Первичный аустенит
Cтраница 2
Если скорость роста дендритов аустенита в обоих случаях одинакова, а при модифицировании чугуна ферросилицием нет оснований полагать, что она изменится, то в модифицированном сплаве дендриты аустенита вырастают до меньших размеров, чем в немодифицированном. Это подтверждается исследованием структуры модифицированного и немодифицированного чугуна, в то время как в немодифицированном сплаве четко видны крупные дендриты первичного аустенита, в модифицированном чугуне они менее развиты. [16]
Уже при содержании в чугуне 1 85 % Si в структуре образца появляется сложный железокремнистый карбид. Он выделяется из аустенита в виде эвтектоидной смеси с цементитом, имеющей форму игл, разрезающих участки превращенного в перлит первичного аустенита, или располагается в участках перлита, прилегающих к ледебуриту. Как уже отмечалось выше, в зависимости от содержания кремния в сплавах при охлаждении их в результате распада аустенита может образоваться также эвтектоидная смесь железо-кремнистого карбида с ферритом, аналогичная перлиту, но более грубая. [17]
Изменение строения колонии в ходе ее образования следует связывать с изменением условий роста кристалла ведущей фазы. Образование же пачек цементитных блоков происходит при меньшем диффузионном напоре углерода. В доэвтектических чугунах рост первичного аустенита ( в том числе дорастание кристаллов при переохлаждении ниже солидуса) создает дополнительный резерв углерода, способствующий образованию пластинчатой структуры на начальной стадии роста колонии. По мере увеличения степени эвтектичности доля пластинчатого ледебурита в колониях уменьшается. В заэвтектиче-ских чугунах в связи с ростом пластин первичного цементита ( и дорастанием их при переохлаждении ниже солидуса) условия для формирования пластинчатой структуры обычно не создаются. [18]
 |
Кинетическая диаграмма кристаллизации до эвтектического чугуна с 4 20 % С. [19] |
Кристаллизация расплава заканчивается на линии РЯФ / С. При темлературах ниже ликвидуса, но выше стабильной эвтектической Tl, затвердевание расплава не завершается. После выделения некоторого количества первичного аустенита устанавливается равновесие Ж А. В интервале То-Тн, помимо выделения первичного аустенита, происходит эвтектический распад жидкости Ж - - А Г, начинающийся на линии ОЛ и заканчивающийся на линии РН. Таким образом, в этом интервале переохлаждений формируются структуры серых чугунов. [20]
Дальнейший нагрев выше 200 С ведет к иному превращению, вызывающему расширение стали. Это так называемое второе превращение при, отпуске захватывает интервал температур 200 - 300 С. В этом интервале остаточный аустенит превращается в гетерогенную смесь, состоящую из пересыщенного а-раствора и карбида. Это превращение диффузионное ( остаточный аустенит распадается на две фазы разной концентрации) и по своей природе похоже на бейиитное превращение первичного аустенита. [21]
Существенное влияние на соотношение фаз у и ос и на склонность к образованию сг-фазы оказывают С, Mo, Si и некоторые другие легирующие элементы. Следует отметить, что а-фаза может образоваться как из а -, так и из у-твердого раствора. Вследствие того, что диффузионные процессы в ферритной фазе идут быстрее, образование ст-фазы в этой составляющей можно ожидать раньше, чем в у-фазе. При образовании а-фазы из феррита а-твердый раствор обедняется содержанием хрома часто до содержания, соответствующего возможности образования аустенитной структуры, по составу отличающейся от первичного аустенита. [23]
Кристаллизация расплава заканчивается на линии РЯФ / С. При темлературах ниже ликвидуса, но выше стабильной эвтектической Tl, затвердевание расплава не завершается. После выделения некоторого количества первичного аустенита устанавливается равновесие Ж А. В интервале То-Тн, помимо выделения первичного аустенита, происходит эвтектический распад жидкости Ж - - А Г, начинающийся на линии ОЛ и заканчивающийся на линии РН. Таким образом, в этом интервале переохлаждений формируются структуры серых чугунов. [24]
Формирование первичного аустенита сопровождается перераспределением примесей. Наиболее обогащаются примесями участки жидкости, расположенной в узких межветвиевых промежутках, практически не участвующей в конвективном перемешивании расплава. Это обстоятельство играет особую роль при абнормальной кристаллизации модифицированных чугунов. Обогащение жидкости магнием, повышающим термодинамическую активность углерода, способствует зарождению здесь графитных сферокристаллов. В результате расположение графита наследует рисунок первичного аустенита. [25]
 |
Макрорешетка мартенсита. [26] |
Это так называемое второе превращение при отпуске захватывает интервал температур 200 - 300 С. В этом интервале остаточный аустенит превращается в гетерогенную смесь, состоящую из пересыщенного а-раствора и карбида. Другими словами, при этом превращении остаточный аустенит превращается в отпущенный мартенсит. Это превращение диффузионное и по своей природе похоже на бейнитное превращение первичного аустенита. [27]
При увеличении эвтектичности обычного чугуна количество и форма выделяющегося при охлаждении графита изменяются. Вследствие этого изменяется состав аустенита, а концентрация углерода в нем становится менее равномерной, чем в синтетическом чугуне. Неоднородность аустенита по углероду и кремнию усиливается также и вследствие затруднения диффузии углерода. Поэтому в обычных чугунах наблюдается некоторая неоднородность перлитной основы чугуна. В немодифицированном синтетическом чугуне, в котором выделение и образование графитной составляющей из-за отсутствия достаточного количества зародышей сильно задерживается во времени по сравнению с выделением и ростом первичного аустенита, структура перлитной матрицы однородна. Понижение температуры превращения аустенита, а также повышение концентрации марганца, хрома и других элементов, увеличивающих устойчивость переохлажденного аустенита, вызывает повышение дисперсности перлита. С увеличением содержания углерода и повышением степени эвтектичности устойчивость аустенита снижается. [28]
Страницы: 1 2