов, содержаш,их более 2,14%С, структура состоит из ледебурита с избыточным аустенитом или цементитом. [c.172]

Первичные кристаллы аустенита (так же, как и S-феррита) имеют вид дендритов, величина и строение которых определяются перегревом металла выше линий ликвидус, его составом и условиями охлаждения в процессе кристаллизации. [c.121]

Ледебурит (Л) — это смесь аустенита и цементита. Он возникает в процессе первичной кристаллизации при 1147° С (это наиболее низкая температура кристаллизации в системе сплавов Ре—С). Входящий в состав ледебурита аустенит при 727° С превращается в перлит, а в интервале от 727° С до обычных температур порядка 20° С ледебурит состоит из смеси перлита и цементита. Твердость его около 700 НВ, он обладает значительной хрупкостью. Ледебурит характерен для структуры белых чугунов (рис. 5.2,ж). [c.62]

Подобно сплаву III кристаллизуются все сплавы с содержанием С от 2,0 до 4,3% Начиная от точки 4 и до точки 5 из жидкой фазы выпадают первичные кристаллы аустенита [А]. В интервале температур до 1147° С возможно замедленное охлаждение (L + Л с=Ь участок 4—5). При понижении температуры до 1147° С состав жидкой фазы изменяется по участку 4—С (линии ликвидуса), а состав аустенита— по участку 4 —Е (линии солидуса). При достижении температуры 1147° С сплав 11 будет состоять из первичных кристаллов аустенита (2% С) и жидкой фазы эвтектического состава (4,3% С). Кристаллизация ледебуритной эвтектики приводит к нонвариантному равновесию, что характеризуется площадкой 5—5 (рис. 5.3,6). После окончания затвердевания структура сплава III состоит из крупных зерен аустенита, окруженных ледебуритной эвтектикой. [c.63]

Вследствие стабильности аустенита вторичной кристаллизации не происходит, т. е. в процессе охлаждения металла после затвердевания сварочной ванны фиксируется структура, образованная в результате первичной кристаллизации. [c.318]

Трещины горячие образуются в процессе кристаллизации металла вследствие одновременного резкого снижения пластических свойств его в температурном интервале хрупкости и действия растягивающих напряжений. Вероятность образования горячих трещин зависит от химического состава металла шва, скорости нарастания и величины растягивающих напряжений, формы сварочной ванны и шва, размера первичных зерен аустенита и увеличивается с повышением в металле шва углерода, кремния, никеля, вредных примесей (серы и фосфора). Для горячих трещин характерен межкристаллитный вид разрушения. [c.8]

Особенностью отливок серого чугуна в отличие от стальных является отсутствие прямой связи между составом и свойствами чугуна. Структура в отливке определяется не только составом, но и в большей степени условиями первичной кристаллизации исходными материалами, температурой перегрева, присадками и скоростью охлаждения. Форма и расположение включений графита при термообработке существенно не изменяются и происходят только изменения металлической основы аналогично превращениям переохлажденного аустенита в стали. Наличие в чугуне графитовых тел ускоряет диффузионные процессы насыщения и растворения аустенита и сокращает соответствующие периоды термообработки. [c.701]

Графит, образующийся из жидкой фазы, растет из одного центра и, разветвляясь в разные стороны, приобретает форму сильно искривленных лепестков (рис. 88, б). В плоскости шлифа графит имеет вид прямолинейных или завихренных пластинок, которые представляют собой сечения графитных лепестков (рнс. 88, б). Если в процессе кристаллизации образуется цементит (первичный или эвтектический), то при определенных условиях возможен его распад с образованием аустенита и графита. [c.131]

Образовавшиеся в затвердевшем металле шва в результате первичной кристаллизации столбчатые кристаллиты имеют аустенитную микроструктуру (диаграмма состояния системы Fe- сплавов на рис. 6.2, справа). При дальнейшем охлаждении металла, при температуре аллотропического превращения Асз начинается процесс перестройки атомов пространственной решетки - перекристаллизация. В результате перекристаллизации происходит распад части аустенита и превращение его в феррит. Так как растворимость углерода в феррите меньше, чем в аусте-ните, выделяющийся углерод вступает в химическое соединение с железом, образуя цементит. [c.257]

Дальнейшее охлаждение стали ниже температуры превращения Ас приводит к образованию эвтектоидной смеси феррита и цементита -перлита. Вторичная кристаллизация сопровождается значительным увеличением числа зерен, так как в пределах первичного зерна аустенита образуется несколько зерен перлита и феррита. Это благоприятно влияет на механические свойства стали. С увеличением в стали содержания углерода количество перлита возрастает. Одновременно может наблюдаться и рост зерен. Количество и строение перлитной фазы зависит также от скорости охлаждения металла шва. [c.257]

Рассмотрим теперь процессы первичной кристаллизации в высокоуглеродистых сплавах. Правая верхняя часть диаграммы железо — углерод показана на рис. 55. Сплавы, содержащие более 2% углерода, заканчивают кристаллизацию образованием эвтектики. Сплав с концентрацией углерода 4,3% превращается целиком в эвтектику. Эвтектика сплавов железа с цементитом состоит из аустенита и цементита и называется ледебуритом. [c.84]

Первичная структура, т. е. структура металла шва, возникшая при затвердевании сварочной ванночки, в зависимости от химического состава и условий первичной кристаллизации жидкого металла может быть однофазной (аустенитной) или двухфазной. Типичная однофазная структура сварного шва аустенит-лой стали и аустенитного сплава показана на рис. 22, а и б. Сварной шов может иметь двухфазную первичную структуру следуюш,их типов аустенитно-ферритную (рис. 22, в) или фер-ритно-аустенитную (рис, 22, г), представляюш,ую собой смесь кристаллов аустенита у и первичного феррита б аустенитно-карбид-ную (рис. 22, д), представляющую собой аустенит и первичные карбиды к эвтектического (ледебуритного) происхождения аустенитно-эвтектическую с эвтектической составляющей не карбидного характера. Появление эвтектической фазы Э может быть вызвано серой, фосфором (рис. 22, ж), кремнием, цирконием, ниобием, титаном, бором (рис. 22, в) и другими легирующими элементами, которые способны образовывать эвтектику с основными составляющими шва (железом, никелем, хромом) или друг с другом. Сварные швы могут иметь и более сложную, например т р е х -фазную, первичную структуру у + S + Э. [c.98]

На дифференциальных кривых охлаждения зубцы, соответствующие выделению первичных кристаллов аустенита, повернуты вниз (рис. 3.1, а, б). Следовательно, выделение первичных кристаллов аустенита в модифицированном ферросилицием чугуне начинается несколько позднее, чем в немодифи-цированном сплаве. Объясняется это, видимо, тем, что при добавке кремния состав доэвтектического чугуна сдвигается в сторону эвтектики. Возможно также, что влияние вызывается и другими факторами, так как оно наблюдается уже при добавке всего 0,2% ферросилиция. Можно утверждать, что добавка ферросилиция в жидкий чугун не оказывает затравочного действия при кристаллизации первичного аустенита. Такое влияние ферросилиция проявляется при эвтектической [c.87]

Кристаллизация первичного аустенита в доэвтекти-ческом чугуне состава X (рис. 6) начинается при достижении границы метастабильности жидкого раствора, при переохлаждении ниже ликвидуса ВС, например до При этой температуре концентрация железа в жидком растворе превышает равновесную (отрезок — X характеризует степень пересыщения раствора железом). Энергетическим стимулом образования аустенита является то, что термодинамический потенциал жидкости состава X на ЛZ превышает термодинамический потенциал равновесной двухфазной смеси жидкости состава Ха и аустенита состава Х, [c.22]

АВ (линия ликвидус) показывает температуру, ниже которой происходит кристаллизация б-феррита (Фв) из жидкого сплава (Ж) ВС (линия ликвидус) соответствует температуре начала кристаллизации аустенита (А) из жидкого сплава (Ж) СО (линия ликвидус) соответствует температуре начала кристаллизации первичного цементита (РезСх) из жидкого сплава (Ж)5 АН (линия [c.121]

Линии диаграммы состояния Ре—РезС имеют следующие обозначения АВ (линия ликвидуса) указывает температуру начала кристаллизации 8-феррита из жидкого сплава ВС (линия ликвидуса) — температуру начала кристаллизации аустенита (А) из жидкого сплава СО (линия ликвидуса) —начало кристаллизации первичного цементита (РезС) из жидкого сплава, следовательно, вся линия ликвидуса — АВСО. [c.74]

АВ (линия ликвидус) показывает температуру начала кристаллизации б-феррита (Ф) из жидкого сплава (Ж) ВС (линия ликвидус) соответствует температуре начала кристаллизации аустенита (А) из жидкого сплава (Ж) D (линия ликвидус) соответствует температуре начала кристаллизации первичного цементита (РвдС) из жидкого сплава (Ж) АН (линия солидус) является температурной границей области жидкого сплава и кристаллов б-феррита (Ф) ниже этой линии существует только б-феррит НВ — линия [c.134]

АВ (линия ликвидус) показывает температуру начала кристаллизации б-феррита (Ф) из жидкого сплава (Ж) ВС (линия ликвидус) соответствует температуре начала кристаллизации аустенита (А) из жидкого сплава (Ж) D (линия ликвидус) соответствует температуре начала кристаллизации первичного цементита (РезС) из жидкого силава (Ж) АН (линия солидус) является температурной границей области жидкого сплава и кристаллов б-феррита (Ф) ниже этой линии существует только б-феррит HIB — линия перитектического нонвариантного (С= = 0) равновесия (1499°С) по достижении температуры, соответствующей линии Н1В, протекает перитектическая реакция (жидкость состава В взаимодействует с кристаллами б-феррита состава Я с образованием аустенита состава I) [c.139]

При усилении разветвления дендритов первичного аустенита площадь межфазиой поверхности растет и объемная скорость кристаллизации увеличивается. [c.25]

В дозвтекти теском угуне расположение и количество дендритов первичного аустенита отражается на строении колоний, растущих в междендритных и межветвие-вых промежутках. Если они тонки, то при малых переохлаждениях может идти раздельная кристаллизация эвтектических фаз углерод откладывается на графитных пластинах, а эвтектический аустенит—на поверхности дендритных ветвей. В сплавах с малой степенью эвтектичности при этом наблюдается не характерное для скелета обычных графито-аустенитных колоний параллельное расположение графитных ответвлений. [c.53]

Формирование первичного аустенита сопровождается перераспределением примесей. Наиболее обогащаются примесями участки жидкости, расположенной в узких межветвиевых промежутках, практически не участвующей в конвективном перемешивании расплава. Это обстоятельство играет особую роль при абнормальной кристаллизации модифицированных чугунов. Обогащение жидкости магнием, повышающим термодинамическую активность углерода, способствует зарождению здесь графитных сферокристаллов. В результате расположение графита наследует рисунок первичного аустенита. [c.53]

Распределение кремния в структурных составляющих серого чугуна характеризуется, как показапо выше, обратной микроликвацией. Однако при образовании первичного аустенита в малоуглеродистых чугунах (-<2,5— 2,7%С) осевые зоны дендритных ветвей оказываются обедненными кремнием по сравнению с периферийными. Вместе с тем при эвтектической кристаллизации таких чугунов кремний обогащает первые участки эвтектического аустенита. Таким образом, в малоуглеродистых чугунах наблюдается смешанная микроликвация кремния, которую можно обосновать диаграммой сплавов Ре— С—51 [2]. [c.112]

Рассмотрим превращения, совершающиеся в высокоуглеродистых сплавах — чугунах (рис. 146). После окончания первичной кристаллизации структура таких сплавов состоит из леде-буритной эвтектики и из первичных образований аустенита или цементита. [c.177]

Цементит (Ц или F gG) обладает сложной ромбической решеткой. Под микроскопом эта структурная составляющая имеет вид пластинок или зерен различной величины. Цементит тверд (800 НВ) и хрупок, пластичность его близка к нулю. Различают цементит, выделяющийся при первичной кристаллизации из жидкого сплава (первичный цементит или Ц — область DF), и цементит, выделяющийся из твердого раствора у-аустенита (вторичный цементит или Ци—область правее SE). Кроме того, при распаде твердого раствора а (область правее PQ) выделяется третичный цементит или Ци. Все формы цементита имеют одинаковое кристаллическое строение и свойства, но различную величину частиц — пластинок или зерен. Наиболее крупными являются частицы Ц , а наиболее мелкими— частицы Цп - До 217° С (точка Кюри) цементит ферромагнитен, а при более высоких температурах — парамагнитен. [c.60]

Все сплавы в интервале концентраций от 4,3 до 6,67% С кристаллизуются подобно сплаву I. До точки / происходит охлаждение однофазного жидкого раствора. В интервале /—2 выпадают кристаллы первичного цементита (Ц ). При двух фазах в двухкомпонентной системе с , поэтому возможно замедленное охлаждение (рис. 5.3,6). Причем жидкий раствор обедняется С в связи с кристаллизацией высокоуглеродистого цементита состав жидкого раствора изменяется по участку 1—С (линии ликвидуса). При достижении 1147° С (точка 2) заэвтектический сплав (4,3%С) кристаллизуется с образованием эвтектики из аустенита Ар, 2% С) и цементита. Это ледебурит. При трех фазах (жидкий раствор, аустенит, цементит) с = 0 и возникает нонва-риантное равновесие. Невозможно изменение состава фаз или температуры, что характеризуется площадкой 2—2 на кривой охлаждения (рис. 5.3,6). После затвердевания сплав состоит из первичных кристаллов цементита и ледебуритной эвтектики и происходит дальнейшее охлаждение. [c.62]

Начальная структура образцов состояла из ферритоперлитной матрицы с разветвленными включениями графита. После баротермической обработки чугуна в структуре не наблюдалось графитовой составляющей. Кристаллизация под давлением при скорости охлаждения 3°С/с сопровождалась формированием структуры, типичной для белого чугуна дендриты первичного аусте-нита и ледебурит. Повышение давления с 300 до 3000 МН/м заметно увеличивает количество аустенита при одновременном измельчении структуры. Металлографическим анализом нетравленых шлифов установлено наличие в структуре составляющей темного цвета по границам дендритов аустенита, а также мелких равноосных включений светлой фазы, равномерно распределенных по поверхности шлифа. Согласно данным микро-рентгеноспектрального анализа темная фаза отличается повышенным содержанием кремния, а светлая повышенным содержанием марганца. [c.37]

Управление первичной кристаллизацией может способствовать получению белого чугуна с высокой износостойкостью и удароуС тойчивостью. Малая степень переохлаждения приводит к образо-ванию коротких и широких дендритов аустенита, а также грубых пластинок цементита. Большая степень переохлаждения способст [c.51]

При кристаллизации эвтектического расплава диффузионное разделение жидкости на отдельные составляющие эвтектики приводит к ускоренному росту эвтектического цементита по сравнению с ростом первичных дендридов аустенита. Увеличение переохлаждения расширяет область кристаллизации эвтектики, так как скорость роста цементита превышает скорость образования и роста эвтектического аустенита. Это объясняется тем, что формирование последнего задерживается вследствие замедленной диффузии, т. е. эвтектический распад расплава с появлением механической смеси протекает быстрее, чем выпадение фаз, образующих эту смесь. Эта особенность эвтектической кристаллизации чугунных расплавов, богатых углеродом, расширяет область существования псевдоэвтек-тических структур. [c.52]

Сплавы, занимающие область на диаграмме состояния до 2,14 % С, называются сталью, более 2,14 С — чугуном. Указанная граница 2,14 % С относится только к двойным Ре—С-сплавам или сплавам, содержащим сравнительно небольшое число примесей. Для высоколегированных Ре—С-сплавов она может смещаться в ту иля иную сторону (например, сталь яеде-буритного класса содержит 2—2,3 % С, высококремнистый чугун содержит 1,6—2,5 % С). Граница 2,14 % С принята не произольно. Она разделяет систему Ре—С на две части, отличающиеся друг от друга по структуре. У всех сплавов, содержащих менее 2,14 % С, в результате первичной кристаллизации получается структура аустенита сплавы, содержащие 2,14% С, имеют в структуре эвтектику. Это различие в структуре при высокой температуре создает существенную разницу в свойствах сплавов (технологических, механических и др.). Чугун благодаря наличию эвтектики не ковок, однако более низкая температура его плавления обеспечи- [c.359]

Свойства металла шва, кш и любого металла, определяются его химическим составом и структурой. Механические свойства сварного шва зависят в большой степени от первичной кристаллической структуры, т. е. структуры, образующейся при переходе металла из жидкого состояния в твердое. В сварных швах углеродистых и низколегированных перлитных сталей первичную структуру можно наблюдать только после специального травления. Обычное травление выявляет вторичную структуру, т. е. структуру, образующуюся после окончания превращения аустенита. При медленном охлаждении образовавшиеся в жидкой ванне кристаллы аустенита выделяют феррит, а оставшийся после образования феррита аустенит с повышенным содержанием углерода переходит в перлит. Из осей первого порядка дендритов, содержащих меньше углерода и примесей, образуются зерна феррита. Дендрит дробится на несколько зерен. Зерна перлита получаются из периферийных слоев дендритов и междендритных прослоек. Феррито-перлитнач структура сварного шва называется вторичной, так как она образовалась в процессе вторичной кристаллизации из твердого раствора углерода в ужелезе — аустенита. [c.171]

С затвердеванием металла шва структурные превращения в нем не заканчиваются. Например при сварке стали первичные кристаллиты сразу после их образования состоят из аустенита - твердого раствора углерода и легирующих элементов в у-железе, существующего при высоких температурах (750...1500 °С ). В процессе охлаждения аустенит распадается, превращаясь в зависимости от состава стали и скорости охлаждения в другие фазы пластичный феррит, более прочный перлит и прочный, но малопластичный мартенсит. Скорость охлаждения зоны сварки обычно велика, и структурные превращения не успевают произойти до конца. Следовательно, меняя скорость охлаждения сварного соединения, подогревая или искусственно охлаждая его, можно в некоторых пределах управлять вторичной кристаллизацией металла шва и его механическими свойствами. Теплота, выделяемая источником нагрева, при сварке распространяется в основной металл. Его участки нагреваются до температуры плавления на границе сварочной ванны и имеют температуру окружающей среды вдали от нее. Это не может не сказаться на структуре металла. Зону основного металла, в которой в результате нагрева и охлаждения металла происходят изменения структуры и свойств, называют зоной термического влиянця (ЗТВ). Каждая точка в ЗТВ в зависимости от расстояния до оси шва достигает различной максимальной температуры, нагревается и охлаждается с различными скоростями. Изменение температуры данной точки во времени KdiZUbdiKiX термическш циклом. Каждая точка ЗТВ имеет при сварке свой термический цикл. Значит, металл в ЗТВ подвергается в результате сварки нескольким видам термической обработки. Поэтому в ЗТВ наблюдаются четко выраженные участки с различной структурой и свойствами. [c.29]

В сварных швах аустенитных сталей вследствие высокой стабильности аустенита, как правило, отсутствует Бто рич1ная кристаллизация. В результате первичной кристаллизации получается структура, сохраняющаяся в основном до комнатной температуры. Вторичная кристаллизация проявляется лишь в выделении вторичных карбидов, выпадающих в результате уменьшения растворимости углерода при снижении температуры, и вторичного феррита, выпадающего ив-за частичного фазового превращения, захватывающего небольшой процент металла шва. Вторичная структура сварного шва аустенитной стали подчеркивает картину оервичной кристаллизации. [c.250]

Как показано в работах днепропетровской школы металловедов, в реальных чугунах в процессе первичной кристаллизации кремний распределяется в матрице весьма неравномерно. Наиболее обогащены кремнием осевые зоны дендритов аустенита, вьщеляющихся при первичной кристаллизации, и зоны вокруг графитных включений [ 99, 100). Это накладывает отпечаток и на кинетику, и на морфологическую картину образования аустенита, поскольку, в соответствии с диаграммой стабильного равновесия Fe- -Si, первые порции аустенита должны быть беднее по кремнию, чем исходный феррит. [c.75]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...