Цементит в чугуне

Влияние хрома. Хром стабилизирует цементит в чугуне и является особенно полезным в сплавах, предназначенных для работы при высоких температурах. Небольшие количества хрома (ниже 1%) уменьшают коррозию чугуна в уксусной и соляной кислотах в 4 раза [84]. На коррозию в водных растворах солей присадка хрома в чугун оказывает меньшее влияние (фиг. 25). Добавки хрома в пределах 1— 3% оказывают на коррозионную устойчивость чугуна малое влияние. Резкое повышение сопротивления коррозии наступает при введении не менее 12% Сг, т. е. такого количества, которое повышает потенциал сплава. [c.16]

Целью термической обработки белого чугуна является получение высокой прочности и пластичности путем перевода цементита в графит. В результате такого отжига цементит в чугуне распадается на феррит и графит (углерод отжига) или на перлит и графит в первом случае чугун будет ферритным, во втором — перлитным. Излом ферритного ковкого чугуна темный, поэтому иногда его называют черносердечным. Излом перлитного ковкого чугуна — светлый, и его иногда называют белосердечным. Для отжига на ковкий чугун применяется белый чугун примерно следующего химического состава 2,5—3,2% С [c.169]

Вторичный цементит в чугунах не обнаруживается под микроскопом в виде отдельных частиц, так как они выделяются в ледебурите (на входящих в него частичках цемента). [c.143]

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают два вида чугуна серый и белый. Серый чугун имеет в изломе серый цвет. Большинство отливок изготовляют из серого чугуна. Серый чугун хорошо обрабатывается резанием. В белом или отбеленном чугуне весь углерод находится в химическом соединении с железом в виде цементита (Ре С) Цементит очень тверд и хрупок, поэтому белый чугун обладает высокой твердостью и хрупкостью и не поддается обработке обычным режущим инструментом. В изломе белый чугун имеет белый цвет. Если белый чугун подвергать длительному отжигу (томлению), то цементит в чугуне распадается и углерод выделяется в свободном состоянии. [c.459]

Как было указано, в железоуглеродистых сплавах С находится в виде графита. Структура графита слоистая прочность и пластичность его весьма низки. Графит— более устойчивая фаза, чем цементит. Графит в чугуне является вторичным продуктом, он может образовываться вследствие распада цементита. [c.73]

Наиболее радикальным путем энергоснабжения является изменение самих принципов выполнения технологических процессов. Например, замена мартеновского способа производства стали кислородно-конверторным позволяет так организовать процесс выжигания углерода в чугуне, что для производства стали не только не требуется подводить энергию извне, но и удается получать попутно значительное количество горючих газов. Сейчас этим способом производится лишь 40% выплавляемой стали. Переход на конверторное производство стали позволил бы высвободить свыше 10 млн т высококачественного топлива (преимущественно мазута). Известны многие другие примеры резкого снижения энергоемкости продукции но названному направлению производство аммиака по новой технологии, массовое внедрение сухого способа производства цемента, так называемый двухстадийный метод получения сырья для синтетического каучука и многие другие. [c.51]

В чугуне с содержанием 3,43—4,15% С элементы, стабилизируй юш ие карбиды, должны предпочтительно концентрироваться в цементите. Коэффициент распределения марганца между аустенитом и цементитом почти не зависит от содержания его в сплаве в интервале 0,31 —15,4%. При пониженном содержании кремния в сплаве (0,45—1,60%) коэффициенты распределения Мп и Сг примерно постоянны. [c.55]

Ванадий аналогично хрому стабилизирует цементит, причем тем сильнее, чем выше его содержание в чугуне. Согласно имеющимся данным исследований ванадий не растворяется в цементите, а об разует карбиды ванадия V и V2 . В ванадиевых чугунах карбиды V имеют форму, близкую к шаровидной. [c.65]

Структурно свободный цементит в ковком чугуне Низкая температура или недостаточная выдержка в 1-й стадии графитизации Повторный отжиг по установленному графику [c.576]

При охлаждении полученной отливки в области надкритических температур происходят сравнительно незначительные структурные изменения. В сером и белом чугуне избыточный углерод, выделяющийся из аустенита с понижением температуры (по линиям E S и ES на рис. 1), наслаивается на имеющихся включениях графита или цементита соответственно. В отдельных случаях цементит в половинчатом чугуне [c.14]

Термообработка высокопрочного чугуна является эффективным средством улучшения его свойств. Шаровидная форма включений графита в меньшей мере, чем пластинчатая, ослабляет металлическую основу, и поэтому упрочнение последней термообработкой оказывается более эффективным, чем в чугуне с пластинчатым графитом. Для некоторых марок высокопрочного чугуна с наиболее высокой пластичностью термообработка является одним из обязательных элементов технологического процесса. В производстве отливок мелкого и среднего развеса с тонкими стенками целесообразно применять виды термообработки, которые дают возможность разложить структурно свободный цементит, наблюдаемый нередко в таких отливках, или получить ферритную металлическую основу,с которой связаны наиболее высокие показатели пластических свойств. В производстве толстостенных и массивных отливок целесообразно применять виды термообработки, в результате которых повышается количество перлита в металлической основе [c.708]

При температуре нагрева 500 °С и более в чугуне начинаются процессы сфероидизации и графитизации цементита — эвтектический цементит из пластинчатой формы преобразуется в глобулярную с некоторым снижением твердости чугуна. [c.104]

Для получения ферритной структуры отливки медленно нагревают (рис. 4.48) до температуры 950. .. 1000 °С (зона Г) и длительно выдерживают (зона //), при этом цементит белого чугуна распадается на аустенит и графит. Затем проводят промежуточное охлаждение до температуры 760. .. 740 °С (зона III), при котором аустенит превращается в перлит. При последующей выдержке отливок при температуре 740. .. 720 °С (зона IV) цементит, входящий в состав перлита, распадается, образуя феррит и углерод отжига, и затем обеспечивается быстрое охлаждение (зона V) во избежание образования "белого излома". Отжиг на ферритный ковкий чугун длится 22. .. 32ч. [c.202]

В процессе кристаллизации легче образуются кристаллики цементита. Для зарождения такого кристаллика не требуется большой флуктуации углерода в микрообъеме. В наиболее часто практически используемых чугунах концентрация углерода колеблется от 2,8 до 3,5%. Чтобы образовался центр кристаллизации цементита, необходимо случайное повышение концентрации углерода в микрообъеме до 6,67% С (до содержания углерода в цементите). В то же время для образования центра кристаллизации графита необходимо, чтобы концентрация в микрообъеме случайно повысилась до 100%. Зарождение центров кристаллизации цементита может происходить значительно чаще, чем центров кристаллизации графита. Но образовавшиеся кристаллики цементита неустойчивы. Они стремятся превратиться в железо и графит. [c.89]

На линии F (заэвтектические чугуны) из жидкого сплава выделится тот компонент, который является избыточным по отношению к эвтектике, т. е. цементит (в эвтектике содержится 4,3% углерода, а в цементите — 6,67 %). Так как цементит образуется при первичной кристаллизации, его называют первичным. На линии F возникнет эвтектика — ледебурит. Следовательно, в результате первичной кристаллизации заэвтектические чугуны будут состоять из первичного цементита и ледебурита. Линия E F (1147 °С) называется эвтектической, так как на ней образуется механическая смесь аустенита и цементита — ледебурита. Ледебурит имеет эвтектический состав, следовательно, его кристаллизация протекает при постоянной температуре 1147 °С. [c.63]

Первичная структура белых чугунов может содержать ледебурит, аустенит и первичный цементит. Так как ледебурит представляет собой механическую смесь аустенита и цементита, то и в структуру белого чугуна входят аустенит и первичный цементит. В твердом состоянии цементит не претерпевает структурных превращений, следовательно, вторичная кристаллизация чугунов связана только с теми превращениями, которые происходят в аустените при его охлаждении (см. рис. 4.2). [c.67]

В том случае, когда часть углерода в чугуне (не более 0,9%) химически соединилась с железом, образовав цементит, который [c.5]

Кипящий раствор с меньшим количеством щелочи (4 г едкого кали) можно применять при травлении чугунов [59] для опознавания фосфидной эвтектики. При этом травятся сначала фосфид, затем цементит. В холодном или нагретом до 40—60° С растворе только фосфид окрашивается в цвета от светло-оранжевого до темно-корич-невого в зависимости от температуры и времени травления. Хорошо травится также двойная эвтектика. Общая структура травится 4%-ным спиртовым раствором азотной кислоты до или после травления данным реактивом. [c.34]

При травлении в течение 10—25 сек реактив хорошо выявляет зерна с различной ориентацией, двойники линии деформации, карбиды, ликвационную неоднородность. Лучше всего травятся границы феррита в малоуглеродистых сталях, зерна аустенита, мартенсита, карбиды в закаленных высокоуглеродистых сталях. В углеродистой и низколегированной сталях выявляются неметаллические включения и ликвация фосфора. В чугунах травятся цементит и фосфидная эвтектика [105. В течение 2 мин выявляется структура кобальта, при этом его окислы и сульфиды не окрашиваются [139]. [c.55]

В зависимости от состояния углерода в чугуне различают два вида чугуна серый и белый. В сером чугуне углерод находится в свободном состоянии в виде пластинчатого графита. Серый чугун в изломе имеет серый цвет. Большинство отливок изготовляется из серого чугуна. Серый чугун хорошо обрабатывается режущим ин-струменто.м. В белом, или отбеленном, чугуне весь углерод находится в связанном состоянии а виде химического соединения с железом (РезС). Химическое соединение углерода с железом называется цементитом, или карбидом железа. Цементит очень тверд и хрупок, поэтому белый чугун обладает высокой твердостью и хрупкостью и не поддается обработке обычным режущим инструментом. В изломе белый чугун имеет белый цвет. Если белый чугун подвергать длительному отжигу (томлению), то в результате этой операции цементит в чугуне распадается и углерод выделяется 3 свободном состоянии. [c.555]

С повышением температуры скорость распада цементита сильно возрастает. Скорость распада цементита является логарифмической функцией температуры, что показано на фиг. 215, кривая которой построена по данным отечественных заводов. Так, например, чтобы распался эвтектический и вторичный цементит в чугуне при 1050°, потребовалось 4 мин., а при 800° — потребовалось 3000 мин. По времени (т. е. при данной температуре) цементит распадается неравномерно. Кривая фиг. 216 показывает, что вначале цементит распадается медленно, затем скорость распада очень быстро возрастает, и основная часть цементита распадается за время, меньшее половины всей необходимой выдержки. Последние порции цементита распадаются очень медленно. Из графика фиг. 216 видно, что распад последних 10% цементита занимает более 60% времени всей выдержки. Как установлено советскими учеными (С. А. Салтыков, Г. Н Троицкий, А. Д. Ассонов, В. И. Прядилов), скорость распада цементита может резко увеличиться, если белый чугун до отжига закалить в воде, масле или даже на воздухе. Это связано с тем, что после закалки [c.260]

Диск для доводки изготовляется из специального чугуна. Структура такого чугуна должна состоять из основного поля перлита и равномерной фосфидной сетки при наличии непереплетающихся мелких пластинок графита. Наличие свободного цемента в чугуне не допускается. При наблюдении величины и формы графита в материале не должны обнаруживаться пористость и микроскопические трещины. [c.56]

II серые. В белых чугунах весь углерод связан в химическое соединение карбид л елеза F a — цементит. В серых чугунах значительная часть углерода находится в структурно-свободном состоянии в виде графпта. Если серые чугуны хорошо поддаются механической обработке, то белые обладают очень высоко твердостью н режущим инструментом обрабатываться пе могут. Поэтому белые чугупы для изготовления изделий применяют крайне редко, их используют главным образом в виде полупродукта для получения так называемых ковких чугупов. Получение белого или epoi o чугуна зависит от его состава и скорости охлаждения. [c.321]

Главный процесс, формирующий структуру чугуна, — процесс графитизации (выделение углерода в структурно-свободном виде), так как от него зависит не только количество, форма и рас-нредолоппе графита в структуре, но и вид металлической основы (матрицы) чугуна. В зависимости от степени графитизации матрица может быть перлитно-цементитной (П + Ц), перлитной (II), перлитно-ферритной (П Ф) и ферритной (Ф). Цементит перлита называют эвтектоидным, остальной цементит — структурно-сво-бодным. Некоторые элементы, вводимые в чугун, способствуют графитизации, другие — препятствуют. На рис. 148 знаком — обозначена графитизирующая способность рассматриваемых элементов, знаком 1- задерживающее процесс графитизации действие (отбеливание). Как следует из приведенной схемы, нанболь-шее графитнзирующее действие оказывают углерод и кремний, наименьшее — кобальт и медь. [c.322]

Во всяком случае растворение в цементите таких элементов, как Х1юм, марганец, вольфрам, молибден, ванадий, препятствуют графитизации. Большинство остальных элементов, встречающихся в чугунах, нерастворимо в цементите и способствует графитизации. Этот вопрос рассматривается во многих теоретических и экспериментальных работах (М. Г. Окнова, К. П. Путь на, И, Н. Богачева и др.). [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]

Подобный способ травления, примененный для сплава, содержащего 12,8% Мп и 0,46% С (термообработка нагрев 1250° С, 12 ч, аргон + закалка + нагрев, 640° С, 150 ч + закалка), позволил выявить серые аустенитные кристаллы с четкими полосами скольжения при этом феррит выглядит светлым, а карбиды темными. При травлении пикратом натрия темнеет только карбид. После одновременного травления реактивом 4 и раствором, в котором вместо пикриновой кислоты применялся паранитрофенол, Глузанов и Петак [9] в белом чугуне с 4% Мп наблюдали в первичных иглах цементита среднюю зону с измененной окраской, в то время как подобный тип цементита в чугуне с 14% Мп выглядит гомогенным. Авторы считают, что сложный железомарганцевый карбид в точке превращения (точка Кюри) цементита распадается на две фазы, так как а-карбид железа может содержать в твердом растворе лишь небольшое количество марганца. Цементит в марганцовистом чугуне с 14% Мп остается гомогенным, поскольку уже при 8% Мп точка превращения расположена при 0° С и с ростом концентрации марганца температура точки превращения снижается. [c.111]

Травитель 5 [2 г пикриновой кислоты 25 г NaOH 75 мл HjO]. Этот реактив, по данным Бургланда и Майера [7 ], выявляет первичную структуру в чугунах, если образцы после обычного травления в кипяш,ем растворе оставить в нем на 7—10 мин во время охлаждения. Поверхность шлифа покрывается темной пленкой, фосфидная сетка лежит в светлой зоне, поэтому равноосная структура, реже дендритная, четко видна. После травления щелочным раствором пикрата натрия темнеет только цементит. [c.163]

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]

В цементите может раствориться до 5,2% В, замещая углерод. При этом орторомбическая решетка цементита сохраняется, но изменяются параметры его элементарной ячейки и растет ее объем, что позволяет определить концентрацию бора в боропементите. Легирование бором приводит к образованию в чугуне бороцемен-тита Рбз (С, В). При содержании в чугуне 0,2% В в цементите обнаружено около 2% В, а при содержании 5%) В цементит насыщен бором (80% С замещено бором). [c.67]

Церий обладает значительной способностью стабилизировать цементит. В белом чугуне отношение содержания церия в феррите и карбидах составляет 10 1. При его содержании менее 0,02% наблюдается увеличение размеров зерен, а при повышении концент-раппи до 0,06% происходит заметное измельчение зерна структуры. Тормозя распад вторичного и эвтектоидного цементита и содействуя образованию компактного углерода отжига в процессе термообработки, церий увеличивает стойкость белого чугуна при высоких температурах, резко снижая содержание серы, что само по себе улучшает жаростойкость чугуна. К тому же церий хорошо дегазирует металл, образуя тугоплавкие окислы, которые в случае образования сплошных плотных пленок могут обладать защитными свойствами. [c.72]

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]

Влияние структуры. Составляющие чугуна можно расположить по электродному потенциалу в следующем порядке феррит, перлит, перлито-фосфидная эвтектика, цементит и графит [76]. Наиболее низкий электродный потенциал в большинстве растворов имеет феррит, поэтому он в контакте с другими составляющими сплава играет роль анода и подвергается разрушению. Графит наиболее стоек, не растворяется в кислотах и с кислородом соединяется только при повышенной температуре. Цементит значительно менее стоек.чем графит он растворяется в уксусной и бензосульфо-новой кислотах и отчасти в щёлочах. Помимо графита и цементита, действующих как катоды при коррозии, в чугуне имеются включения, дающие по отношению к железу незначительную разность потенциалов, но достаточную для протекания интенсивной коррозии. Разность потенциалов между железом и включениями выражается следующими величинами (в в) железо — основной шлак—0,018, железо — сернистый марганец—0,015, железо — сернистое железо—0,015, железо — фосфористое железо—0,013, железо — кремнистый марганец—0,006 и железо — кремнистое железо — 0,006 [77]. [c.14]

При снижении температуры отливки до области критических точек начинается эвтектоидное превращение аустенита. Как и эвтектическое, эвтектоидное превращение может протекать как в стабильной системе (по схеме аустенит -> феррит + графит), так и в метастабильной (по схеме аустенит феррит + цементит) в зависимости от состава чугуна и скорости охлаждения отливки. При повышенной скорости охлаждения (кривые /, 2 и 3 на рис. 2) аустенит переохлаждается сильнее и превращается по метастабильной системе в цементито-ферритную эвтектоидную смесь — перлит [c.15]

Углерод в чугуне может находиться в виде цементита, графита или одновременно того и другого. Образование стабильной фазы — графита в чугуне может происходить в результате непосредственного вьщеления его из жидкого (твердого) раствора или вследствие распада предварительно образовавшегося цементита (при замедленном охлаждении расплавленного чугуна цементит может подвергнуться разложению РсзС Fe + ЗС с образованием феррита и графита). Процесс образования в чугуне (стали) графита называют графитизацией. [c.186]

Как цементит, так и феррит после травления обычными реактивами (например, растворами азотной или пикриновой кислоты в спирте) кажутся под микроскопом светлыми. Различить и< можно только по внешним очертаниям и рельефу, резкой разнице в твердости, а также по окрашиванию специальным реактивом — пикра-том натрия цементит в этом д лучае приобретает темный цвет (фиг. 72, в). Цементит присутствует в структуре стали и чугуна в различных формах в виде сетки по границам зерен (фиг. 72, б), в виде игл,в форме отдельных светлых выделений и зерен (фиг, 72, е). [c.118]

Марганец увеличивает склонность чугуна к отбеливанию, т. е. к сохранению цементита, а следовательно-, и увеличивает твердость чугуна, хотя первые его добавки связывают серу в химическое соединение MnS и, парализуя ее отбеливающее влияние, способствуют графитизации чугуна. С углеродом марганец образует карбид Mhj . в сталях и чугунах он частично растворяется в цементите и увел 1чивает его устойчивость. Одновременно марганец растворяется и в феррите. Если содержание марганца в чугуне повышается сверх определенного количества (0,4—0,6%), то для обеспечения нормальных условий графитизации требуется одновременно увеличить и содержание кремния. [c.146]

Ковкий получают отжигом отливок из белого чугуна, в ходе которого происходят разложение цементита и образование компактного графита. Технологический процесс получения отливок из ковкого чугуна разбивается на две стадии. В ходе первой получают отливки из белого чугуна, в которых весь углерод находится в связанном состоянии (Fej ). На второй стадии отливки отжигают, разлагая цементит, в результате чего повышаются механические свойства чугуна и особенно его пластичность. Различают ферритный (КЧ 35-10) и перлитный (КЧ60-2) чугуны. Первая группа цифр (35, 50, 60, 80) маркировки обозначает гарантируемое временное сопротивление в кгс/мм , а вторая — относительное удлинение в % (10 5 3 1,5). Перлитный ковкий чугун отличается высокой прочностью и износостойкостью, но его пластичность низкая и обрабатываемость резанием плохая. [c.245]

Углерод в чугунах может находиться в виде химического соединения — цементита (такие чугуны называют белыми) или в свободном состоянии в виде графита — частично или полностью (в этом случае чугуны называют серыми). Получение того или иного вида чугуна зависит в основном от его химического состава и скорости охлаждения. Такие элементы, как кремний, титан, никель, медь и алюминий, способствующие выделению графита, называют графитизирующими. При введении таких элементов, как марганец, молибден, сера, хром, ванадий, вольфрам, углерод входит в химическое соединение с железом, образуя цементит (Feg ). Эти элементы называют антиграфитизирующими, или тормозящими графитизацию. При одном и том же химическом составе структура чугуна может быть различной в зависимости от толщины отливки. Чтобы обеспечить необходимую структуру отливок разной толщины, надо знать их химический состав. Для определения химического состава отливок опытным путем строят структурные диаграммы. Например отливка имеет химический состав С + Si = 4 % (линия аа. на рис. 8.1). При таком составе в отливке толщиной до 10 мм получится белый чугун, толщиной до 20 мм — половинчатый, толщиной до 60 мм — серый перлитный и толщиной свыше 60 мм — серый ферритно-пер-литный. При толщине отливки свыше 120 мм и указанном химическом составе чугун будет серый ферритный. [c.133]

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]

В чугунах с высоким содержанием кремния при медленном охлаждении отливки первичная кристаллизация происходит в соответствии со стабильной диаграммой Fe- (см. рис. 4.18) в этом случае графит появляется непосредственно из жидкой фазы. С увеличением скорости охлаждения создаются условия для первичной кристаллизации в соответствии с метастабильной диаграммой Ге-ГезС (см. рис. 4.11) из жидкой фазы выделяется цементит, а графит образуется вследствие его распада при дальнейшем охлаждении. Иногда ледебурит не разлагается и остается в структуре. [c.293]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...