Кристаллизация первичного графита

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]

КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ ПЕРВИЧНОГО ГРАФИТА [c.25]

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 при можно рассматривать как звено процесса выделения первичного графита при ступенчатом и непрерывном охлаждении чугуна в интервале Тх — Гэ. По мере выделения графита жидкость обедняется углеродом, и состояние ее описывается точками на линии О С. При охлаждении до эвтектической температуры жидкость приобретает состав Хс. [c.26]

Фазой, инициирующей формирование колоний, обычно является графит. Он возникает в жидкости эвтектического состава первым и растет в виде розеток или сферокристаллов, аналогичных кристаллам первичного графита. Прилегающая жидкость обедняется углеродом, и на отдельных участках графита зарождается аустенит. Механизм и кинетика дальнейшего совместного роста фаз зависят от формы графитного кристалла и линейной скорости его кристаллизации. [c.46]

Обычный технический чугун является доэвтектическим, и аустенит поэтому первым выпадает из расплава при затвердевании (см. рис. 1). Такой избыточный (первичный) аустенит кристаллизуется в виде дендритов — крупных при медленной кристаллизации расплава и мелких, сильно разветвленных при быстрой кристаллизации (тонкостенное или кокильное литье). Эти дендриты хорошо видны на микрошлифах чугуна в виде участков, свободных от графита или ледебурита. [c.10]

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]

При производстве ковкого чугуна широко применяется его модифицирование тысячными долями процента алюминия, висмута, бора и, реже, титана и теллура, обеспечивающее резкое увеличение числа включений фафита, что сокращает продолжительность отжига и снижает опасность появления пластинчатого графита при первичной кристаллизации. [c.247]

Серый чугун имеет пластинчатые графитные включения. Структура серого чугуна схематически изображена на рис. 3.2,а. Получают серый чугун путем первичной кристаллизации из жидкого сплава. На графитизацию (процесс выделения графита) влияют скорость охлаждения и химический состав чугуна. При быстром охлаждении графитизации не происходит и получается белый чугун. По мере уменьшения скорости охлаждения получаются соответственно перлитный, феррито-перлитный и ферритный серые чугуны. Способствуют графитизации углерод и кремний. Кремния содержится в чугуне от 0,5 до 5 %. Иногда его вводят специально. Марганец и сера препятствуют графитизации. Кроме того, сера ухудшает механические и литейные свойства. Фосфор не влияет на графитизацию, но улучшает литейные свойства. [c.79]

В связи с этим отметим, что фосфор, практически не изменяя строения графито-аустенитных колоний, сильно влияет на первичную структуру белого чугуна. Повышение содержания фосфора способствует раздельной кристаллизации фаз при эвтектическом превращении и образованию конгломератных структур. [c.126]

Если в процессе первичной кристаллизации чугуна после выделения некоторого количества графита частично образовался [c.128]

Если в процессе первичной кристаллизации чугуна после выделения некоторого количества графита частично образовался ледебурит (цементитная эвтектика), то [c.103]

Графитизацией называется процесс выделения графита при кристаллизации или охлаждении сплавов железа с углеродом. Графит может образовываться как из жидкой фазы при затвердевании чугуна, так и из твердой фазы. Образование графита происходит согласно диаграмме системы Ре—С. Ниже линии D образуется первичный графит, по линии E F —эвтектический графит и по линии P S K — эвтектоидный графит (см. рис. 82). [c.133]

Присутствие графита в сером чугуне обусловливает повышенное значение циклической вязкости. Известно, что чем крупнее графит и больше его количество, тем выше циклическая вязкость и значение логарифмического декремента, а прочность чугуна при статических испытаниях снижается. Кроме графита как включения в структуре серого чугуна имеются еще сульфиды, окислы, фосфидная эвтектика. Свойства чугуна определяются главным образом структурой графита, формирующейся при первичной кристаллизации. [c.124]

Эта формула служит для оценки влияния элементов на образование графита в чугуне в процессе первичной кристаллизации из жидкого состояния (часто его называют эвтектическим превращением). Для вторичного, эвтектоидного превращения графитизирующее влияние элементов Н.Г. Гиршович предложил оценивать константой графитизации по формуле [c.419]

Весь углерод в виде графита выделяется лишь при крайне медленном охлаждении сплава если же охлаждение при кристаллизации (как первичной, так и вторичной) ускоряется, то выделяется не графит, а аустенит. Так, при ускоренном охлаждении при температуре линии P S K (см. рис. 58) выделение графитного эвтектоида прекращается и оставшийся углерод переходит (согласно линии PSK) в перлит. У такого чугуна основа доэвтектоидной стали (феррит и перлит) испещрена чешуйками графита, его называют феррит но-перлитным (рис. 59, б). [c.82]

Структурообразование чугуна при первичной кристаллизации и последующей перекристаллизации происходит в разных условиях. Повышенная скорость охлаждения чугуна в кристаллизаторе приводит к получению в поверхностных слоях заготовки структуры переохлаждения. Перекристаллизация чугуна протекает на воздухе с гораздо меньшей скоростью охлаждения. В результате в поверхностных слоях заготовки формируется зона, структура которой состоит из междендритного графита и ферритной или ферритно-перлитной металлической основы. Эта структура хорошо заметна на изломе заготовки (рис. 49) и отличается более темной окраской, которую придает ей междендритный графит. Размер зоны может достигать 10 мм и более. Для деталей общего (неответственного) назначения эта зона не оказывает влияния на их эксплуатационные свойства и улучшает обрабатываемость. [c.534]

Кристаллизация первичного графита в заэвтектичес-ком чугуне состава X (рис. 8) начинается ири достижении графитной границы метастабильности жидкого раствора, т. е. при переохлаждении ниже ликвидуса С О — например, до При этой температуре концентрация [c.25]

Включения первичного графита представляют особый интерес, так как их рост осуществляется без помех со стороны других кристаллических фаз. Обычно в таких условиях кристаллохимическая природа растущей фазы проявляется более полно как на отдельных этапах роста кристалла, так и в его конечном виде. Однако по отнощению к кристаллизации графита из Ре — С или Ре — С — 51 расплава понятие свободного роста является более ус-товным, чем в других случаях однофазной кристаллизации, поскольку в состав растущей фазы не входит основ-гой компонент расплава — железо. [c.27]

Это выделение связано и с передвижением атомов железа от поверхности Л/Г, осуществляющимся прежде, всего, по-видимому, за счет притока вакансий. Генерация вакансий во внешнем обводе колонии, на дислокациях и на границе с жидкостью (при кристаллизации которой происходит уменьшение объема) и их погашение атомами углерода на границе с графитом выливается в направленный поток вакансий к эвтектическому графиту. Об определяющем влиянии этого процесса на кинетику роста колоний свидетельствуют морфологические особенности включений эвтектического графита, формирующихся в аустените. В отличие от со1вершенных сферокри-сталлов первичного графита они, как правило, имеют полиэдрические очертания и секториальное внутреннее строение [2]. Возникновение. граней и -совпадающих с ними секторов следует связывать с закономерностями передвижения атомов железа в аустените, обусловлен-ны ми анизотропией его кристаллического строения и оуб-зеренной структурой. [c.52]

Кристаллизация первичного цементита в заэвтектиче-ском чугуне состава X (рис. 31) начинается при достижении цементитной границы метастабильности жидкого раствора, например, при лереохлаждении до Г]. При этой температуре концентрация углерода в жидком растворе превышает равновесную в метастабильных условиях X (отрезок X—X характеризует степень пересыщения раствора углеродом), в связи с чем возможно выделение и графита, и цементита. Выделение цементита приводит к меньшему снижению термодинамического потенциала системы, чем выделение графита ( Д21< Д 2г). Но в условиях охлаждения, обеспечивающих затвердевание чугуна белым, выделение цементита кинетически более выгодно. Как указывалось выше, это обусловлено тем, что его образование почти не связано с удалением атомов железа от фронта кристаллизации. [c.67]

При всем различии состава и свойств высоко-угле-родисгых фаз чугуна — графита и цементита их объединяет сходное слоистое строение, обусловленное гетеродесмичностью межатомных связей. Это определяет похожую пластиновидную форму кристаллов графита и цементита и принципиально одинаковое влияние скорости охлаждения на их морфологические особенности. Основным результатом указанного выше влияния является разветвление (расщепление) при росте. Оно выражено слабее при кристаллизации первичного цементита. Этого следовало ожидать при количественном сопоставлении анизотропии межатомной связи в графите (ковалентная—поляризационная) и в цементите (ковалентная—металлическая). [c.73]

К чугунам относятся железоуглеродистые сплавы с содержанием свыше 2% С (рис. 9-14). Чугуны делятся на доэвтектические, эвтектические и заэвтектические. При затвердевании доэвтекти-ческих чугунов из расплава кристаллизуется структурно свободный аустенит в виде дендритов. Затвердевание заэвтектических чугунов характеризуется выделением в первую очередь высокоуглеродистой фазы — первичного графита или цементита, а затем при более низкой температуре — кристаллизацией эвтектики, состоящей из аустенита и цементита. Такая эвтектика называется ледебуритом. [c.499]

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]

Первичная графитизация чугуна происходит при условии, что при его затвердевании имеется достаточно времени для формирования це.нтров графитизации критического размера и группирования вокруг них ионов углерода в макромолекулы графита. При отсутствии этих условий расплав переохлаждается до температуры метастабильного эвтектического превращения и развитие получают центры кристаллизации цементита. [c.13]

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]

Диаграмма состояния железо—графит отражает стабильное равновесие фаз. В стабильной системе прп температурах, соответствующих линии D, кристаллизуется графит, называемый первичным. На участке АС линии ликвидус при кристаллизации выделяется аустенит. При температуре, соответствующей линии Е С Е (1155 С), образуется смесь, состоящая из графита и аустенита, называемая графитной эвтектикой. Линия S Е, характеризующая растворимость углерода в аустените, показывает, что с понижением температуры растворимость углерода снил<ается и из аустенита начинает выделяться свободный углерод — вторичный графит. [c.88]

Первичная кристаллизация чугуна начинается из расплава и определяет величину и форму первичных зерен сплава. Процесс кристаллизации идет с выделением кристаллов аустенита и высокоуглеродистых фаз (карбидов или графита), которые образуют смесь, наШваемую эвтектикой. В эвтектическом зерне может быть несколько кристаллов аустенита или один аустенитный кристалл может пересечь несколько эвтектических зерен. Эвтекти- [c.191]

Скорость кристаллизации чугуна существенно влияет на строение, размеры и характер распределения первичных структурных составляющих. Приведенные на фиг. 2 структуры графитной эвтектики характерны для кристаллизации графита в условиях значительного переохлаждения. С уменьшением переохлаждения (с увеличением длительности кристаллизации, с повышением содержания графити-зирующих компонентов в чугуне) пластины графита укруп- [c.21]

Графитизирующее действие ультразвука еще более четко проявилось при исследовании чугуна с шаровидным графитом. Ультразвук способствует кристаллизации более стабильной системы, увеличивает количество графитовых включений и уменьшает их размер, а металлическая основа становится ферритной. Наибольший эффект действия ультразвука достигается при ультразвуковой обработке с начала выделения первичных кристаллов и до образования некоторого количества эвтектики или дс полного затвердевания. При этом чктрктичргкая кписта.ллиза-ция протекает с уменьшенным переохлаждением. Если интенсивность ультразвука при такой обработке недостаточна, то в отливке получаются зоны с различной структурой — ферритной у излучателя, ферритно-перлитной и перлитно-цементитной — и постепенно увеличиваются размеры графитовых включений. Рост интенсивности ультразвука увеличивает зону его эффективного воздействия. Возможности получения чугуна с шаровидны. графитом с ферритной или с ферритно-перлитной металлической основой путем ультразвуковой обработки и без термической обработки отливок представляют определенный интерес для практики, хотя пока этот метод еще не внедрен в промышленность. [c.61]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...