Чугун см также под его Графитизация

Характерной особенностью поведения чугуна при высоких температурах является его рост, связанный с необратимым увеличением объема. Этот рост особенно увеличивается при термоциклировании — периодическом нагреве и охлаждении. Причинами роста чугуна являются графитизация при нагреве и выделение растворенного углерода на новых центрах графитизации при охлаждении, а также проникновение кислорода во внутрь изделия, приводящее к окислению металлической матрицы чугуна особенно по границам включений графита или по границам зерен. Рост весьма велик, когда имеет место неодновременное Fea z . Fey превращение в различных слоях металла при частых колебаниях температуры. Это приводит к объемным изменениям, создающим сжимающие и растягивающие напряжения, обусловливающие возникновение микротрещин. Микротрещины сами увеличивают объем чугуна и служат добавочными каналами для окисления металлической основы агрессивными газами. [c.123]

При температурах до 300—400° С чугун растет главным образом вследствие проникания внутрь отливки корродирующих газов и окисления графита. При более высоких температурах рост чугуна также обусловлен структурными превраш,ениями при <> 480° С происходит усиленная графитизация за счет распада свободного цементита и цементита перлита. [c.19]

Высокопрочные чугуны, подобно серым чугунам, также могут иметь перлитную, перлито-ферритную и ферритную металлические основы. Металлическая основа серых и высокопрочных чугунов, степень графитизации углерода зависят главным образом от скорости охлаждения и содержания углерода и кремния в чугуне и определяются по специальным структурным диаграммам. [c.144]

Термическая обработка чугуна. Основными видами термической обработки чугунов являются отжиг, нормализация, закалка и отпуск. Процесс графитизации чугуна также является одним из видов его термической обработки (отжиг белого чугуна), позволяющим получать ковкий чугун. [c.178]

Одним из видов коррозии является также графитизация, которая наблюдается большей частью у богатых графитом серых чугунов. Графитизация заключается в том, что феррит постепенно почти нацело переходит в раствор, и подвергавшаяся коррозии деталь в конце концов оказывается состоящей только из углеродистого скелета (графит и немного. цементита), пространство внутри которого заполнено вместо зерен феррита рыхлыми продуктами коррозии. Механическая прочность такой детали незначительна чугунную тр у, например, можно проткнуть карандашом или сломать руками. [c.89]

Ковкие чугуны также подвергают модифицированию с целью получения большего числа центров графитизации и ускорения процесса отжига, который является длительной технологической операцией. [c.158]

Ковкий чугун также можно подвергать нормализации для повышения твердости. Ферритный ковкий чугун.при нормализации превращается в чугун на перлитной или сорбитной основе. Но следует иметь в виду, что такую основу можно создать уже в процессе получения ковкого чугуна из белого, проводя ускоренное охлаждение после первой стадии графитизации. [c.188]

Обычный чугун с пластинчатым графитом вследствие пониженной плотности даже после отжига на феррит не приобретает стабильных свойств и подвержен росту, как это видно из рис. 77 [11]. Чугун, предварительно отожженный на ферритную структуру, как правило, имеет более высокое значение к. т. р. Расчеты, проведенные автором на основании данных эксперимента, показывают, что оно на 15—20% больше, по сравнению с исходным литым состоянием. Наибольшее увеличение к. т. р. (на 38—40%) наблюдается в чугунах с перлитной и перлито-ферритной структурой с крупнопластинчатым графитом (табл. 37). Коэффициент термического расширения чугуна также повышается под влиянием термического режима эмалирования, так как при этом происходит частичная или полная графитизация перлита. [c.154]

Чугун, как известно, — это сплав железа с углеродом при содержании углерода 2,14 % и более. В белом чугуне углерод входит в состав цементита химического соединения железа с углеродом. Такой чугун обладает высокой твердостью и хрупкостью, и его применяют сравнительно редко. В чугуне других видов путем графитизации углерод частично или полностью переводят в свободное состояние — графит. Применяют также отбеленный чугун белый снаружи и графитизированный во внутренней части изделия. [c.434]

Уменьшение твёрдости серого чугуна с целью улучшения обрабатываемости и изменения антифрикционных и магнитных свойств достигается в большинстве случаев за счёт разложения цементита эвтектического, вторичного или эвтектоидного. Некоторое понижение твёрдости может быть достигнуто и без изменения количества связанного углерода за счёт сфероидизации эвтектоидного цементита, а также, но в меньшей степени, за счёт снятия внутренних напряжений. Таким образом основной метод уменьшения твёрдости чугуна заключается в его частичной или даже полной графитизации, при которой цементит (//д 800) в конечном итоге распадается на феррит (Яд = 80—100) и графит. [c.537]

Кинетика эвтектоидного превращения аустенита в чугуне в зависимости от переохлаждения может быть описана С-образными кривыми [8], по аналогии с эвтектоид-ным превращением стали, однако получаемые графики несколько усложняются наличием двух систем кривых — для стабильной и метастабильной систем, а также для окончания процесса графитизации цементита перлита. [c.16]

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]

Влияние перегрева и модифицирования на качество чугунов, выплавленных из различных шихтовых матери алов, необходимо увязывать с изменением содержания и природы зародышевой фазы, а также с изменением про цесса кристаллизации чугуна Из результатов проведен ных исследований видно, что в связи с прогрессирующим растворением зародышей перегрев вызывает уменьшение степени графитизации чугуна и повышение дисперсности перлита Появление критической температуры перегрева, выше которой наблюдается склонность к междендритной ориентации включений, связана, очевидно, с общей диссоциацией присущих данному чугуну зародышей графита и резким увеличением переохлаждения при эвтектической кристаллизации Действие перегрева на зародышевую фазу в синтетическом чугуне проявляется при меньших тем пературах, чем в обычных чугунах Эффект глубокого переохлаждения и ориентации графитовых включений наступает раньше [c.138]

Склонность к образованию трещин. При остывании в литейных формах из-за торможения свободной усадки чугуна, а также объемных изменений, происходящих при графитизации и в период перлитного превращения, в отливках возникают значительные литейные напряжения, которые могут вызвать коробление и образование трещин, вплоть до разрушения отливок. [c.153]

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]

При нагреве до высоких температур белого чугуна, в котором углерод находится в виде цементита, также возможно протекание процесса графитизации при температурах ниже 1135 С цементит распадается на аустенит и графит, а при температурах в районе 738 С — на феррит- и графит. [c.134]

Основная масса графита в серых чугунах образуется в период первой стадии графитизации. Графит, возникающий при промежуточной и второй стадии графитизации, не образует самостоятельных выделений, а наслаивается на имеющихся графитных включениях, увеличивая их размеры. Если аустенит переохлажден ниже 727° С, то его распад происходит с выделением феррито-цементитной смеси. Если чугун, в котором углерод находится в виде цементита, подвергнут длительному нагреву при высоких температурах, в нем также протекает процесс графитизации, т. е. распад цементита на графит и феррит при температурах ниже 738° С или на графит и аустенит при более высокой температуре. [c.147]

При наибольшей степени графитизации получают ферритные чугуны, а при наименьшей перлитно-цементитные (называемые также половинчатыми). Половинчатые чугуны имеют отбеленную поверхность и сердцевину со структурой серого чугуна. Отливки из поло- [c.155]

Скорость охлаждения также оказывает очень большое влияние на графитизацию чугуна. В толстых сечениях отливок, где охлаждение в форме медленное, графитизация происходит легче и полнее (фиг. 61, а) в тонких сечениях, где охлаждение протекает быстрее, графитизация затруднена (фиг. 61, б). Поэтому детали крупного сечения отливают из чугуна с меньшим содержанием кремния и углерода, а детали тонкого сечения — с большим их содержанием, чтобы [c.107]

Графитизация чугуна зависит также от присутствующих и образующихся в нем центров кристаллизации графита. Согласно теории кристаллизации, эти центры или зачатки, по терминологии Д. К. Чернова,. могут быть [c.108]

Пороком микроструктуры отожженного ковкого чугуна является присутствие цементита. Это указывает на его высокую твердость и хрупкость из-за недостаточного отжига или вследствие повышенного содержания марганца и хрома, препятствующих графитизации. Утяжины, загрязнения и наличие пластинчатого графита также являются пороками микроструктуры ковкого чугуна. Присутствие перлита в сердцевине, нормальное для перлитного ковкого чугуна, у ферритного понижает вязкость, удлинение и сопротивление удару. Однако если ковкий чугун подвергается в работе истиранию (например, в цепях комбайнов), то перлитная структура на его поверхности полезна она повышает износоустойчивость чугуна. [c.118]

Первое достигается увеличением числа центров графитизации в единице объема, т. е. повышением микроскопических дефектов в кристаллической структуре металла, а второе — интенсифика1ци ей процесса диффузии углерода. Все это достигается при СТЦО. Однако повышение скорости образования центров выделения грдфита и диффузии в него углерода обеспечивается методами холодной, и горячей дефсрмации, предварительной закалкой или искусственным старением. Но эта предварительная обработка малоэффективна и способствует получению в структуре пластинчатого (по законам скольжения) графита, что снижает прочность чугуна. Интенсификация графитизации повышением ее температуры сопровождается снижением числа центров графитизации и формированием крупных графитных включений, что также отрицательно сказывается на механических свойствах чугуна. Обычно в целях увеличения пластичности и ударной вязкости чугуна производят длительный (20—30 ч) графитизирующий отжиг до ферритно-перлитной или ферритной структуры. Такой процесс получил название томление . [c.136]

В случае предварительного затвердевания чугуна белым, не содержащим гло-буляризирующих примесей, и последующей графитизации эвтектического цементита при повторном нагреве получается хлопьевидный графит, формы которого зависят от температуры отжига белого чугуна. Чем ближе температура отжига к температурам эвтектического превращения (начиная с 1050° С), тем в большей степени этот графит наследует форму и расположение исходного цементита. В этом случае формы графита во многом близки к формам графита серого чугуна, а поэтому свойства такого чугуна также аналогичны свойствам серого чугуна. Чем ниже температура отжига (и ближе к температуре эвтектоидного превращения), тем более равноосна и компактна форма хлопьевидного графита и тем качественнее ковкий чугун. [c.32]

Ковким чугуном является белый чугун, графитизирован-ный термической обработкой (отжигом, томлением). Для получения ковкого чугуна необходимо белый чугун нагреть до 950—1000°С и затем после длительной выдержки охладить с малой скоростью до обычной температуры. Структура ковкого чугуна характеризуется графитом в виде хлопьевидных включений. Такая форма включений графита (по сравнению в чешуйчатыми включениями, характерными для серого чугуна) в меньшей степени снижает механические свойства ковкого чугуна. Поэтому механические свойства его выше. Ковкий чугун обладает большей прочностью и повышенной пластичностью (хотя и не поддается ковке). В зависимости от степени графитизации ковкий чугун может быть ферритным или перлитным, а также фер-рито-перлитяым. Разная степень графитизации достигается изменением условий отжига. На рис, 6.4. приведен график ступенчатого отжига ковкого чугуна. [c.78]

Внутренний механизм процесса модифицирования чугуна ещё не получил общепризнанного объяснения. Основные гипотезы сводятся к следующему [24, 25]. 1. В процессе раскисления жидкого чугуна модификатором образуются неметаллические включения, которые служат дополнительными центрами кристаллизации и графитизации, предотвращающими также возможность переохлаждения. 2. В процессе модифицирования устраняются или связываются газы (в частности, водород), являющиеся стабилизаторами цементита, что облегчает графитизацию. 3. При растворении частиц модификаторов, содержащих кремний, в жидком чугуне образуются кратковременно существующие участки с резко повышенной концентрацией кремния, сдвигающей эвтектическую точку чугуна влево. В результате чугун в этих участках становится заэвтекти-ческим, выделяются включения графита (спель), служащие центрами дальнейшей графитизации чугуна. 4. При вводе модификатора в результате экзотермических реакций, протекающих при его растворении, создаются местные перегревы в общей массе жидкого чугуна. Они способствуют выделению в участках перегрева включений графита, которые в дальнейшем действуют как центры кристаллизации и графитизации и предотвращают протекание графитизации в условиях переохлаждения. Получаемые в результате этого изолированные включения графита улучшают механические свойства чугуна. [c.181]

Модифицирование чугуна магнием изменяет его склонность к графитизации главным образом за счет изменения морфологии роста аустенито-графитной эвтектики. На термодинамический стимул системы к процессу графитизации, выраженный через коэффициент Кгр, магний влияет очень мало. Это позволяет положить семейство изолиний Кгр = onst в основу также и структурных диаграмм магниевого чугуна, сдвинув лишь соответствующие граничные кривые вправо в соответствии с данными по отбеливающему влиянию магния. [c.27]

Степень графитизации (распада цементита РедС -> -> ЗРе + С) зависит от температуры нагрева и времени выдержки чугуна, а также от его состава. В чугунах с повышенным содержанием углерода и кремния графити-зация происходит интенсивнее. [c.105]

Многочисленными экспериментальными работами вы явлено, что графитизация чугуна, а следовательно, и его прочность, не являются функцией только эвтектично сти, но зависят также от соотношения кремния и углеро да в пределах одной степени эвтектичности Поэтому це лесообразно найти зависимость свойств литого модифи цированного чугуна от величины соотношения кремния и углерода Эффективность модифицирования возрастает при увеличении отношения кремния к углероду в литом металле в пределах одной степени эвтектичности Напри мер, по данным работ [82, 83] при отношении кремния к углероду в литом металле, равном 0,9, и степени эвтектич ности 0,80 предел прочности чугуна на разрыв был равен 52 дан/мм В качестве модификатора применяли силико-кальций, литые образцы чугуна имели перлитную структу ру, отбела не наблюдалось Таким образом, получение различных марок чугуна можно обеспечить правильным выбором химического состава, термовременной обработ ки и модифицирования простыми ферросплавами В ра боте [19] предлагается получать высококачественный чу гун снижением концентрации кремния в жидком чугуне до 1% одновременно с перегревом до 1550° С и последу [c.148]

Пороком микроструктуры готовых деталей из ковкого чугуна является присутствие цементита это приводит к повышенной твердости и хрупкости и является следствием недостаточного отжига или повышенного содержания в чугуне марганца и хрома, препятствующих графитизации. Утяжины, загрязнения и наличие пластинчатого графита также являются пороками микроструктуры ковкогр [c.169]

Процесс получения отливок из ковкого чугуна включает две стадии изготовление фасонных отливок из белого чугуна и отжиг полученных отливок в целях графитизации цементита. При отжиге происходит разложение цементита белого чугуна с образованием графита хлопьевидной формы. В результате этого хрупкие и твердые отливки становятся пластичными и более мягкими. В зависимости от условий и режима отжига структура чугуна может иметь ферритную (Ф), перлитную (П) и ферритно-перлитную металлическую матрицу. Наибольшее распространение получил пластичный ферритный ковкий чугун. Отжиг ковкого чугуна — весьма продолжительный процесс, занимающий 70-80 ч. Однако его можно ускорить путем закалки отливок из белого чугуна перед гра-фитизацией, а также модифицированием чугуна алюминием, бором, висмутом или титаном. Суш ествуют и другие способы ускорения процесса отжига. Использование указанных способов позволяет сократить продолжительность отжига до 35-40 ч. [c.146]

Таким образом, наличие железокремнистого карбида в белом чугуне оказывает существенное влияние на процесс графитизи-рующего отжига. При быстром охлаждении сплавов в результате ликвации углерода и кремния структурные составляющие, содержащие железокремнистый карбид, образуются уже при сравнительно невысоких содержаниях кремния. Именно в зонах их расположения при нагреве чугуна прежде всего образуются центры графитизации. При дальнейшей выдержке они возникают также в других участках структуры, главным образом на границе твердого раствора с карбидами. В сплавах с содержанием около 5% 81 железокремнистый карбид распадается примерно одновременно с цементитом. Образование аустенита при нагреве исследованных сплавов до 800" С удавалось наблюдать лишь в чугуне с 1,42% 81. В остальных сплавах это фазовое превращение происходит при более высоких температурах, и его наблюдению препятствует сильная графитизация поверхности образца. [c.53]

Большое влияние на процесс графитизации оказывает химический состав чугуна. Кремний, алюминий, а также никель и медь являются графитообразующими, они ускоряют процесс графити-аации. Марганец, хром, молибден, вольфрам, ванадий и магний являются карбидообразующими и задерживают процесс графитизации. [c.134]

Для получения в серых чугунах графита округлой формы их подвергают модифицированию. Серые чугуны с графитом округлой формы, модифицированные магнием, получили название высокопрочных чугунов. Их называют также чугунами с шарообразным графитом. Процесс модифицирования состоит во введении в серый чугун (фиг. 70, а) перед разливкой его в формы модификаторов определенного состава — церия или магния И ферросилиция. В СССР более распространено модифицирование магнием. При модифицировании происходит изменение структуры серого чугуна сначала при введении магния образуется структура белого чугуна (фиг. 70, б), а затем после введения 75%-ного ферросилиция происходит процесс графитизации и выделение графита округлой формы. После модифицирования структура чугуна состоит из сталистой основы и выделений графита округлой формы (фиг. 70. в). [c.156]

Существуют две точки зрения относительно процесса графитизации чугуна. К- П. Бунин, И. Н. Богачев и большинство советских ученых считают, что графит выделяется непосредственно при затвердевании жидкого чугуна во время кристаллизации или из аустенита. В настоящее время эта теория наиболее соответствует известным экспериментальным данным и может быть принята как основная. М. Г. Окнов и некоторые советские ученые, наоборот, утверждали, что из жидкого чугуна сначала выделяется цементит, который вследствие своей неустойчивости при высоких температурах, а особенно при медленном охлаждении, распадается с образованием графита из аустенита также выделяется сначала цементит, который тоже неустойчив и распадается на графит и железо. [c.106]

Резкого ускорения отл ига ковкого чугуна можно добиться также созданием в нем доно.тиитсльных центров графитизации путем модифицирования. [c.120]

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]

Расширение чугуна зависит от его состава и структуры и определяется не только величиной к. т. р. составляющих фаз, но также степенью графитизации, окислением и газонасы-щением. По данным Гир-шовича [333], наибольшее влияние на коэффициент расширения оказывает углерод, который в связанном состоянии понижает его [334], а при графитизации повышает. Ферритному чугуну соответствует большее значение к. т. р., чем перлитному. Поэтому графитизирующие элементы повышают, а антиграфити-зирующие уменьшают к. т. р. чугуна. Повышение значения к. т. р. при увеличении содержания кремния до 1,5—2,0% объясняется графитизирующим его действием, а при большем содержании проявляется непосредственное влияние кремния, образующего твердый раствор с ферритом. Остальные обычно встречающиеся в чугуне элементы (Мп, Р и S) не оказывают заметного влияния на к. т. р. серого чугуна, величина которого колеблется в пределах о, 10 = 110 120 1/° С. [c.335]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...