Аустенит в чугуне

Аустенит в чугуне представляет собой твердый раствор углерода и других элементов в у-железе, имеющем гранецентрированную кубическую (гцк) решетку, которая отличается плотной упаковкой (координационное число 12). [c.10]

Рассматриваемый растворно-осадительный механизм роста графитизированных сплавов можно иллюстрировать схемой, приведенной на рис. 56. В соответствии с этой схемой при нагревании выше образцов, содержащих в исходном состоянии графит (рис. 56, а), происходит полиморфное превращение железа, благодаря которому растворимость углерода увеличивается. Растворение графита сопровождается образованием пор. На высокотемпературной стадии цикла в стали можно растворить практически весь графит и получить пористый аустенит. В чугунах графит растворяется не полностью (рис. 56, б). При последующем охлаждении графит выделяется вновь из пересыщенного раствора или в результате распада образовавшегося цементита. Графит покрывает поверхность пор и в дальнейшем растет и в порах и в матрице, особенно в направлении границ и субграниц. Если содержание связанного углерода до и после цикла остается одинаковым, объем стали и чугуна возрастает на величину незаполненных графитом [c.147]

При дальнейшем охлаждении содержание углерода в аустените из-за уменьшения растворимости снижается по линии FS и при 727 °С (линия SK) достигает 0,8 %. Аустенит при этом превращается в перлит и, таким образом, ледебурит становится смесью зернышек перлита и цементита. По описанной причине на диаграмме (рис. 1.12) ледебурит с аустенитом обозначен Лд, а с перлитом — Лп. Ледебурит содержится только в чугунах и отсутствует в сталях. [c.25]

Присадка кремния способствует увеличению количества цементной эвтектики и уменьшению содержания аустенита. При малых добавках кремния (до 1%) наблюдаются значительная степень переохлаждения эвтектического расплава и образование обособленных цементитных полей. С увеличением содержания кремния степень переохлаждения чугуна уменьшается, и, несмотря на на личие тонких дендритов аустенита, эвтектика хорошо формируется и имеет очень мелкое строение. В связи с уменьшением содержания углерода в аустените в бывших дендритах избыточного аусте-нита нет игл вторичного цементита. Эвтектоид пластинчатый, хо рошо дифференцирован. Укрупнение пластинок эвтектоида отмечено при содержании более 1,2% Si. [c.54]

Исходя из рассмотренной выше микроскопической картины растворения графита, нетрудно объяснить эффект температуры аустенитизации и поверхностно-активных примесей. При нагреве растворимость углерода в аустените возрастает, так что уменьшение когезии графита сопровождается увеличением адгезии графита к матрице. Вследствие этого восстановление контакта двух фаз путем разрушения графита реализуется чаще. Одновременно с нагревом увеличивается и роль газов. Присадка в чугун элементов, снижающих поверхностное натяжение матрицы и тем самым ослабляющих адгезию, должна препятствовать науглероживанию. К таким элементам следует отнести серу, присадка которой к ковкому чугуну тормозит растворение графита [340]. Задерживать растворение могут и примеси, увеличивающие силы связи в базисных плоскостях графита. [c.96]

В чугунах наблюдаются аналогичные явления. Покажем это на примере доэвтектического чугуна, содержащего 3 % углерода (сплав III). В точке 9 чугун начинает затвердевать — в жидком чугуне появляются твердые кристаллы аустенита. В точке 10 заканчивается кристаллизация — жидкость исчезает, образуется новая твердая структурная составляющая сложного строения — ледебурит (эвтектика), состоящий из смеси мелких кристаллов аустенита и цементита. В точке 12 из аустенита чугуна в процессе его охлаждения (от 1147 до 727 °С) выделяется весь избыток цементита. При достижении содержания углерода 0,81 % при температуре 727 °С, аустенит полностью исчезает, превращаясь в новую структурную составляющую — перлит. Следовательно, и в чугуне при температуре 727 С наблюдаются те же явления, что и во всех сталях, — образование перлита. Дальнейшее охлаждение (ниже температуры точки 11) не вызывает изменений в структуре чугуна. Таким образом, при температурах, соответствующих крити-чес-ким точкам, в процессе охлаждения сталей и чугунов происходят весьма существенные структурные превращения, резко изменяющие все их свойства. [c.181]

В процессе термической обработки чугуна протекают такие же превращения, как и в стали. Однако высокочастотная закалка чугуна имеет свои особенности. При индукционном нагреве чугуна выше критических точек в металлической основе растворяется как связанный, так и свободный углерод в виде графита или гнезд углерода отжига. При повышенных температурах ускоряются диффузионные процессы, увеличивается содержание углерода и легирующих элементов в аустените и выравнивается его химический состав. Интенсивность и степень насыщения аустенита зависят от количества связанного углерода (перлита) и графитовых включений в исходной структуре чугуна, температуры и скорости индукционного нагрева. При закалке нелегированного перлитного чугуна не требуются высокая температура и выдержка для растворения углерода в аустените, нагрев чугуна ведется с большими скоростями за несколько секунд. [c.58]

Рассмотрим структурные превращения в чугуне при его охлаждении (нагревании) ниже. линии солидуса ЕСР. В зоне VI диаграммы в доэвтектических чугунах наблюдаются три структурные составляющие — избыточный аустенит, ледебурит (продукты первичной кристаллизации) и небольшое количество вторичного цементита. По мере понижения температуры в этой зоне содержание углерода в аустените понижается согласно линии 8Е, а количество вторичного цементита возрастает. Однако ввиду того, что последний преимущественно осаждается на кристаллах цементита, входящего в ледебурит, то он часто не образует самостоятельной структурной составляющей. [c.22]

Структурные изменения в твердом состоянии при охлаждении отливок из серого чугуна начинаются с выделения вторичной высокоуглеродистой фазы из аустенита. Согласно диаграммам состояния Ре—С и Ре—С—51 (см. рис. 1, 2) растворимость углерода в аустените с понижением температуры от эвтектической до эвтектоидной уменьшается. Аустенит при охлаждении чугуна пересыщается углеродом и в зависимости от условий происходит выделение либо графита, либо цементита. В условиях медленного охлаждения и при повышенном содержании кремния в чугуне вторичная высокоуглеродистая фаза выделяется в виде графита. При этом пересыщение аустенита углеродом невелико оно характеризуется обычно точками, лежащим.и между линиями Е 5 и Е8. При таких пересыщениях выделение цементита термодинамически невозможно и при всех температурах от эвтектической до эвтектоидной из аустенита может выделяться лишь графит. [c.54]

При переохлаждениях до температур ниже 550°С аустенит белых чугунов испытывает бейнитное, а ниже 200°С мартенситное превращение (рис. 47). При этих превращениях в белых чугунах часть аустенита остается непревращенной, сохраняясь до комнатной температуры. [c.92]

В чугунах заэвтектического состава возможны три типа половинчатых структур. При относительно малой скорости охлаждения (повышенном содержании кремния) из жидкости выделяется первичный графит, и эвтектический распад начинается с образования графито-аустенитных колоний. Однако время перехода всей жидкости в графит и аустенит может оказаться большим, чем инкубационный период зарождения цементита при данном переохлаждении. Поэтому часть жидкости затвердевает с образованием цементита и аустенита (рис. 48,а). [c.92]

В чугуне В аустените распре- деления ликвации [c.102]

Сварка электродами из никелевого аустенит-иого чугуна применяется при исправлении дефектов в отливках. Механическая обработка наплавленного металла затруднительна, особенно при однослойной наплавке. Сварное соединение и.меет достаточно высокую прочность. [c.567]

Отжиг при температурах выше Л, (Л3) применяется для деталей малого и среднего веса, имеющих ответственное назначение. При нагреве до Ас, снимаются внутренние напряжения, тонкие структуры переходят в перлит. При температуре Л с, происходит превращение перлита в аустенит. В чугунах феррито-перлитных от Л с, до Лез феррит растворяется в аустените. В чугунах перлитных процесс фазового изменения заканчивается в точке Лс,. В чугунах пер-лнто-цементитных от Ле,до А происходит процесс растворения цементита в аустените. При температурах выше Ас,, Асз,Ас и во время выдержки идет процесс растворения углерода в аустените, который поступает из графитовых включений чугуна. [c.16]

Фосфор практически не влияет на процесс графитизации. Однако фосфор — полезная примесь в чугуне, так как он улучшает жидкотекучесть. Это объясняется образованием относительно легкоплавкой тройной эвтектики, плавящейся при ЭбС С. В момент затвердевания эвтектика состоит из аустени-та. обогащенного фосфором, цементитом и фосфидом железа (РезР). [c.215]

В направлении феррит аустенит цементит взаимодействие С-С увеличивается. Также отмечается, что углерод может образовывать и замкнутые многоугольники (весьма вероятен шестигранник) [44]. Проведенные исследования многих авторов были очень близки к тому, чтобы объединить многообразие углеродных форм их фуллеренным строением. Коралловидный графит в чугуне может быть не чем иным, как бакитьюбом, а углеродные цепочки и "взорванные глобулы" [45] - недостроенные фуллерены. Это подтверждается предложенной капельной моделью образования фуллеренов, ко- [c.69]

Автор изучал влияние хрома в интервале концентраций от 0,6 до 1,38%. Так как хром уменьшает количество углерода в эвтекти ке и сдвигает линии диаграммы железо — углерод влево, то раст воримость углерода. в аустените под его влиянием уменьшается i цементитная эвтектика наблюдается в чугуне при более низкол содержании углерода. [c.60]

При содержании более 0,3% Ti отдельные мелкие включения наблюдаются и в бывших дендритах аустенита, однако карбидные зерна располагаются преимущественно по границам аустенитньп дендритов и особенно в эвтектическом цементите. Это свидетельств вует о том, что карбид титана, или, вернее, карбонитрид, растворим в чугунном расплаве, а не присутствует в виде взвеси кристаллов. В период кристаллизации чугуна и выделения аустенита титан сохраняется в расплаве, и только отдельные мелкие зерна карбида титана наблюдаются в объемах аустенита. По-видимому, образование карбида титана происходит в самом начале эвтектической кристаллизации. Зерна карбида выделяются на границах аустенит-ных дендритов и в самом эвтектическом расплаве. Выделение кристаллов карбида титана из эвтектического расплава свидетельствует о насыщенности аустенита титаном, что является одной иа причин увеличения растворимости углерода в аустените. [c.62]

Исследование чугунов, содержащих 2,75—2,90% С, 0,60—0,83% Si, 0,55-—0,63% Мп, 0,01—0,03% Сг и 0—4,78% Ni, показало, что коэффициент межфазового распределения, равный отношению со держания никеля в цементите к его содержанию в аустените, до стигает максимальной величины 0,50—0,55 при содержании никеля в чугуне 1.0—1,2%, а затем уменьшается до 0,36—0,40 при даль нейшем повышении содержания никеля (до 4,78%). Увеличение скорости охлаждения отливок приводит к такому ускорению струк турообразования, при котором диффузионные процессы не успевают создать неравномерность в распределении никеля. [c.73]

При дальнейшем увеличений содержания хрома в сплаве (25—30%) легированность металлической основы хромом и углеродом повышается, что делает аустенит устойчивым при комнатной температуре. Таким образом, металлическая основа литых сплавов, содержащих 25- 30% Сг, в условиях ускоренного охлаждения в песчаных формах представляет собой у-фазу (метастабиль-ный аустенит). щеё увеличение содержания хрома в сплаве одновременно повышает легированность карбидной фазы. В связи с этим при содержании в чугунах более 2,3% Сг создаются условия для образования карбида (Gr, Fe)28Ge- Кубический карбид хрома Содержит меньшее количество углерода, чем тригональный карбид, и имеет более низкую микротвердость. Освободившаяся доля углерода в результате структурного изменения в карбидной фазе идет на образование новых карбидов. Поэтому доля карбидной составляющей в эвтектике спл ава, содержащего более 23% Gr, начинает увеличиваться С появлением кубического карбида (Gr, Fe)MGe, что вызывает охрупчивание эвтектики, т. е. ведет К.снижению прочности и пластичности сплава. Несмотря на общее увадичение доли карбидной фазы в чугунах с 25—30% Gr и рост количества карбидов в эвтектике сплава, относительная износо стойкость" его не повышается по сравнению с чугунами третьей группы. Это можно объяснить, очевидно, более низкой твердостью кубического карбида хрома и более высокой хрупкостью карбидной фазы, также обязанной появлению карбида (Gr, Fe)2aGe. [c.33]

Обычно нормализации подвергаются чугунные отливки, имеющие ферритиую, феррито-перлитную или ледебурито-перлитную (отбеленную) структуру. При нормализации ферритного или феррито-перлитного чугуна происходит повышение содержания связанного углерода. Благодаря растворению части графита в аустените и в ре зультате последующего ускоренного охлаждения обеспечивается образование перлитной структуры в чугуне (табл. 9). [c.37]

В чугуне 1 (см. табл. 1) мартенсит (микротвердость около 70QHV) образуется в литом состоянии без термообработки, за счет легирования никелем. Чугун 3 в литом состоянии содержит в структуре значительные количества мягкого аустенита и сравнительно легко обрабатывается после механической обработки детали подвергаются отпуску, во время которого аустенит превращается в мартенсит, твердость чугуна повышается до 380—420 НВ, а с ней и износостойкость. [c.171]

При наличии в чугуне более 20% Ni структура металлической основы приобретает чисто аустенитный характер. Однако ввиду дороговизны чисто никелевый чугун не применяют. Кроме того, аустенит в никелевом чугуне ввиду графитизирующего влияния никеля не содержит достаточного количества углерода и поэтому неустойчив. [c.232]

Действительно, при относительно медленном нагреве (1 - 100 с/мин) фазовая перекристаллизация в чугунах с ферритной матрицей начинается в местах с наименьшей концентрацией кремния (периф1ерийные участки эвтектических колоний, стыки и границы зерен вдали от графита). В последнюю очередь аустенит образуется в [c.75]

При скорости нагрева 60 - 100°С/мин для всех вариантов исходной структуры образование 7-фазы начинается в низкокремнистых участках матрицы, причем преимущественными местами зарождения аустенитных кристаллов являются стыки и границы зерен феррита, а не межфазные поверхности раздела феррит - графит, несмотря ка наличие в образцах серий Б и В мелких графитных включений, расположенных в обедненных кремнием областях (рис. 36). Поскольку эти включения обладают повышенной растворимостью и обеспечивают пересыщение углеродом прилегающих областей ферритной матрицы в соответствии с флуктуацион-ной теорией, следовало ожидать образования зародышей 7-фазы именно здесь. Тем не менее аустенит в первую очередь появляется в менее обогащенных углеродом областях ферритной матрицы, на границах зерен и субзерен. Эти данные свидетельствуют о том, что в чугуне, так же как и в стали, образование аустенита по границам зерен связано прежде всего с их неустойчивостью с термодинамической точки зрения. Концентрационные же изменения играют вторичную роль, хотя, несомненно, оказывают влияение на а - 7-пре-вращение. [c.77]

Чугуны в твердом состоянии имеют только одну, нижнюю критическую точку при температуре 727 °С (линия PSK). При этой температуре в чугунах, как и во всех сталях, при нагреве перлит переходит в аустенит. При дальнейшем нагреве твердого чугуна (линия E F диаграммы — линия начала плавления чугуна) в аустените происходит постепенное растворение углерода (цементита), выпавшего из него при охлаждении (наклонная линия D). Однако растворение цементита в аустените твердого чугуна полностью не завершается, так как пренсде чем твердый чугун достигнет этого критического состояния (полного растворения в аустените цементита), он начнет плавиться. Таким образом, в твердом чугуне невозможно существование верхней критической точки. [c.183]

Линия AE F соответствует телшературам конца затвердевания жидкого сплава. Если сплав содержит углерода меньше 4,3%, затвердевание его происходит в интервале температур между линиями АС и АЕС, при этом II3 сплава выделяются кристаллы твердого раствора аустенита. Если в сплаве содержание углерода больше 4,3%, то он затвердевает между линиями D и F, при этом выделяются кристаллы цементита. Ниже линии AE F все сплавы находятся в твердом состоянии в виде стали или чугуна. При дальнейшем охлаждении стали аустенит начинает распадаться, выделяя феррит или цементит, -в зависимости от содержания углерода. Начало распада аустенита происходит в зави-си лости от содержания углерода при температурах, соответствующих линии GSE, и заканчивается при одной и той же температуре (727° С) для всех сплавов независимо от содержания углерода, что показано на диаграмме прямой РЦ- Линия PSK называется эвтектоидной, ниже ее превращения в сплавах не происходят. При содержании в стали углерода 0,8% аустенит в точке S преобразуется в перлит. В соответствии с этим сталь такого класса называется перлитной или. эвтектоидной, а точка называется эвтектоидной. При содержании углерода менее 0,8% в области между линиями GS и PS из аустенита будет выделяться феррит до тех пор, пока концентрация углерода не достигнет 0,8%, после чего оставшийся аустенит перейдет в перлит при температуре 727° С. [c.14]

По достижении температуры 727 С (линия PS К) аустенит, обедненный углеродом до эвтектоидного состава (0,8" , С), преврагцается в перлит. Таким образом, доэвтектические чугуны после окончательного охлаждения имеют структуру перлит, ледебурит (перлит-Ь цементит) и вторичный цементит (рис. 82, я). Чем больше в чугуне углерода, тем меньше перлита и больше ледебурита. Эвтектический чугун содержит 4,3% С (рис. 82,6). При температурах ниже 727 С он состоит только из ледебурита (цементит -Ь перлит). [c.131]

Морфологической особенностью роста первичного аустенита в чугуне является образование трехмерных денд-ритов со взаимно перпендикулярными ветвями, растущими по направлениям <100>. Это отвечает общей закономерности дендритного разветвления металлических г.ц.к. фаз их ветви растут в кристаллографических направлениях, каждое из которых является осью пирамиды с гранями, представляющими собой наиболее плотно упакованные плоскости. В аустените такими гранями являются [c.24]

Выделяющийся нз аустенита вторичный графит обычно наслаивается на имеющихся графитных включениях, образовавщихся при затвердевании чугуна. При этом они утолщаются, заметно не меняя своей формы, оставаясь либо щаровидными, либо пластинчатыми. В чугунах, содержащих свинец, олово и висмут [52], вторичный графит может расти в аустените и в виде видманштеттовых пластин (рнс. 23). [c.55]

При переохлаждениях до температур, лежащих в интервале А]—550°С, аустенит белых чугунов распадается на феррит и цементит. Ход эвтектоидной реакции А Ф- -Ц в зависимости от условий. может быть абнор-мальным, нормальны.м и смешанным. В зависимости от этого меняется и структура белого чугуна. [c.88]

При ускорении охлаждения вся жидкость эвтектического состава распадается на цементит и аустенит. В этом случае структура чугуна после затвердевания состоит из первичного графита и цементито-аустенитной эвтектики (рис. 48, б). [c.92]

Дальнейшее ускорение охлаждения приводит к тому, что уже в интервале между ликвидусом и солидусом наряду с выделением первичного графита происходит образование и первичного цементита. При эвтектическом распаде образуются цементит и аустенит. Структура чугуна после затвердевания состоит из первичного графита, первичного цементита и цементито-аустенитной эвтектики (рис. 48,в). [c.93]

Для исследования распределения элементов в аустените доэвтектические чугуны со степенью эвтектичности 5=0,7 после охлаждения со скоростью 0,5 град сек до М50°С резко охлаждали в воде. Электронное зондирование осевых и периферийных участков ветвей дендритов аустенита, а также тонкого ледебурита, образовавшегося из жидкости эвтектического состава при закалке, выявило неравномерное межфазовое и внутрифазовое распределения элементов, чаще всего встречающихся в обыч- [c.101]

Из табл. 3 и 4 видно, что в аустените стабильной эвтектики наблюдается прямая ликвация хрома, в аустените ледебурита — обратная. Согласно экспериментальным данным, полученным в работе [74], хром повышает температуру равновесия Ж+А- -Ц и понижает темпера-гуру равновесия Ж+А+Г. Наоборот, с увеличением содержания в чугуне кремния, распределение которого в аустен ито-графитных колониях хапактеризуется обрат- [c.108]

Иногда в контакте с фосфидной эвтектикой располагаются пластины графита. Чаще же в эвтектических участках наблюдаются крупные цементитные пластины. Раньше эвтектику с такими пластинами принимали за тройную фосфидную эвтектику, а эвтектику без них считали двойной Л+РезР. Ошибочность этого представления показана в работе [86]. Это подтверждается также результатами комбинированного травления чугуна (см. рис. 61). Кристаллизация двойной эвтектики -возможна в сталях. В чугунах кристаллизуется только тройная эвтектика аустенит+фосфид- -графит или аустенит -фосфид-Ьце-ментит, причем эвтектика с цементитом образуется даже при медленном охлаждении расплавов, содержащих до 2% Р. Наблюдающиеся в участках тройной эвтектики крупные структурно свободные пластины цементита яв- [c.125]

Каталитическую роль включений при зарождении графита обычно связывают с их подкладочным действием. С этим трудно согласиться. Сравнение структур графита и включений, встречающихся в чугуне, указывает на меньшее их сходство, чем для структур графита и матрицы. Это объясняется тем, что аустенит и феррит могут оказывать гораздо большее, чем неметаллические включения, подкладочное действие при формировании графитных сеток потому, что на многих плоскостях этих фаз размещение междоузлий очень близко к размещению атомов углерода в базисной плоскости графита [99]. Для сопряжения сеток графита с междоузлиями, например в плоскости октаэдра аустенита, потребуются изменения межатомных расстояний всего лишь на 2,1%. Для феррита (в плоскости ромбического додекаэдра) нужны Деформации Б 4%. Для сопряжекик ж е граф.1 iTiIuiX ссток с неметаллическими включениями потребуются деформации примерно 8—12%. Однако формирование графита в непосредственной близости от включений совсем и не свидетельствует о подкладочном действии их. Эффективность включений обусловлена, как прав1ИЛ0, образованием при нагревах и охлаждениях нарушений сплошности или концентрацией дислокаций и вакансий на границе их с матрицей. В работе [114] сопоставлены коэффициенты термического расширения железа и некоторых неметаллических фаз [c.140]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...