Белыми называют чугуны, в которых углерод полностью находится в химически связанном состоянии, то есть в виде цементита. Поэтому они кристаллизуются в соответствии с диаграммой состояния Fe–Fe3C.
В зависимости от содержания углерода белые чугуны делятся на три группы: 1) эвтектический (С=4,3 %); 2) доэвтектические (С от 2,14 до 4,3 %); 3) заэвтектические (С от 4,3 до 6,67 %).
Рассмотрим фазовые превращения в белых чугунах при охлаждении.
1. Доэвтектический чугун с содержанием С=2,5 % (I) (рис. 5.6):
а–1: простое охлаждение Ж;
1–2: Ж1–С →А1–Е;
точка 2: а) АЕ, ЖС;
б) ЖС →АЕ+ЦF, (АЕ+ЦF – ледебурит);
в) АЕ , Л(АЕ +ЦF);
2–3: АЕ–S → ЦII
точка 3: а) АS , ЦII, Л(АS + ЦII +ЦК);
б) АS → ФР + ЦК , (ФР + ЦК – перлит);
в) П, ЦII , Л(П + ЦII + Ц).
Ниже точки 3 превращений нет.
Конечная структура:
П + ЦII + Л(П + ЦII + Ц) → П + ЦII + ЛПР (П + Ц),
где ЛПР – превращённый ледебурит.
Следует отметить: 1) цементит вторичный, который выделяется из аустенита, входящего в состав ледебурита, при микроструктурном исследовании не обнаруживается, так как он сливается с цементитом ледебурита; 2) ледебурит, находящийся между линиями ECF и PSK (1147…727 °С), представляет собой эвтектическую смесь аустенита и цементита. На линии PSK происходит эвтектоидное превращение АS→ФР+ЦК, (ФР+ЦК – перлит). Поэтому ниже линии PSK ледебурит представляет собой смесь перлита и цементита. Такой ледебурит называют превращённым [1].
|
|
Рис. 5.6. Кривые охлаждения белых чугунов
2. Заэвтектический чугун с содержанием С=5,0 % (II) (см. рис. 5.6):
b–4: простое охлаждение Ж;
4–5: Ж4–С→ ЦI;
точка 5: а) ЦI, ЖС;
б) ЖС → АЕ + ЦF , (АЕ + ЦF – ледебурит);
в) ЦI, Л (АЕ + ЦF);
5–6: АЕ–S→ ЦII;
точка 6: а) ЦI, Л (АS + ЦF);
б) АS → ФР + ЦК , (ФР + ЦК – перлит);
в) ЦI, Л (П+ ЦII + ЦК).
Конечная структура:
ЦI +ЛПР (П + Ц),
где ЛПР – превращённый ледебурит.
Аналогичным образом можно рассмотреть формирование структуры эвтектического чугуна, которая при комнатной температуре состоит из ЛПР (П + Ц).
На рис. 5.7 показаны схемы структур белых чугунов.
|
Рис. 5.7. Схемы структур белых чугунов: а – доэвтектический; б – эвтектический;
в – заэвтектический. Темные участки на рис. а – перлит, светлые пластины
на рис. в – первичный цементит