Скорость - охлаждение - чугун
Cтраница 1
Скорость охлаждения чугуна при отливке его в металлические формы в интервале температур от начала кристаллизации и до 1000 - 950 затрудняет формирование средних и крупных пластинок графита за счет эвтектического и мелких его включений, образовавшихся в результате распада ледебурита. [1]
В отличие от стали уменьшение скорости охлаждения чугуна влияет не только на уменьшение дисперсности металлической основы, но и на изменение самого характера этой основы, поскольку оно оказывает существенное влияние на процесс графи-тизации. Толкование механизма процессов графитизации чугуна носит весьма дискуссионный характер, и этому вопросу посвящена специальная литература. [2]
 |
Влияние содержания. [3] |
Этот эффект модифицирования, отчетливо выявляемый при скорости охлаждения чугуна 70 - 117 град. Его не наблюдали и в синтетических сплавах Fe-С - Si, что позволяет связывать эффект модифицирования с различиями в содержании серы и кислорода в исходных расплавах. [4]
Чугун - высокоутлеродистый нековкий сплав железа с углеродом ( обычно 3 - 4 5 %), содержащий примеси марганца ( до 3 %), кремния ( до 4 5 %), серы ( не более 0 08 %) и фосфора ( до 2 5 %), отличается хорошими литейными свойствами. В зависимости от состава и скорости охлаждения чугуна углерод присутствует в его структуре либо в виде цементита - белый чугун, либо ( полностью или частично) в виде свободного графита - серый чугун. [5]
Плавное изменение скорости охлаждения приводит к постепенному утонению ( или огрублению) эвтектической структуры. Механизм таких структурных изменений выяснен в опытах с применением резкого увеличения скорости охлаждения затвердевающего чугуна. Обычно это связывают с ускорением образования зародышей в сильно переохлажденной жидкости. В условиях скачкообразно увеличивающегося переохлаждения диффузионные потоки не успевают осуществить перенос атомов на прежние расстояния. Поэтому уже в первый момент дальнейшего продвижения двухфазного фронта с прежней дифференцировкой в жидкости перед аустенитными участками накапливаются атомы углерода. Это приводит к росту вдоль этих участков цементитных ответвлений. [6]
На рис. 41 сплошные линии представляют диаграмму состояния системы железо - цементит, а пунктирные - системы железо - углерод. Это связано с тем, что углерод в сплавах может находиться в виде графита и цементита. Чем меньше скорость охлаждения чугуна, тем больше в нем графита и меньше цементита. Повышенное содержание углерода и кремния в чугуне способствует увеличению количества графита и величины графитных включений, а марганец, наоборот, способствует образованию и сохранению цементита; величину графитных включений марганец уменьшает. В сравнении со сталями чугун содержит значительно больше кремния и марганца. [7]
Уменьшение размера зерен и повышение однородности структуры улучшают механические свойства чугуна. В зависимости от состава и скорости охлаждения чугуна углерод присутствует в его структуре в виде цементита - белый чугун либо ( полностью или частично) в виде свободного графита - серый чугун. [8]
Подогрев чугуна замедляет скорость охлаждения расплавленного металла, предупреждая отбеливание и способствуя про-цессу графитизации чугуна и тем самым облегчая механическую обработку сварного шва. Подогрев предотвращает образование трещин, способствует повышению плотности наплавленного металла. Засыпка подогретым песком, накрытие подогретым асбестом замедляют скорость охлаждения наплавленного чугуна. [9]
 |
Структурная диаграмма чугунов. а - влияние содержания углерода и кремния. б - влияние толщины стенок отливки. [10] |
Зависимость между содержанием углерода и кремния и структурой чугуна графически выражена структурной диаграммой, приведенной на рис. 66, а. Данная диаграмма построена для отливок с некоторой постоянной толщиной стенок, примерно соответствующей пробному бруску диаметром 30 мм; в ней не учтено влияние скорости охлаждения на структуру чугуна. Дело в том, что степень графитовыделения зависит и от скорости охлаждения чугуна - замедленное охлаждение повышает графитовыделение. Тут по оси абсцисс отложены толщина стенок отливок, а по оси ординат - сумма углерода и кремния. [11]
Важным экспериментальным фактом является еще то, что и сферокристаллы, и пластины первичного графита можно получить в немодифицированном чугуне одного и того же состава, кристаллизующемся в различных условиях. В работе [41] это показано на примере нескольких отливок, затвердевавших в формах с различным тепловым сопротивлением. В качестве другого примера на рис. 18 приведены микроснимки толстого ( рис. 18 а) и тонкого ( рис. 18 6) участков клиновидной кокильной отливки из относительно чистого ( 0 007 % S) высококремнистого чугуна с 1 8 % С и 11 22 % Si. Осцилло-граммная запись кривых охлаждения позволила установить, что переход от пластинчатой к шаровидной форме включений первичного графита происходит при увеличении скорости охлаждения чугуна от 2 до 60 град / сек. [12]
Страницы: 1