Чугун Кристаллизация

Сплав III (см. рис. 4.16) - заэвтектический белый чугун (> 4, 3 % С). В заэвтектических чугунах кристаллизация начинается с выделения из жидкого раствора кристаллов первичного цементита в интервале температур точек 5 — 6 при этом состав жидкой фазы изменяется согласно линии D . Первичная кристаллизация заканчивается эвтектическим превращением, с образованием ледебурита. При дальнейшим охлаждении происходят превращения в твердом состоянии, такие же, как в сплаве II. [c.108]

Перегрев чугуна значительно выше температуры плавления приводит к растворению этих взвешенных частиц, хотя, возможно, и неполному, что затрудняет непосредственное образование графита. Введение различных добавок к чугуну может привести к возникновению дополнительных центров кристаллизации графита, что способствует в ряде случаев образованию графита. [c.207]

Следует также указать лучшие литейные свойства по сравнению со сталью. Более низкая температура плавления и окончание кристаллизации при постоянной температуре (образование эвтектики) обеспечивает не только удобство в работе, но и лучшие жидкотекучесть и заполняемость формы. Описанные преимущества чугуна делают его ценным конструктивным материалом, широко применяемым в деталях машин, главным образом тогда, когда они не испытывают значительных растягивающих и ударных нагрузок. [c.214]

Ледебурит (Л) — это смесь аустенита и цементита. Он возникает в процессе первичной кристаллизации при 1147° С (это наиболее низкая температура кристаллизации в системе сплавов Ре—С). Входящий в состав ледебурита аустенит при 727° С превращается в перлит, а в интервале от 727° С до обычных температур порядка 20° С ледебурит состоит из смеси перлита и цементита. Твердость его около 700 НВ, он обладает значительной хрупкостью. Ледебурит характерен для структуры белых чугунов (рис. 5.2,ж). [c.62]

Перегрев чугуна значительно выше температуры плавления затрудняет непосредственное образование графита. Введение различных добавок к чугуну может привести к возникновению дополнительных центров кристаллизации, что способствует в ряде случаев образованию графита. [c.74]

Модифицированным является чугун, в состав которого введены элементы (модификаторы), способствующие при кристаллизации образованию мелких внедрений графита. Модификаторы в небольшом количестве вводятся в жидкий чугун перед разливкой и увеличивают количество центров кристаллизации. В качестве моди- [c.77]

Стенки литых деталей обладают неодинаковой прочностью в поперечном сечении из-за различия условий кристаллизации. Прочность максимальна в поверхностном слое, где металл вследствие повышенной скорости охлаждения приобретает мелкокристаллическую структуру и где образуются благоприятные для прочности остаточные напряжения сжатия. В поверхностном слое чугунных отливок преобладает перлит и цементит. Сердцевина, застывающая медленнее, имеет крупнокристаллическое строе-Ш1С с преобладанием феррита и графита. В ней нередко образуются дендритные кристаллы и возникают усадочные раковины и рыхлоты. [c.54]

Высокопрочный чугун с шаровидным графитом образуется в литой структуре в процессе кристаллизации. Для его получения чугун модифицируют путем обработки жидкого металла магнием (для уменьшения пироэффекта применяют сплав магния с никелем). Под действием магния графит в процессе кристаллизации принимает шаровидную форму [18]. Вполне вероятно, что такую форму графита образуют скопления фуллеренов. [c.70]

Для определения жидкотекучести чугуна применяют метод, основанный на прекращении течения жидкого чугуна в канале постоянного сечения вследствие охлаждения и кристаллизации чугуна. [c.102]

Если приложить внешнее давление, то графитизация может быть прекращена (Po = Pt г>г=0). Такое влияние внешнего давления можно использовать для получения графита шаровидной формы в чугуне с большим значением углеродного эквивалента. Для этого надо подавить процесс графитизации во время кристаллизации отливок, а затем произвести их кратковременный отжиг, длительность которого будет тем меньше, чем больше содержание углерода и кремния в чугуне. При этом внешнее давление при кристаллизации расплава должно быть равным или несколько больше того давления, которое возникает в металлической матрице в связи с ростом включений графита [49]. [c.36]

Заливка расплава чугуна с 3,5% С и 2% Si в металлическую форму и последующее приложение механического давления до 50—60 MH/м приводят к тому, что более 70% включений графита при кристаллизации приобретают округлую форму, а 30% сохраняют прежнюю пластинчатую форму [49]. При давлении 150 МН/м графитизация чугуна почти полностью прекращается, отливки имеют белый излом. При атмосферном же давлении у чугуна указанного состава графит пластинчатый, при литье в кокиль — междендритный, при литье в песчаную форму — неориентированный. Кратковременный отжиг при температуре 900—950°С закристаллизованных под давлением образцов чугуна приводит к феррит-ной структуре металлической матрицы и округлой форме графита. [c.37]

Характер изменения кривой охлаждения чугуна при поршневом давлении почти одинаков отличие наблюдается только для понижения температуры эвтектического превращения (рис. 47). На кривой охлаждения отливки при пуансонном прессовании наблюдается дальнейшее снижение на 23—25 К температуры эвтектической кристаллизации. Скорость охлаждения в интервале между температурами ликвидуса и эвтектики составляет [c.89]

В отливках типа крышек с толщиной стенки 55 мм, изготовленных из серого чугуна с 3,21% С 2,14% Si 0,52 /о Мп 0,164% Р и 0,04 /о S, с увеличением давления включения графита в центре стенки изменяются гораздо больше, чем у поверхности (рис. 67,а). При этом в центре сечения форма графита изменяется от средне-завихренной пластинки при 2 МН/м до точечной в сочетании с пластинчатой при 5,1 МН/м . Кристаллизация под давлением до 5 МН/м не вызывает сильного торможения графитизации измельчение и уменьшение числа графитовых включений происходит за счет принудительного движения расплава в полости формы. В результате этого происходит раздробление и растворение графита в расплаве чугуна. [c.131]

Зависимость формы включений графита л механических свойств чугуна от давлений при кристаллизации [c.132]

Шаровидная форма графита может быть получена в чугуне, залитом в песчаные формы и закристаллизованном при малом давлении — до 3 МН/м (табл. 14), при этом механизм возникновения и последующего роста включений шаровидного графита является одинаковым как в условиях кристаллизации под давлением, так и в результате предварительной его обработки магнием [89]. [c.133]

Следует отметить, что влияние кристаллизации под давлением на форму, размеры и характер распределения графита сохраняется и после термической обработки чугуна [88, 90]. Кроме того, термическая обработка чугуна при всех режимах прессования кристаллизующейся отливки способствует повышению механических свойств. Так, применение давления во время кристаллизации увеличивает предел прочности при изгибе серого чугуна в 1,5 раза, стрелу прогиба — в два раза (в литом состоянии) после последующей термической обработки они возрастают в 2 и 7,6 раза соответственно [88]. [c.133]

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]

На образцах белого чугуна с содержанием 3,5 и 3,9% Си 1% Сг исследовали прочность и структуру при направленной кристаллизации чугуна в специальной изложнице. Выяснено, что скопления эвтектических кристаллов вытягиваются в определенном направлении и образуют агломераты, размеры которых уменьшаются с увеличением скорости охлаждения. В белом чугуне с высоким содержанием углерода при низких температурах происходит хрупкое разрушение, а при высоких температурах — вязкое. Разрушающее напряжение возрастает с повышением температуры до 400° С, при более высокой температуре разрушающее напряжение падает. [c.60]

Рис. 3. Структурная диаграмма для чугунного кристаллизации чугуна марки СЧ28—48,

Структура белого чугуна. Кристаллизация белого чугуна характеризуется диаграммой состояния системы сплавов железо— цементит (см. рис. 52). Как уже отмечалось, при охлаждении жидкого чугуна с массовым содержанием С 4,3 % образуется эвтектика, состоящая из цементита и аустенита — ледебурит. При охлаждении от температуры точки С до температуры линии РК (точка Аг ) диаграммы аустенит в ледебурите распадается с выделением вторичного цементита й массовое содержание углерода в этом аустените уменьшается от 2,14 до 0,8% (в соответствии с линией Е8), а при температуре точки Агх произойдет перлитное превращение оставшегося аустенита. Следовательно, при температуре ниже температуры точки Аг1 ледебурит будет состоять из цементита и перлита. Схема микроструктуры ледебурита приведена на рис. 56, а (х200). Здесь темные пластинки и зернышки распавшегося аустенита рассеяны по белому полю эвтектического цементита. Чугуны, содержащие 4,3 % С, называются эвтектическими. [c.80]

Рассмотрим превращения, совершающиеся в высокоуглеродистых сплавах — чугунах (рис. 146). После окончания первичной кристаллизации структура таких сплавов состоит из леде-буритной эвтектики и из первичных образований аустенита или цементита. [c.177]

Влияние графита на механические характеристики серого чугуна проявляется в уменьшении временного сопротивления, пластичности, модуля упругости и тем больше, чем большее количество графита выделяется при кристаллизации чугуна, чем крупнее его включения и чем неравномернее он распределен по сече1гию стенки отливки. [c.158]

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]

В зависимости от условий кристаллизации графит образуется различной формы. Если графит в виде чешуек, то дальнейшее его образование протекает в результате отложения С на ранее выпавших чешуйках. Этим и определяется различие во внешней форме графита пластинчатого, шаровидного и хлопьевидного. Чугун с пластинчатым графитом называют серым чугуном, с шаровидным графитом — высокопрочным чугуном и с хлопьевидным графитом — ковким чугуном. Белый чугун содержит С в виде цементита ЕедС. [c.74]

Размер и форма графитовых внедрений зависят от центров кристаллизации в жидком чугуне, скорости охлаждения и графитообразующих примесей. Большое число центров кристаллизации в виде различных мелких нерастворимых в жидком чугуне частичек способствует образованию структуры мелкого графита. [c.77]

На характер кристаллизации чугуна, а также форму, размеры и расположение образующихся фаз влияет много факторов. Это прежде B eix) зависит от содержания элементов - постоянно присутствующих (С, Si, Мп, S, Р) и легирующих (Ni, А1, Си, Сг, Ti и др.). [c.61]

Скорость. заливки расплава. При конструировании литниковых систем необходимо учитывать скорость заливки жидкого металла. Сплавы, имеющие узкий интервал кристаллизации, в частности высоколегированные марганцовистые стали, следует заливать с большой скоростью и на нижнем пределе интервала температур заливки. Заэвтектические чугуны, чугуны с шаровидным графитом и кремниевоалюминиевые сплавы необходимо заливать на верхнем пределе интервала температур заливки и с малой скоростью. [c.164]

Все углеродистые чугуны имеют температуру конца кристаллизации ниже, чем углеродистые стали, так как содержат в своем составе эвтектику (ледебурит). Этим определяются высокие литейные свойства чугунов (жид-котекучесть, небольшая усадка и малая склонность к поглощению газов) и отсутствие пластичности из-за повышенного содержания цементита. [c.47]

Исследованы структура и свойства чугуна, расплавленного и закристаллизованного при давлении 300 и 3000 МН/м [50]. Исходные образцы цилиндрической формы были изготовлены из серого чугуна эвтектического состава (3,8 /о С 2,0% Si 0,3% Мп 0,25% S 0,15% Р) и подвергнуты баротермической обработке-(нагрев, плавление и кристаллизация под действием высокого давления) на специальной установке, обеспечивающей нагрев образца до 1200°С при давлении дО 3000 МН/м . Плавление чугуна, отмеченное по скачку электросопротивления, начиналось при температуре выше 1100°С и заканчивалось вблизи 1190°С, что хорошо согласуется с ожидаемым температурным интервалом плавления сплава Fe — 3,8 /о С — 2% Si. Расплав выдерживали под давлением в течение 1—2 мин при температуре 1200°С, после чего за счет плавного или резкого снижения мощности образец охлаждали в камере установки медленно (3°С/с) или быстро (200°С/с) до [c.36]

Начальная структура образцов состояла из ферритоперлитной матрицы с разветвленными включениями графита. После баротермической обработки чугуна в структуре не наблюдалось графитовой составляющей. Кристаллизация под давлением при скорости охлаждения 3°С/с сопровождалась формированием структуры, типичной для белого чугуна дендриты первичного аусте-нита и ледебурит. Повышение давления с 300 до 3000 МН/м заметно увеличивает количество аустенита при одновременном измельчении структуры. Металлографическим анализом нетравленых шлифов установлено наличие в структуре составляющей темного цвета по границам дендритов аустенита, а также мелких равноосных включений светлой фазы, равномерно распределенных по поверхности шлифа. Согласно данным микро-рентгеноспектрального анализа темная фаза отличается повышенным содержанием кремния, а светлая повышенным содержанием марганца. [c.37]

Установлено, что при приложении давления сразу же после заливки расплава в матрицу его различие по высоте литой заготовки практически не наблюдается (давление внутри затвердевающего металла является близким к гидростатическому). Увеличение времени выдержки расплава в матрице до приложения давления (увеличение времени Тд) приводит к существенному различию в величине давления по высоте заготовки (латунь, D = 60 мм, Я=120 мм, HjD = 2). Подобные результаты получены Т. П. Малеем и Е. И. Вербицким при кристаллизации под пуансопным давлением углеродистой стали и чугуна. [c.93]

Вместе с тем давление воздействует на структуру и механические свойства чугуна подобно модифицированию магнием. Отливки, полученные в условиях кристаллизации под пуансонным давлением 150 MH/м , имеют максимальную прочность 708 МН/м , в то время как предварительно модифицированные магниевоникелевой лигатурой с 10% Mg — соответственно 716 МН/м2. [c.133]

Богатые фосфором и серой участки взаимодействуют с реактивом сильнее и темнеют. Повторное травление серной кислотой не проводят, если один из восстановителей препятствует окислению поверхности шлифа. С увеличением количества и величины графитовых частичек повышается склонность к окислению. Поэтому гематитовые чугуны приходится многократно тр Как показали исследования, Виттмозера [5 ряет Y-твердый раствор только в непосредственном окружении примесей, выделившихся в конце кристаллизации, т. е. макротравление характеризует только конец кристаллизации. Поэтому невозможно проследить с помош,ью этого реактива весь процесс кристаллизации. В справочнике [31 ] приведены различные реактивы для выявления литой структуры. При низком содержании фосфора используют раствор 1 [4]. [c.163]

Как показали Чикель и Клемм [8 ], с помощью этого тра-вителя можно проследить процесс кристаллизации чугунов. Выявление концентрации фосфора в каждой фазе кристаллизации служит не только для объяснения нормальной и аномальной кристаллизации, но также [c.164]

Управление первичной кристаллизацией может способствовать получению белого чугуна с высокой износостойкостью и удароуС тойчивостью. Малая степень переохлаждения приводит к образо-ванию коротких и широких дендритов аустенита, а также грубых пластинок цементита. Большая степень переохлаждения способст [c.51]

При кристаллизации эвтектического расплава диффузионное разделение жидкости на отдельные составляющие эвтектики приводит к ускоренному росту эвтектического цементита по сравнению с ростом первичных дендридов аустенита. Увеличение переохлаждения расширяет область кристаллизации эвтектики, так как скорость роста цементита превышает скорость образования и роста эвтектического аустенита. Это объясняется тем, что формирование последнего задерживается вследствие замедленной диффузии, т. е. эвтектический распад расплава с появлением механической смеси протекает быстрее, чем выпадение фаз, образующих эту смесь. Эта особенность эвтектической кристаллизации чугунных расплавов, богатых углеродом, расширяет область существования псевдоэвтек-тических структур. [c.52]

На образцах белого чугуна с содержанием 3,0 3,5 и 4,0% С н ,1 2,0 и 4,0% Сг исследованы скорости кристаллизации 3,5 20 и 50°С/мин. Кристаллизацию переохлажденного расплава с образО ванием эвтектических карбидов пластинчатой формы наблюдали лишь при поддержании скорости кристаллизации и содержания углерода и хрома в определенных пределах. Формирование плас-тинчатых эвтектических карбидов во многом определяется отношением интервалов времени, за которое осуществлялась первичная и эвтектическая кристаллизация. [c.58]

Японские исследователи изучали полученные направленной кристаллизацией доэвтектические, эвтектические и заэвтектические чугуны с содержанием хрома 10, 15, 20, 30 и 40% при изменении содержания углерода соответственно 3,48—4,29 3,46—3,99 3,04— 3,69 2,43—3,40 и 2,26—2,79%. В чугунах с 20—40% Сг первичные и эвтектические карбиды имели формулу М7С3, а при содержании 107о Сг формулу МзС. В доэвтектических сплавах эвтектика зарождалась в расплаве независимо от первичных кристаллитов и в процессе роста приобретала ячеистую структуру. В доэвтектических и эвтектических сплавах эвтектика, кристаллизующаяся в виде колоний, состояла из матрицы, дисперсных пластинчатых карбидов в центре, пластинчатых карбидов, растущих по направлению к границе колоний, и крупных пластинчатых карбидов на границах колоний. Эвтектические колонии тем мельче, чем меньше содержание углерода в сплаве наиболее мелкие колонии в чугуне с содержанием 30% Сг. [c.58]

Значительный интерес представляет способность титана пере-)хл аждать расплавленный чугун. Это свидетельствует о раствори-лости карбида титана в чугунном расплаве и выделении карбида ю время кристаллизации, а не до нее. [c.61]

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]

При малой концентрации титана (0,01—0,02%), как н в обычном белом чугуне, наблюдаются участки структурно-свободногс эвтектического цементита. С увеличением содержания более 0,057о выравниваются скорости кристаллизации цементита и аустенита цементитная эвтектика приобретает тонкое строение. Это являете результатом снижения скорости кристаллизации эвтектическогс цементита. [c.62]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...