Влияние скорости кристаллизации чугуна

Влияние скорости кристаллизации чугуна [c.21]

Особенности кристаллизации чугуна заключаются в сильной зависимости его структуры в твердом состоянии от скорости кристаллизации. Влияние скорости кристаллизации на структуру образующихся кристаллов и на их размеры поясняется схемой [c.416]

Иная природа образования пор, вызываемых нерастворимыми в чугуне водяными парами и окисью углерода. В том случае, если эти газы образуются в жидкой перегретой ванне, они могут интенсивно выделяться из нее (металл кипит), причем, удаляясь, увлекать за собой другие газы и неметаллические включения. При этом обеспечивается получение плотного шва. Однако, как и в предыдущем случае, если пузырьки образуются и выделяются в момент кристаллизации шва, то они могут не успеть всплыть и остаться в металле в виде пор. Схематично влияние скорости кристаллизации на выделение газовых пузырьков из сварочной ванны показано на рис. 8. [c.16]

Кремний Б белом чугуне можно рассматривать как легирующий элемент, распределяющийся при кристаллизации между аустени-том и эвтектическим расплавом. Кремний повышает температуру эвтектической кристаллизации, расширяет интервал эвтектического превращения, препятствуя переохлаждению, и уменьшает влияние скорости охлаждения. [c.53]

Особенность сурьмы как модификатора белого чугуна — ее влияние не только на эвтектическое превращение, но и на кристаллизацию аустенита. Сурьма, сдвигая эвтектическую точку в сторону меньшего содержания углерода, увеличивает количество эвтектики и измельчает ее. Под влиянием небольших добавок сурьмы выравнивается скорость кристаллизации цементита и аустеиита при эв- [c.69]

Фиг. 90. Влияние скорости первичной кристаллизации (отливка в землю, в кокиль) и предварительной закалки на длительность второй стадии графитизации для чугунов с различным содержанием + Si / — литьё в землю 2 — литьё в кокиль 3 — литьё в кокиль с предварительной закалкой перед отжигом с 850 С в воду [8J.

Получение той или иной структуры чугуна в отливках зависит от многих факторов химического состава чугуна, вида шихтовых материалов, технологии плавки и внепечной обработки металла, скорости кристаллизации и охлаждения расплава в форме, а следовательно, толщины стенки отливки, теплофизических свойств материала формы и др. Структуру металлической основы чугуна можно изменять также термической обработкой отливок, общие закономерности влияния которой аналогичны возникающим при термической обработке углеродистой стали, а особенности связаны с сопутствующими изменениями металлической основы процессами графитизации. [c.69]

Охлаждение чугуна в реальных условиях вносит существенные отклонения от условий равновесия. Поэтому по равновесной диаграмме состояния судить о процессе затвердевания и получающихся при этом фазах и структурах в производственных условиях нельзя. Структура чугуна в отливках зависит в первую очередь от химического состава и скорости кристаллизации. Из основных компонентов чугуна наибольшее влияние на структурообразование оказывает углерод и кремний. [c.329]

Увеличение суммарного содержания церия и лантана при модифицировании чугуна ферроцерием приводит к большему по сравнению с чистыми сплавами Ре—С—51 переохлаждению расплавов перед эвтектической кристаллизацией (рис. 2). Введение небольшого количества (0,05—0,10%) модификатора 2 (Се—Ьа) в технические чугуны повышает температуру начала эвтектической кристаллизации. Этот эффект модифицирования, отчетливо выявляемый при скорости охлаждения чугуна 70—117 град мин (кривые /, 2), не удалось зафиксировать при больших скоростях охлаждения (кривая 3). Его не наблюдали и в синтетических сплавах Ре—С—81, что позволяет связывать эффект модифицирования с различиями в содержании серы и кислорода в исходных расплавах. Содержание серы в сплавах Ре—С—51 до модифицирования было более низким (0,003—0,005%), чем ее содержание в технических чугунах после модифицирования (0,005—0,010%). Учитывая отбеливающее влияние серы, повышение температурной остановки при эвтектической кристаллизации технических чугунов, модифицированных небольшими присадками РЗЭ, можно объяснить рафинированием расплавов. [c.74]

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]

На графитизацию чугуна существенное влияние оказывают количество присутствующих в нем элементов, скорость охлаждения и центры кристаллизации графита. [c.107]

Возможность раздельной кристаллизации эвтектических фаз зависит, естественно, и от скорости охлаждения (степени переохлаждения) расплава. Однако при кристаллизации белого чугуна это влияние условий охлаждения является менее сильным, чем влияние элементов. [c.87]

Проверка выводов, основанных на анализе синтетических сплавов, выполнена на сериях отливок, близких по составу к промышленным и содержавших, помимо основных примесей, 0,3— 0,4 о Мп, 0,035"о Р и 0,02% 5. Для исследования выбраны элементы, представляющие оба направления ликвации в высокоуглеродистых сплавах молибден (прямая ликвация), никель и медь (обратная ликвация). Расплавы легировали ступенчато возрастающими присадками и заливали в земляные формы, обеспечивающие одинаковую скорость охлаждения в интервале затвердевания (50 град мин). На примере медистых чугунов исследовали также влияние на степень ликвации скорости охлаждения при использовании форм из материала с различным тепловым сопротивлением. Содержание основных компонентов, скорость охлаждения в интервале кристаллизации и коэффициенты ликвации приведены в табл. 3. Типичные особенности ликвации в участках первичной структуры иллюстрируются рис. 4. [c.56]

Рис. 2. Влияние содержания У,(Се Ь Ьа) на смещение температуры эвтектической кристаллизации модифицированных ферроцерием чугунов доэвтектического состава. Скорость охлаждения, град/мин 1 — 70 2 — 115 3 — 180

Медь уменьшает структурную неоднородность матрицы серого чугуна, предотвращая кристаллизацию карбидной эвтектики и подавляя образование феррита в эвтектоидном интервале при различной скорости охлаждения [1, 2]. Попытка охарактеризовать изменение устойчивости переохлажденного аустенита в медистых чугунах сделана в работах [3,4] при помощи диаграмм изотермического распада аустенита. Показано, что добавки до 2% Си замедляют превращение в промежуточной области, значительно расширяя и снижая ее температурные границы. В перлитной области кинетика превращения изменяется слабее. Диаграммы содержат только кривые начала и конца распада без разграничения отдельных фазовых областей и не позволяют оценить влияние меди на отдельные реакции, участвующие в процессе превращения. [c.121]

Толщина стенок металлических форм. На скорость затвердевания отливки, стойкость форм и величину отбела чугунных отливок влияет толщина стенок формы. Однако на качество отливок из стали и сплавов цветных металлов толщина стенок формы не оказывает заметного влияния. Поэтому при выборе толщины стенок металлических форм необходимо учитывать увеличение их стойкости. Металлические формы, как правило, выходят из строя из-за появления сетки разгара на рабочих поверхностях, возникающей вследствие длительного воздействия горячего сплава на стенки формы. При массивных формах процесс кристаллизации металла происходит быстро и время пребывания отливки в форме может быть уменьшено. Более тонкие стенки формы могут применяться при [c.19]

Белый чугун склонен к дендритной кристаллизации (рис.32). Поэтому на нем очень хорошо проявляется влияние ультразвуковой обработки. металлического расплава. При осуществлении оптимального режима полностью устраняется дендритная структура и происходит объемная кристаллизация. Подвод ультразвука в расплав надо начинать еще до начала процесса кристаллизации, причем тем раньше, че.м больше скорость охлаждения. Если обработку ультразвуком задержать, то в середине отлнвки образуется поверхностная твердая дендритная зона и зернистая структура (рнс. 33). Эта зона не может быть разрушена ультразвуком. При большой толщине граница между этой зо- [c.60]

На структуру п Boii TBa серого чугуна существенное влияние оказывают его химический состав и скорость охлаждения отливок в форме. Углерод, кремний и марганец улучшают механические и литейные свойства чугуна. Сера вызывает отбел в тонких частях отливок и снижает жидкотекучесть. Фосфор придает чугуну хрупкость. Поэтому содержание серы и фосфора в сером чугуне должно быть минимальным. Увеличение скорости охлаждения достигается путем уменьшения толщины отливки и увеличения теплопроводности литейной формы. В тонких частях отливки у ее поверхности скорость кристаллизации будет выше, чем в более массивных частях и в сердцевине. Поэтому в тонких частях отливки образуется более мелкая структура с повышенным содержанием перлита и мелкими включениями графита, что обеспечивает высокие механические свойства этих зон. Там, где чугун затвердевает медленнее, образуется крупио- [c.158]

Существенное влияние на структуру чугуна оказывает и скорость охлаждения (толщина) отливок (рис. 13.3, в). Установлено, что при образовании А—Г эвтектики пластинки фафита врастают в расплав, а кристаллизация аустенита несколько отстает от роста фафита. В расплаве на фронте кристаллизации А-Г розеток происходит диффузионное перераспределение углерода. Если оно не успевает произойти, то распад жидкости протекаете образованием ледебурита. По мере утолщения отливки скорость охлаждения замедляется, что создает предпосылки для исчезновения вначале цементита ледебурита (зона II), а затем и цементита перлита (зона III). [c.241]

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]

Предел прочности (а ) и относительное удлинение (S) ковкого чугуна зависят от толщины стенки отливки. Погрубение структуры при кристаллизации, в связи с уменьшением скорости охлаждения, приводит к получению больших по величине включений углерода отжига, что вызывает уменьшение прочности и пластичности чугуна. Влияние диаметра литых образцов на изменение прочности и пластичности чугуна показано в табл. И и на [c.120]

Таким образом, действие перегрева тем легче зарегистрировать, чем меньше скорость охлаждения расплава Поэтому высокая температура заливки обусловливает возникновение грубой формы графита, снижая благоприятное влияние перегрева Практически не всегда возмож но осуществить достаточно медтенную скорость охлажде ния жидкого сплава Кроме того, увеличение числа зародышей графита в результате медленного охлаждения не компенсирует их убыль при термовременной обработке Поэтому склонность синтетических чугунов к метаста-бильной кристаллизации не устраняется [c.131]

При затвердевании чугуна белым 1—2% Мп не оказывают заметного влияния на первичную структуру. Как показано выше, в белом чугуне марганец концентрируется в карбидной фазе. Карбид марганца МпзС изоморфен с цементитом Ре С и образует с ним непрерывный ряд твердых растноров. Обычно полагают, что и в высокомарганцевых чугунах карбидная фаза представлена как (Ре, Мп)зС, хотя в работе [83] на основании морфологического анализа колоний карбидо-аустенитной эвтектики высказано предположение о возможности кристаллизации в чугунах, содержащих более 20% Мп, тригональ-ного карбида (Мп, Ре)7Сз. Однако и при меньших содержаниях марганца в первичной структуре отливок из белого чугуна наблюдаются некоторые особенности. Рентгенографические исследования цементита, выделенного из содержащих марганец сталей или чугунов [54, 84], выявили, например, сверхструктурные линии. Это позволяет сделать предположение, что атомы марганца вследствие большего сродства к углероду в первую очередь замещают в цементите те атомы железа, которые находятся на ближайших расстояниях от атомов углерода. Закономерное расположение атомов марганца, связанное с усилением гомеополярных связей в решетке марганцевого цементита, увеличивает анизотропию скорости роста и свойств его кристаллов. С этим следует [c.120]

Применять результаты исследования изотермической кристаллизации сернистых чугунов для оценки влияния серы на отбеливаемость реальных отливок следует с учетом сегрегации серы в условиях медленного охлаждения. В этих условиях жидкий раствор обедняется серой из-за образования сульфидов [85], причем в отсутствие марганца может наблюдаться эмульгирование Ре5 в расплаве. Повышенная же скорость охлаждения, применяемая, в частности, при построении диаграмм изотермической кристаллизации, препятствует выделению серы из раствора, обеспечивая большую эффективность влияния ее на кристаллизацию графита. [c.122]

Кристаллизация сплава в литейной форме происходит под влиянием большого количества факторов химического состава расплава, скорости его охлаждения, наличия искусственных добавок и примесей в расплаве, свойств литейной формы и стержней. Процесс структуро-образования — кристаллизация протекает в два этапа. Рассмотрим этот процесс на примере железоуглеродистых сплавов (чугунов). [c.191]

Свойства КЧ определяются главным образом его структурой, которая формируется при кристаллизации БЧ и превращениях в твердом состоянии. На структуру чугуна влияют химический состав, условия кристаллизации (скорость охлаждения, температура и др.) и термическая обработка. Значительное влияние на свойства оказьшают число, размер и форма графитовых включений. Способность матрицы КЧ воспринимать нагрузку при равномерном распределении напряжений (за счет компактной формы графита) обусловливает его более высокие механические свойства о , б чем у серого чугуна (СЧ), имеющего аналогичную с КЧ металлическую основу. [c.677]

В отливках из серого чугуна с пластинчатым графитом фиксируется весь водород жидкого чугуна, а при кристаллизации белого и высокопрочного чугунов с шаровидной формой графита может теряться часть водорода. Изменение содержания кислорода при затвердевании отливки зависит от химического состава чугуна и скорости охлаждения. При медленном затвердевании отливки в форме проходят раскислительные процессы, однако одновременно могут протекать и процессы, поглощения кислорода из воздуха при заливке, а также из влаги песчаной формы при контакте с ней жидкого чугуна. На процессы поглощения кислорода из формы оказывает влияние содержание таких сильных раскислителей, как алюминий и магний. Чем меньше магния в чугуне, тем на ббльшую глубину проникает кислород в отливку. В зависимости от того, какой из процессов преобладает, содержание кислорода в отливке выше или ниже, чем в [c.717]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...