Первичная графитизация чугуна

Первичная графитизация чугуна [c.11]

Это и учтено в следующей формуле, дающей выражение для константы склонности чугуна к первичной графитизации [Ю] [c.23]

Кремний. Необходимое содержание кремния зависит от многих факторов количества углерода, толщины стенки, требуемой степени графитизации и т. д. Обычно количество кремния определяется суммой С+ Si, которая для высококачественного ферритного чугуна составляет 3,7—3,8%, а для низкосортного 4,0— 4,1%. Высокая сумма С + Si может привести к выделению пластинчатого графита при первичной графитизации, что резко понижает механические свойства чугуна. При низкой сумме С + Si даже при весьма длительном отжиге графитизация чугуна полностью не происходит. Поданным работы [13], при содержании кремния до 1,5% механические свойства ковкого чугуна повышаются. Такие же результаты могут [c.115]

Графитизация чугуна из жидкой фазы происходит согласно диаграмме графитной системы (см. фиг. 77). При этом ниже линии D образуется первичный графит, по эвтектической линии E F — эвтектический графит, по линии S E — вторичный графит и по линии P S K — эвтектоидный графит. [c.149]

Исследование структуры сплавов в толще образцов подтвердило наблюдавшиеся на микрошлифах особенности графитизации в части зон преимущественного зарождения включений углерода отжига. В первую очередь они обнаруживались на границе с карбидами в участках превращенного первичного аустенита и вдоль границы их с ледебуритом. Лишь позже и значительно реже включения углерода отжига возникали внутри двойной и тройной эвтектики. Не приходилось наблюдать зарождения центров графитизации внутри кристаллов цементита и железокремнистого карбида. Не отмечено также их зарождения на границе этих двух фаз в карбидном эвтектоиде, выделяющемся из аустенита, а также в тройной эвтектике. Эти факты подтверждают важную роль твердого раствора в процессе графитизации чугуна. [c.50]

В зависимости от режима отжига, т. е. температуры нагрева и времени, уделяемого каждому периоду, получаются соответствую-ш,ие результаты. Для получения чугуна с черной сердцевиной ( американского ) обычно после достаточной выдержки для первичной графитизации даются столь медленное охлаждение и выдержка для вторичной графитизации, что в чугуне получается ферритная основа с крупными включениями округлого графита (углерода отжига), сосредоточенными особенно во внутренней части сечения. Поэтому при изломе такого чугуна получается сердцевина темного оттенка и лишь по краям сечения (где меньше графита и часто получается каемка перлита) в изломе наблюдается светлый оттенок. Отсюда подобные чугуны называют черносердечными. [c.162]

Фиг. 85. Зависимость температуры отжига и длительности первой стадии графитизации т от скорости первичной кристаллизации (отливка в землю, в кокиль) и предварительной закалки. Чугун состава 2.4%С. 1,32 / S1 I — литьё в землю 2 — литьё в кокиль 3 - литьё в кокиль с предварительной закалкой перед отжигом с 850° С в воду [8].

Определяющее влияние на структуру и свойства ковкого чугуна оказывает отношение содержания марганца и серы в нем. Установлено, что при отношении Мп S меньшем 1,7 отливки из белого чугуна даже в весьма массивных сечениях свободны от выделений первичного графита. Скорость распада эвтектических карбидов на первой стадии отжига от отношения марганца к сере зависит незначительно. При отношении Мп S = 0,8—1,2 перлитная структура сохраняется независимо от длительности второй стадии графитизации, а форма углерода отжига получается шаровидной. С повышением отношения Мп S наблюдается переход к перлито-ферритной и ферритной структуре металлической основы и уменьшение компактности выделений углерода отжига. Изменение отношения Мп S от 1,0 до 3,0 позволяет получить всю гамму структур (от перлитной до ферритной) и механических свойств ковкого чугуна по ГОСТу 1215—59, без изменения содержания других химических элементов и технологии производства. [c.117]

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]

При таком ступенчатом отжиге в области температур 950—1000° С идет распад (графитизация) первичного, т. е. эвтектического (ледебуритного) цементита, а при температуре 750—720° С распадаются вторичный и эвтектоидный (перлитный) цементиты. В результате отжига по такому режиму структура ковкого чугуна представляет собой зерна феррита с включениями гнезд углерода отжига — графита. [c.167]

Процесс отжига состоит из двух стадий (рис. ИХ.26,а). Для получения ферритного черносердечного ковкого чугуна основной задачей процесса является графитизация. Первая стадия графитизации протекает при температуре 980—1000° С в течение времени, необходимого для распада первичного цементита. [c.101]

Наконец, ускорение отжига может быть достигнуто предварительным созданием центров графитизации. Это достигается модифицированием жидкого чугуна. Но осуществление и этого способа встречает на практике известные трудности созданные модифицированием центры кристаллизации могут вызвать процесс графитизации еще при первичной кристаллизации отливок — ив таком случае модифицирование вместо пользы может принести только вред. [c.275]

Процесс образования графита в сплавах железа с углеродом называется графитизацией. Графит может кристаллизоваться из жидкой фазы при затвердевании чугуна. Ниже линии D выделяется первичный графит. Кристаллы первичного графита имеют сложную форму в виде лепестков, выходящих из одного центра. [c.216]

Если при эвтектической кристаллизации выделяется только графит, то чугун называется серым по цвету излома, если выделяется графит и цементит, то чугун называется половинчатым, а если только цементит — белым по цвету излома. Процесс графитизации состоит из трех стадий первичная — когда графит выделяется из жидкой фазы и в результате распада первичного и эвтектического [c.88]

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]

Образование первичного графита в заэвтектическом чугуне или графита во время эвтектического превращения, а также образование графита за счет распада первичного или эвтектического цементита называется первой стадией графитизации. [c.32]

Высокотемпературный отжиг отливок проводят для графитизации первичных карбидов в отбеленном и половинчатом чугуне. Отливки нагревают до 900—960° С, а затем медленно охлаждают до 300° С. В отливках образуется перлитная структура оптимальной твердости и прочности. [c.303]

При нормализации отбеленного чугуна происходит графитизация первичных карбидов. В отливках после охлаждения на воздухе до температуры 500° С образуется перлитная структура. Для снижения напряжений отливки ниже 500° С охлаждают медленно вместе с печью. [c.303]

Легирование ковкого чугуна. В качестве легирующих элементов могут быть использованы графитизирующие элементы кремний, никель и медь. Кремний и алюминий способствуют увеличению числа центров графитизации и ускоряют процесс графитизации. Кремний следует вводить в чугун только в таком количестве, которое не способствует образованию первичного графита в отливке. Никель и медь ускоряют диффузию углерода и несколько ускоряют процесс отжига, но никель — дорогостоящий и дефицитный материал, поэтому применять его нежелательно. Присадка в чугун до 1,5—1,7% Си ускоряет процесс отжига примерно на 30% и способствует увеличению прочности ковкого чугуна. [c.331]

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]

Широкое распространение получила термическая обработка белого чугуна (БЧ), предусматривающая графитизацию первичного цементита-ледебурита с образованием компактных хлопьевидных включений графита, т.е. получение ковкого чугуна (КЧ). Последующий отжиг белого чугуна по специальному режиму в течение длительного времени обеспечивает получение КЧ с перлитно-ферритной или ферритной структурой и высокими механическими свойствами (см. гл. 3.6). [c.692]

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]

Graphitization — Графитизация. Формирование (образование) графита в чугуне или стали. Если графит сформирован в течение затвердевания, то это явление назьшают первичной графитизаци-ей если графит сформирован позже путем термообработки — это вторичная Графитизация. [c.971]

Неравномерное распределение компонентов в первичной структуре чугуна влияет на топографию и кинетику структурных изменений, происходящих при охлаждении затвердевших отливок или их термической обработке. В частности, ликвационная химическая неоднородность аустенита играет большую роль при эвтекто-идиом распаде аустенитной матрицы чугуна. Структурные изменения при графитизации также зависят от характера распределения компонентов. [c.101]

Углерод в чугуне может находиться в виде карбида железа РезС (первичный и вторичный цементит). Такой чугун, называемый белым чугуном , обладает повышенной твердостью и плохо поддается механической обработке. Б сером чугуне углерод находится в свободном состоянии в виде прослоек графита и только частично может быть в виде вторичных карбидов (перлит). Кремний способствует графитизации чугуна и увеличению размеров графитовых включений. Мар- [c.134]

ЗРе + Срр называется "первичным". При распаде 1 % РезС увеличение объема за счет выделения графита С р ДК = 2,04 %, А/ = = ДК/3 = 0,68 %. Фактическое значение "первичного" роста в сером чугуне не превышает 0,5 %. Очевидно, что после распада всего количества, связанного углерода-цементита, находящегося в чугуне, рост его прекращается. Степень графитизации чугуна, а следовательно, его первичный рост определяются температурой и временем вьщержки. Так, например, зависимость между временем, необходимым для графитизации 50 % перлита в сером чугуне с S1 = 2 %, и температурой следующая [c.483]

Условия первичной кристаллизации. С повышением температуры перегрева чугуна и увеличением скорости первичной кристаллизации увеличивается скорость распада цементита. На фиг. 78—81 даны зависимости длительности первой стадии графитизации от температуры заливки чугуна (фиг. 78), относительной продолжительности первой стадии графитизации от температуры перегрева (фиг. 79), относительного количества включений углерода отжига от температуры перегрева (фиг. 80) и относительной продолжительности первой стадии и количества центров графитизации от толш,ины стенки детали (фиг. 81). На фиг. 82—85 показана длительность первой стадии графитизации для чугуноа с различным содержанием углерода и кремния в зависимости от скорости первичной кристал- [c.547]

Содержание меди в чугуне не выше предела растворимости в жидком растворе (4. .. 7 %) способствует первичной и тормозит вторичную стадию графитизации. Поэтому металлическая основа медистого чугуна с обычным для серых чугунов содержанием других элементов при литье в песчаные формы получается в основном перлитной. При содержании меди 4 % в структуре чугуна обнаруживаются округлые включения высокомедистой фазы. При содержании меди более 7 % в структуре появляются структурно свободный цементит и ледебурит и может проявляться ликвация высокомедистой фазы. [c.298]

Перестройка, перераспределение и формоизменение карбидов в сплавах на основе железа происходят при ТЦО быстро и эффективно не только в тех случаях, когда карбидов не очень много и они имеют относительно малые размеры. В белых, отбеленных серых, ковких и высокопрочных чугунах в процессе структурообразования играет значительную роль графитизация — распад цементита и выделение углерода в виде графита. Будучи диффузионным, процесс графитизации при ТЦО ускоряется. Это приводит к тому, что, например, за семь-восемь циклов с нагревом до 900—950 °С в отбеленном высокопрочном чугуне происходит полный распад первичного цементита, а в структуре металлической основы получается зернистый (сорбитообразный) перлит. На рис. 2.11 показано, как от цикла к циклу в отбеленном чугуне ВЧ 45-5 происходят гра-фитизация ледебурита, гомогенизация химического состава металлической основы, диспергирование и сфероидизация эвтектоидного цементита. [c.47]

Отжиг для понижения твердости и высокотемпературный гра-фитизирующии отжиг применяют для снятия отбеленной корки в отливках из серого и магниевого чугунов и улучшения их обрабатываемости резанием. Изделия нагревают в камерных печах до 850—900° С по графику (рис. 58, а) с выдержкой в течение 1—2 ч, что обеспечивает полный распад первичного структурно свободного цементита (первая стадия графитизации) и частичную графитиза-цию цементита эвтектики. Для сокращения длительности отжига иногда повышают температуру нагрева До 1050—1150° С при этом отливки нагревают в соляных печах-ваннах в течение нескольких минут. [c.179]

Высокотемпературный отжиг проводят при 900—960° С для графитизации первичных карбидов в отбеленном или половинчатом чугунах для получения перлитной структуры и оптимальной ироч- [c.339]

При нормализации ферритного (иерлито-феррптного) чугуна увеличивается количество связанного углерода, в результате растворения части графита в- аустените. После охлаждения на воздухе (обычно до 500° С) отливка получает структуру — перлит. Для снижения напряжений ниже температуры 500° С отливки охлаждаются медленно вместе с печью (примерно 40 град. ч). Прн нормализации отбеленного чугуна, как и при высокотедтературном отжиге, протекает процесс графитизации первичных карбидов. [c.340]

Фосфор не оказывает непосредственного влияния на графитизацию, но в его присутствии в структуре чугуна появляется особая структурная составляющая — двойная (РедР + Ре ) или тройная (РезС + РедР + Ре ) эвтектика. Эта составляющая, будучи легкоплавкой, кристаллизуется в последнюю очередь и располагается по границам первичного зерна в виде отдельных островков, видимых при содержании более 0,15—0,20% Р, или в виде сплошной сетки (при содержании более 0,6—0,7% Р). Высокое содержание фосфора сообщает отливке хрупкость. [c.334]

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]

Легирование ковкого чугуна ускоряет диффузионные процессы. В качестве легирующих элементов могут быть использованы элементы, способствующие графитооб-разовадию (51, А1, N1, Си). 51 и А1 не способствуют увеличению скорости диффузии углерода, но увеличивают количество центров, сокращают пути диффузии и тем самым ускоряют графитизацию. Увеличение количества кремния возможно только в тех пределах, которые не способствуют образованию первичного графита в отливке, А1 при увеличении его количества способствует образованию пузырей в отливке и увеличивает хрупкость чугуна, вследствие чего применяется только как модификатор, а не легирующий элемент. N1 и Си ускоряют диффузию углерода и несколько ускоряют процесс отжига. Применение никеля нерентабельно вследствие его дороговизны и дефицитности. Применение меди в пределах 1,5—1,7% приводит к общему ускорению процесса примерно ка 30% и повышает прочностные свойства, ковкого чугуна, если произведен процесс старения медистого феррита. [c.81]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...