Структура и свойства чугунов
Сплавы, содержащие правее т. Е на диаграмме «железо-цементит» называются чугунами.
Чугуны, кристаллизующиеся в соответствии с диаграммой Fe-Ц, называются белыми (из-за светлого оттенка излома, обусловленного большим количеством цементита в структуре). Из диаграммы Fe-Ц следует, что затвердевание этих сплавов происходит при Т £ 1147 оС непосредственно ниже линии солидус ЕCF в результате превращения
охл
Жс ® АЕ + Ц. (2.2)
Такое превращение (затвердевание жидкой фазы в смесь двух твердых при фиксированном составе фаз и постоянной температуре) называется эвтектическим1, а образующаяся смесь кристаллов – эвтектикой (греч. – «легко плавящаяся» – из диаграммы Fe-Ц видно, что чугуны имеют наименьшую температуру плавления среди железоуглеродистых сплавов).
Эвтектика в белых чугунах называется ледебуритом (по фамилии исследователя – Ледебура). В момент образования она состоит из аустенита и цементита, но при Т£ 727 оС аустенит превращается в перлит (РSК – линия эвтектоидного – перлитного превращения). Поэтому при нормальных температурах ледебурит(Л) – сложная структурная составляющая; представляет собой светлую цементитную основу с темными включениями перлитных зерен.
По структуре белые чугуны делятся на доэвтектические (2,14…4,3 %С) со структурой Л+П+ЦII, эвтектические (4,3 %С) – Л и заэвтектические(4,3…6,67 %С) – Л+ЦII.
Наличие легкоплавкой эвтектики (ледебурита) в белых чугунах обеспечивает их высокие литейные свойства.
Механические же свойства этих сплавов можно оценить, экстраполировав зависимости, показанные на рис. 2.1.3, на содержание углерода > 2,14 %.
Видно, что белые чугуны обладают очень высокой твердостью, но низкими значениями пластичности, ударной вязкости и прочности, что является следствием большого количества цементита в структуре Поэтому белые чугуны как конструкционные материалы не используются.
На практике в качестве дешевых литейных конструкционных материалов широко применяются серые чугуны.
Принципиальное отличие структуры серых чугунов от белых в том, что углерод в них находится не в химически связанном состоянии. в виде Fe3C – цементита, а в свободном – в виде включений графита различной формы.
Уровень механических свойств серых чугунов зависит от двух основных структурных факторов:
1. формы (и количества) графитных включений,
2. структуры металлической основы.
По первому признаку эти сплавы делятся:
1. на собственно серые чугуны (СЧ), в которых графит имеет форму длинных заостренных пластин. Разновидностью этих чугунов являются модифицированные СЧ, в которых пластинки графита мелкие и имеют завихренную форму;
2. высокопрочные чугуны (ВЧ) с шаровидным (глобулярным) графитом;
3. ковкие чугуны (КЧ) с хлопьевидным графитом.
Структура металлической основы любого из этих чугунов может быть одного из трех видов: феррит (Ф), феррит+перлит (Ф+П) и перлит (П).
Дата добавления: 2021-06-28; просмотров: 189;